06.06 宇宙中的C位擔當,究竟屬於哪顆星球?|趣讀

你曾經在遠離城市燈光的地方感受過星空的壯麗嗎?如果你曾經看過的話,你一定會記得明亮的繁星點綴著的黑色夜空。

在人類有史以來的絕大部分時間裡,這就是人們每天夜裡所看到的天空的樣子。

所以不論是遠古人類將繁星分成一個又一個的星座,並把它們整合進神話故事裡,還是早期的天文學家關於天上的行星跟地上的人和事有著深遠聯繫的觀點(儘管這種觀點未必正確),也都不足為奇了。

我們從哪兒來?茫茫宇宙,我們的地球是孤懸於銀河臂上唯一孕育出生命的行星嗎?這是全人類都在思考的問題。

人類是如何認識宇宙的?

人類對宇宙的認識,經歷了幾次顛覆性的版本更新。

在古代傳說中,大地通常是平坦的,而太陽在天上的運動則是神仙的旨意。

從公元前15 世紀開始,一種對宇宙的新思想在地中海東岸發展起來——這種思想不依賴於神祇,而是將人類帶離卡爾·薩根所謂的“鬼神世界”。

希臘哲學家開始構建我們看來也許顯得原始的宇宙模型,但這些模型具有當時看來“奇怪”的“新功能”:它們僅僅依靠一定的自然法則運行,而無須超自然力量的干預。

宇宙中的C位担当,究竟属于哪颗星球?|趣读

亞里士多德證明了地球是圓的,完善了“地心說”,並經過托勒密對“地心說”的進一步發展,人們開始形成“地心說”的世界觀。

因此,在人類歷史的大部分時間裡,人們認為,大地靜止地待在造物主所創造的世界中心,天上的恆星和行星圍著它轉動。

宇宙中的C位担当,究竟属于哪颗星球?|趣读

直到1500 年後,一位來自波蘭的教士,挑戰了之前人們對夜空的所有認知,他提出了一個觀點:地球繞著太陽轉,而不是太陽繞著地球轉。

他就是尼古拉斯·哥白尼,文藝復興時期的波蘭天文學家、數學家、教會法博士、神父。

宇宙中的C位担当,究竟属于哪颗星球?|趣读

哥白尼用嶄新的以太陽為中心的宇宙觀顛覆了天文學對世界的描述。他的不朽著作《天體運行論》出版於1543 年的今天。這一天,生命垂危的哥白尼在彌留之際,收到了這本樣書。

為什麼哥白尼是首位擲矛者

所有這些模型都有兩個基本的、不容置疑的預設:一是地球在宇宙的中心靜止不動,而其他所有天體——太陽、月亮和行星——都圍繞地球轉動;第二個假設是天空純淨而永恆,其中的所有物體都沿圓周軌道運動。

在這些模型中,恆星和行星鑲嵌在固態的水晶天球上,隨著天球的轉動而行經天空。最終,這些模型變得非常複雜:嵌入小球殼的行星在更大的球殼中滾動。

考慮到當時像球罩一樣的宇宙模型,令人有點意外的是,古人曾經就宇宙在空間上是有限的還是無限的這個問題上做過不少辯論。

哲學家阿爾庫塔斯(前428- 前327)給出了一個有趣的論點:宇宙一定是沒有邊界的。

他認為,假設宇宙有邊界,那麼一個人就可以走到宇宙的邊界,並向外投擲一支矛。

這支矛會落到什麼地方?其下落的地方將會在邊界之外。而無論邊界再怎麼遠,這個“擲矛者”總能找到邊界外的一些地方。

因此阿爾庫塔斯認為,宇宙一定沒有邊界,一定是無限的。

在阿爾庫塔斯之後,很多新思想不斷拓展著人類對宇宙的認識,正如阿爾庫塔斯的那支矛。

哥白尼就是第一位“擲矛者”。

宇宙中的C位担当,究竟属于哪颗星球?|趣读

下圖是環球儀示意圖:圖中地球位於中央,黃道星座環繞在邊緣,這是哥白尼之前的時代對宇宙圖景的標準描繪。

在環球儀周圍畫著天文學家托勒密和第谷·布拉赫理論的示意圖。

宇宙中的C位担当,究竟属于哪颗星球?|趣读

而哥白尼著作《天體運行論》的出版,徹底摧毀了當時人類的宇宙觀。

他首先給出了把太陽放在太陽系的中心、讓地球和其他行星圍繞太陽運轉的嚴肅模型。

他在《天體運行論》中寫道:“人們將會意識到,太陽位於宇宙的中心。根據行星的運行規律,並考慮到整個宇宙的和諧,我們可以得知這一事實。就像諺語所說,只要我們用雙眼探尋,就會發現真相。”

