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申傅电脑客户端:科学网宇宙膨胀背后的故事(之二):寻觅宇宙的中心

日期:2020-01-19 浏览:

爱因斯坦的宇宙“有限无边”,到处对称:此中每一个空间点都与其余任何点等价——这个宇宙没有中心。在他之前200来年,牛顿在辩解宇宙不会因为他的万有引力而塌陷时则说过宇宙可以是无限的,没有任何中心能作为塌陷的终点。他们的动身点彻底不同,却都自然而然地假设宇宙不存在一个中心。虽然他们的说法都经历了严格的科学质疑,但至少两人都没有因此遭遇科学之外的驳诘。

比牛顿再早不过几十年、上百年的伽利略(Galileo Galilei)、哥黑尼(Nicolaus Copernicus)等人却没那么幸运。他们仅仅质疑了地球是否是宇宙的中心,便冒犯了当时社会主流的条规。因为在那个年代,宇宙的中心不仅是一个事实判断,还更是神学、哲学之信仰。

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虽然直到本日还有人顽固地认为地球不是一个球体而长短常宽广的平地(即“地平说”),人类其实很早就领悟、蒙受了地球不是平的这一事实。古希腊人察看到迎接回港船只时总是先看到来船的桅杆然后能力看到船身、航海的海员知道越往北走北极星在天空的位置会越高,等等。

至迟在公元前350年,亚里士多德(Aristotle)在《论天》(On the Heavens)中便指出月食是因为地球挡住了太阳投向月亮的光(而不是什么“天狗吃月”)。所以,月食时月亮上那个白影正是地球的投影,是圆的。在人造卫星、宇航员能够直接观看本人家园的两千多年前,人类其实已经用月亮做镜子看到了地球的形状。

亚里士多德之后不久,埃拉托色尼(Eratosthenes)更是支配夏至日正午太阳投影在两个不同维度的都会中的分歧丈量了地球的大小。他发现地球的周长是那两个都会之间距离的50倍——现代丈量的成效是47.9倍。

与地球是圆的类似,也有很多证据剖明地球是静止不动的:在地球上生活着的人牢固若素,历来没有晕车、晕船那种处于运动环境的反应;我们在地面上跳起、可能往天上高高地抛出皮球,

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,乡村直上直下地落在原地:地面没有在腾空时移动;如果没有风吹,空中淹没着的云彩纹丝不动,不会落在地球的后方……

因此,古希腊的先贤们认识到人类所处的是一个静止不动的圆球,被满天的繁星围困着,星星们绕着地球步骤一致地愚钝转动(中国人称之为“斗转星移”)。为了辨识这些星星的位置,他们把对照明亮的星星们就近组合成为“星座”(constellation),并以它们的形状加以想象赋予各种形象的名称。

在这个星空背景上,还有太阳、月亮以及几个肉眼可见的星星没有固定的位置,而是在一些特定的星座——所谓“黄道十二宫”(zodiac)——中游走。这些“行走的星”(wandering stars)因此被称作行星。在没有什么丈量仪器的古代,这些行星的位置只能用肉眼察看,以其所在的背景星座大致地描述。

因为地球是圆的并有着制止的大小,在地球概况不同处所、可能在同一处所但不同时间看这些行星,它们暗地里的星座位置会略有差异。这是因为察看者角度不同,与行星位置的视线会延伸到星空背景的不同方位。这个现象叫做“视差”(parallax)。通过简单的几何关系很容易想象到,被察看的星星离我们越近,所看到的视差会越大。如果知道地球的大小,还可以通过视差角度计算星星离我们的距离。


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,伽利略逝世三十年后,法国戏剧家莫里哀(Moliere)公演了惨剧《女学究》(The Learned Ladies)。剧中男主角对他的妻子、妹妹和大女儿三名女性不思女红、家务,一味追求科学牢骚满腹。他的报怨之一是她们在自家楼上安装了一具天文望远镜,要看月亮上在产生什么!