天文學的發展簡史,早在公元前340年左右,戰國時期,尸佼就給宇宙說下的定義:四方上下曰宇,古往今來曰宙
意思就是把空間和時間結合在一起就是宇宙
在我國古代有三種比較系統的宇宙學說:古言天者有三家,一曰蓋天,二曰宣夜,三曰渾天——《淮南子》
這三家代表人物依次有張衡,祖衝之,一行,郭守敬
西方天文學的發展則是經歷了從地心學說到日心學說,逐漸到宇宙學原理的過程
在這些學說的發展過程中牛頓和愛因斯坦對西方天文學起到了非常重要的作用
牛頓的引力學逐漸把天體力學推向了整個自然科學的前沿
愛因斯坦理論使得天文進入到幾何天文學時代
西方最早的宇宙觀,是認為地球是宇宙的中心。根據柏拉圖學派的「同心球」』宇宙模型,其他的這些天體都是圍繞著地球,以地球為中心來進行運行。這個幾何看似完美,但是它存在一個和觀測不符的問題,也就是存在逆行。所以後來人們對於這種情況就有了兩種學說解釋:
一種學說是地心學說,由拖勒彌提出,他對同心球模型加以改進
還有一種學說觀點是哥白尼的日心學說
認為太陽是宇宙的中心,靜止不動,地球和其他行星繞著太陽旋轉,但是地球比火星繞著太陽運轉的角速度更快,使得火星在天球上的投影發生改變,這個投影就很自然的解釋了為什麼會產生逆行現象
但是在那個時代是沒有辦法去檢測這兩個學說是否正確
在哥白尼後有兩名科學家對行星的運行做出了重大貢獻
其中一個是伽利略
這個人呢,就比較厲害 用自己做的望遠鏡看到了我們頭頂的天空。
他告訴我們月亮上是有山巒起伏,他也發現太陽有黑子,他還發現木星是有衛星,並且這些衛星是繞著木星在旋轉,在自然中找到了幾個反例,對否定地心學說投下了一絲可能。他發現金星存在盈虧的現象,會有新月也會有(近似)滿月 讓他有足夠的理由否定地心學說,因為按照地心學說,金星繞著太陽旋轉是絕不會產生滿月的現象的,只有日心學說才能解釋金星的盈虧,同時也告訴我們金星是比地球更靠近太陽的軌道在旋轉
那麼在伽利略時代另外一個天文學家克卜勒也做出了重要貢獻
構造出了行星運動的模型
給出行星繞著太陽運行滿足橢圓定律,行星和太陽的連線滿足面積定律 行星繞著太陽軌道運行,軌道周期的平方跟它軌道半長徑的立方成正比,這就是調和定律 所以克卜勒也被後人讚譽為「天空的立法者」。
至於行星為什麼沒有繞著太陽運行,伽利略和克卜勒都沒做出解釋
直到牛頓的《自然哲學的數學原理》這本巨著,他引入了牛頓的運動定律和牛頓的萬有引力定律,它可以很好的解答行星運行
所以牛頓理論取得了巨大的成功,他可以解釋克卜勒的行星運動規律,並且哈雷用牛頓理論成功預言1758年Halley彗星的回歸
牛頓理論使後人得已站在巨人的肩膀上,也是使後人最接近諸神