天文学基础第1讲光与天文望远镜第3讲天体的视运动

天文学导论I：天文学基础第1讲天文学发展史第2讲光与天文望远镜第3讲天体的视运动天文学导论第1讲天文学发展史本讲内容 引言：中国古代天文学成就（简介） 古希腊天文学 天文学的发展期• 哥白尼、第谷、开普勒和伽利略 牛顿的万有引力定律 爱因斯坦的相对论标注*…*的为自学内容* 引言：中国古代天文学成就（自学）* 星座（星宿、星宫）• 赤道坐标系 太阳黑子：公元前140年，欧洲（807年） 日食：约4000年前，650次（春秋战国-元末1368年） 彗星、流星和陨石 新星和超新星 “夏商周断代工程”与古代天文研究 古代天文仪器 张衡、祖冲之、一行、沈括、郭守敬等1。古希腊的地球中心说 从亚里斯多德到托勒密的地球中心学说 古希腊人首先采用观测和模型解释宇宙内在的逻辑性和系统性 大约2000年毕达哥拉斯的宇宙观 （569-475 .） 总结出关于天体运动的3个常识：1. 同心圆轨道：行星、太阳、月亮和恒星都在完美的同心圆轨道上运动2. 匀速圆周运动：行星、太阳、月亮和恒星都在作匀速圆周运动3. 地球中心：地球处于所有天体运动的正中心行星的运动难题 相对于背景恒星，行星为什么是“流浪汉”？（需数月观测）1. 顺行：向东2. 逆行：向西3. 逆行时行星变亮在地球为行星运动静止中心的错误思想指引下，古希腊人对行星的运动做出了几何解释，特别是“诡异”的逆行和亮度变化科学鼻祖：亚里斯多德 (384-322 .) 可能是历史上对多个学科（科学，神学，哲学等等）最具影响力的人物 他的思想不可挑战长达几乎2000年之久，直到……亚里斯多德：地球中心学说 天体镶嵌在55个转动速度不同的同心水晶球层上，每个球层作匀速圆周运动天文简史，地球处于中心 “原动力” 使最外层天球匀速转动天文学基础第1讲光与天文望远镜第3讲天体的视运动，并一层一层向内传递，导致所有天体的转动不能解释行星的逆行和亮度变化本轮 解释行星逆行与变亮 行星不是固定在同心球层（均轮）上，而是固定在本轮上，但是本轮固定在同心球层上 本轮中心和本轮即行星均沿同一方向作匀速圆周运动本轮均轮*需要多个本轮* 在某些情况下，本轮套本轮 实际模型：本轮中心作匀速圆周运动，但不围绕均轮的中心，其围绕中心偏离均轮的中心‘s 托勒密的地球中心学说 提出完备的以地球为中心的宇宙论 解释行星的逆行和亮度变化，且依然维持– 所有天体的运动都是匀速圆周运动– 天体是完美的，内禀特征（如亮度）不变– 地球是宇宙的中心 85-165 . 行星皆以本轮的轨迹运动，而本轮中心依附均轮的大正圆绕地球转动 水星、金星的本轮中心和地球及太阳的中心永远连成一条直线  水星、金星与太阳几乎同升同落，但不能解释金星的圆缺  众星则依附在一个最外层的大天球上本轮西方思想停滞的中世纪 托勒密于公元150年在长达13卷名为 (The 《天文学大成》/《至大论》）的巨著中发表了他的地球中心说 这个理论所预测的行星位置和实际位置的误差在数度之内，因此主宰西方世界约1500年之久！ *阿拉伯伊斯兰文明兴起*2。

天文学的发展期 哥白尼：太阳中心说，发展的起点（首次揭示真实） 第谷（·布拉赫）：杰出的观测  开普勒：行星运动定律；理论直觉 伽利略： “首次”使用望远镜观测天空 (1609)，他的天文与物理发现彻底颠覆了古希腊学说’s 哥白尼的太阳中心学说3-对行星运动的简单解释 逆行：小轨道行星（地球）比大轨道行星（火星）绕日公转得更快 亮度变化：行星到地球的距离在变化哥白尼学说的意义 亚里斯多德体系的3个主要错误观点：1。中心； 2。运动； 3。物质 哥白尼挑战了1天文学基础第1讲光与天文望远镜第3讲天体的视运动，但没有挑战2，且隐含了3• 革命掉地球是太阳系的中心• 但仍假设匀速圆周运动（行星轨道实际上是椭圆）• 仍不能解释行星运动的细节  需要本轮，但与托勒密体系相比，因为太阳在中心，所以大多数情形只需很少的本轮 由于托勒密体系是教堂根深蒂固的教条，而且日心说预测天体运动的准确性和地心说不相上下天文简史，所以并不为当时的人普遍接受。但拉开了现代天文学发展的序幕，开普勒、伽利略以及牛顿的工作彻底摧毁了亚里斯多德思想体系萨摩斯岛的亚利斯塔克 Samos 萨摩斯岛的 (亚利斯塔克，310-230 BC）早在哥白尼之前就提出了太阳中心说 由于观测不支持地球在运动，他的模型当时是不被接受的，直到哥白尼再次提出了太阳中心说古希腊的中心火学说 赫拉克利特：火是世界的本原 菲洛劳（）：火是最高贵的元素宇宙结构的“中心火学说”“日心说”的鼻祖 地球不是宇宙的中心，而只是穿过空间运行，宇宙的中心是一团熊熊燃烧的烈火 地球、月亮、水星、金星、火星、木星、土星以及其他星球都是围绕着这一中心火团运行的球体 人们能看到的太阳只不过是这个火团的反射物 第谷· 布拉赫(Tycho Brahe 1546-1601 )的杰出观测•丹麦贵族、受宠•天文堡、炼金属士•决斗•失宠，1588天文简史，布拉格，与开普勒（因战争）伟大会晤•礼节