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宇宙有中心吗?

小胖纸 发布于 6个月前 分类:宇宙篇

宇宙的奥秘:宇宙有中心吗?

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    admin

    从古至今,太阳每天都是东升西落,这不免让人们联想到好像太阳在围绕地球运转,因而人们就认为地球是宇宙的中心。后来,日心说诞生,它推翻了地心说的观点,认为太阳才是字宙的中心。那么到底什么才是宇宙的中心呢?地球、太阳、银河系还是河外星系,更或者宇宙根本就没有中心?从很久以前,人们就开始思考这个问题,并通过对天体的观测得出了大量的数据,在此基础上形成了一些观点和看法。然而直到今天都没有出现-套体系完整的学说能够证明宇宙的中心究竟是什么。
    世界上第一个完整的地心宇宙体系是古希腊学者托勒密在公元90-168年建立的。他针对那时关于行星的观测结果,结合前人的观点和测量数据,提出地球处在宇宙的中心静止不动这一说法,恒星均位于被称做“恒星天”的固体球壳上,其他的天体如太阳、月亮、五大行星等都在地球周围沿各自的轨道绕行,每颗行星都在一个小圆轨道上做匀速转动,这些小圆轨道被人们称为“本轮”。“本轮”的中心又在一个被称为“均轮”的大网轨道上围绕地球匀速转动。这样,"恒星天"和太阳、月亮、五大行星等都在以地球为中心的轨道上各自做匀速运动。
    虽然托勒密的理论是错误的,但是他的地心说中有许多内容,就当时的科学状况而言是比较科学的 例如,托勒密在研究天体运动时,建立了新的几何学模型和坐标参考系。另外,他把恒星固定在被他称为"恒星天"的固体球壳上,俗称"水晶球",至今,天文观测上还保留着这种假想的“天球”概念。
    托勒密的地心说在中世纪期间,被欧洲教会用来维持统治,西方人们认为地球是字宙中心的观点一直延续了1400多年。在这段时期,教会宣扬”上帝选定的字宙中心是地球",最高天堂是上帝居住的极乐天堂。教会把地心宇宙观奉为神圣不可侵犯的真理。但是,人们探寻真理的脚步并没有因教会的统治而停止。
    从14世纪中期开始,随着生产力的发展,生产关系的进步以及社会需求的提高,在欧洲兴起了一种新的文化潮流。15世纪,航海事业的发展推动了天文学的进步,为了正确导航,天文学家需要精确地观测和预报天体的位置。这时人们发现托勒密的理论非常不适用,通过托勒密理论计算出来的行星位置与实际位置偏差很大。
    即便如此,仍有一部分人极力地维护地心说理论,对于出现的偏差,他们消极地采取在“本轮”上再加“本轮"的方法来处理,如果在此基础上计算出来的行星位置仍与实际位置仍存在偏差,就再加上一个本轮,以此类推下去,直到不再有偏差存在为止。令人捧腹的是有时几颗行星的“木轮”数竟然多达八十几个,而且谁也无法确认某颗行星究竟应该被加上多少个“本轮”才算合理。天文学由此陷入了尴尬的局面。
    1543年,波兰天文学家哥白尼发表了《天体运行论》一书。在书中哥白尼向传统的地心说提出了挑战,认为太阳才是宇宙的中心,其他的天体都围绕太阳运转。地球仅仅是颗不断转动的普通行星。那么哥白尼是一个什么样的人,他的宇宙观又是如何形成的呢?伟大的哥白尼于1473年2月19日诞生在波兰西部维斯杜拉河畔的托伦城。21岁时,哥白尼在欧洲最文明的国家意大利求学,意大利是当时欧洲文艺复兴的中心。哥白尼在意大利生活的10年当中深受当时文艺复兴思想的影响,例如他曾拜访过文艺复兴的代表人物达·芬奇。身兼画家与科学家双重身份的达·芬奇比哥白尼年长20岁,他对宗教神学十分蔑视,认为教会利用虚构出来的天堂来做买卖。达·芬奇主张宇宙的中心不是地球,他企图借此恢复一些古典哲学家的天文学说。意大利天文学家和数学家诺瓦拉和达·芬奇一样,也反对地心说,哥白尼经常和他在一起观测天象,探讨如何改进地心说”。当时,哥伦布发现新大陆的消息传出来,这一重大发现把哥白尼创立新的天文学说的热情和勇气彻底激发出来。在仔细研读了古罗马和古希腊的各种哲学著作后,哥白尼初步提出了“地动"的思想。
    这个科学见解虽然在今天看来十外古老,但是在当时的学术界却是很新鲜的。
    从意大利回到波兰后,哥白尼把天文学研究工作当作生活的全部。在他数十年的辛勤工作下,新的宇宙结构理论终于诞生。哥白尼认为,巨大的天球实际上并没有动,人们看到的天球的运动只是一种表面现象。是地球的自转,令人们产生了错觉,认为天球在动。他大胆指出,宇宙的中心并不是地球,地球只是围绕太阳在转,宇宙的真正中心是太阳。
    随着科学技术的发展,又产生了新的观点,认为太阳仅是太阳系的中心,并非宇宙的中心,银河系跟太阳系一样也有它的中心,它周围所有的恒星也都绕着银河系的中心旋转,但是这个观点明确指出字宙是没有中心的,即不存在一个中心,让所有的星系围着它转。用宇宙不断膨胀的理论可以对这个观点加以解释。因为宇宙的膨胀在三维空间内一般不发生,只有在四维空间内宇宙才有膨胀的可能。四维空间不仅包括普通三维空间的长度、宽度和高度,还包括时间。尽管对四维空间的膨胀进行描述困难重重,但也许通过气球的膨胀我们可以对它进行解释。如果把宇宙看作一个不断膨胀的气球而在气球表面的各个点上就遍布者星系,我们人类就住在其中的某个点上。此外还需要假设星系只能沿着表面移动而无法进入气球内部,或向外运动而不会离开气球的表面,在某种意义上我们被描述为一个存在于二维空间的人。假如字宙不断膨胀,即气球的表面不断地变大,那么气球表面上的点与点之间的距离就会越来越大。其中,若以某个人所在的某一点为定点,那么其他所有的点在他看来都在后退,而且距离他越远的点,其退行速度越快。
    现在,我们如果要寻找气球表面上的点的退行起点,那么我们就会发现它其实已经不在气球表面上的二维空间内了。我们之所以无法探测清楚三维空间内的事物,是因为气球的膨胀实际上是在三维空间内从内部的中心开始的,而我们所处的位置在二维空间上。
    同样的道理,宇宙膨胀的起点不是在三维空间的内部,而我们的运动却只局限在字宙的三维空间内。在过去的某个时间,即字宙开始膨胀的时候,或许是亿万年以前,虽然我们可以看到,可以得到相关的一些信息,而我们却不可能回到那个时候。所以说宇宙没有中心。
    虽然这种观点具有一定的科学性,但是它无法对所有的现象作出解释,究竟宇宙是否有中心仍需要进一步去证明。

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