宇宙中的C位担当,究竟属于哪颗星球?|趣读

在哥白尼提出日心說後,人類的宇宙觀發生了劇變。

地球和人類不再處於萬物的中心。人類僅僅是圍繞太陽運行的眾多天體之一上的居民。“哥白尼原理”告訴我們:人類和我們的地球在宇宙中並無特殊之處。

用哥白尼的觀點重新審視世界,宇宙變得如此之大。人類所處的宇宙不再被距地表幾公里處懸垂的天空和他們腳下的大地所侷限。

再次擴大的宇宙是怎樣的

哥白尼之後的天文學家知道了太陽系遠比地球大得多:如果把地球比作是北京故宮的大小,那太陽就會像整個北京的轄區範圍那麼大,而太陽系靠外側的行星軌道則會像整個中國那麼大。

宇宙中的C位担当,究竟属于哪颗星球?|趣读

“擲矛者”在不斷地拓寬著我們所處的宇宙。哥白尼教給我們地球不是宇宙的中心,哈勃教給我們銀河系只是數十億星系中的一個,弦論學家告訴我們,我們的整個宇宙可能只是眾多宇宙中的一個。

19 世紀初,德國天文學家弗里德里希·貝塞使用製造精良的望遠鏡,首先測定了鄰近恆星的距離——宇宙被再次“擴大”了。

如果我們想象把太陽系縮小到一個足球場大小,那離我們最近的恆星就像是幾百公里外的城市那麼遙遠。

在19 世紀末,天文學家進一步認識到我們的太陽只是銀河系這座巨大的恆星之城中一顆很普通的恆星。

我們的太陽和太陽系,儘管在我們眼中已經如此巨大,其實在銀河系中也只是千億個恆星和行星系統之一而已。

天文學家開始意識到,恆星並非都長得一樣,他們開始為所見到的恆星編目造冊。他們也注意到天空中的一些昏暗斑塊,在當時望遠鏡不足以看清這些雲霧狀天體由什麼組成的情況下,天文學家將其統稱為星雲。

宇宙中的C位担当,究竟属于哪颗星球?|趣读

↑↑這五個星系被稱為斯蒂芬五重星系,實際上由四個相互作用的星系和一個離我們更近的年輕星系(左上的藍色旋渦星系)組成。中間的兩個星系正在發生碰撞,同時產生大量恆星,這可以由它們邊緣的藍色星團看出。周圍星系的引力影響扭曲了右上方棒旋星系的旋臂。

20 世紀初,愛德文·哈勃發現,很多“星雲”實際上本身就是巨大的“恆星之城”,就像我們的銀河系一樣。哈勃讓我們瞭解到,宇宙是由所謂的“星系”組成的。

實際上這只是哥白尼理念的延伸。

地球只是太陽系中的一個行星,太陽只是銀河系中的一個恆星,而銀河系只是宇宙中千億個星系的一員。

哈勃不只發現了星系。他還發現,這些星系在離我們遠去,也就是說宇宙正在膨脹。這一發現最終發展為我們現今描述宇宙起源的最好圖景——“宇宙大爆炸”。

宇宙中的C位担当,究竟属于哪颗星球?|趣读

現在,也許又一個擲矛者正在逼近我們所知宇宙的邊界:他或她是誰,我們還不知道。

但是,如果現代的某些天文學理論被證明是正確的,也許我們的宇宙將會是眾多宇宙的一員——科學家開始將其稱為“多重宇宙”。

這樣的發現無疑將會成為尼古拉斯·哥白尼的終極辯護者,儘管他當時恐怕想象不到這樣的進展。

用雙眼探尋,就會發現真相

人們對於星空的興趣,逐漸成了一種現代天文學家認可的努力探索。在中國的竹簡和古巴比倫的圖片上,我們發現了人類裸眼觀測夜空的記錄。

希臘人繼承了古巴比倫人的觀測成果,也進行了他們自己的觀測,演繹出恆星和行星在上繞著地球運轉的水晶球夜空模型。

宇宙中的C位担当,究竟属于哪颗星球?|趣读

尼古拉斯·哥白尼告訴我們,地球繞著太陽轉而不是太陽繞著地球轉,伽利略將他的望遠鏡對準了太空,人們對於夜空的認識徹底改變。

地球不再是宇宙的中心,只是那些行星中的一員。我們的月球是一個充斥著環形山和山脈的地方,其他行星也有各自的衛星,這些衛星繞著它們的行星週而復始地運轉,就像一個小太陽系一樣。

現在我們可以在夜空中看到上千顆恆星,然而這只是銀河系中千億顆恆星中的一小部分,而銀河系只是浩瀚宇宙的千億分之一。

以上部分文字及圖片來自讓你驚歎的宇宙系列

《太空全書》《地球與太空》《行星全書》《星座全書》

北京紫圖圖書出品

蝌蚪五線譜

專注做權威、有趣、貼近生活的互聯網科學傳播

宇宙中的C位担当,究竟属于哪颗星球?|趣读


分享到:


相關文章: