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天文学、宇宙学有何区别?天文学的天物、天测和天力又有何区别?

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online_member 发表于 2018-5-2 21:34:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
本文作者:今日头条

天文学的概念比宇宙学要大一些,当然它们有可以有交叉。比如在北京师范大学有一个天文学系,天文学系研究的是天文学,里面也有老师研究宇宙学,比如张同杰老师就用天河二号的超级计算机研究宇宙的演化。

因此,在这个意义上来说,天文学可以包含宇宙学,但反过来宇宙学不可以囊括天文学。在天文学中,不但有宇宙学,也有恒星学,也有行星学,还有星系学,在不同的尺度有不同的天文规律,这些规律都是天文学要研究的,而宇宙学显然是最大的那个尺度。

同时,我们要注意到,并不是只有天文学系才研究宇宙学,同样以北京师范大学为例,在北京师范大学物理系,有一个相对论研究组,里面也有人研究宇宙学。比如马永革老师的研究组就研究圈量子宇宙学。

这也是宇宙学的一种,只不过偏理论,而且还偏量子,但这也是可以的。所以,简单地说,宇宙学涉及到早期宇宙的时候,不但有量子宇宙学,还有热大爆炸宇宙学与粒子宇宙学,在这方面,中国科学院高能物理研究所的张新民老师就是研究粒子宇宙学的专家——但他也不是天文系的。

所以这里面的实际情况就是宇宙学本身也很大,可以由各个不同领域的专家来进行研究。

最后,天文学总体上是一个实验学科,比较重视观测,所以要修很多天文望远镜来观测各种天文现象。
天文学、宇宙学有何区别?天文学的天物、天测和天力又有何区别?736 / 作者:罗男半ftx / 帖子ID:30217

以前只有光学手段,现在发现了引力波,多信使天文学已经开启,引力波天文学也是讲究观测的。所以,天文望远镜是天文学的仪器基础。而宇宙学虽然也需要观测,但总体来说还比较偏理论学科,因为宇宙学除了宇宙微波背景辐射与超新星,能观测的东西还不多,除非能看到原初引力波,否则宇宙学还是一个偏理论的学科,其理论框架被称为标准宇宙模型。

简单来说,天文学研究天上具体有什么,宇宙学研究宇宙整体是怎么运转的。

宇宙学这个概念上世纪才出现,比天文学晚得多。但是在远古时期,天文学家也都会讨论宇宙是怎么运转的,因为古人心目中的宇宙很小。在各种神话和宗教传说里,从地面到“天庭”的距离都很近,只比高山再高那么一点。

古代西方人认为宇宙就是一层层的水晶壳包裹着地球(是的,古人早就知道大地是个圆球)。太阳嵌在一层水晶壳上,月球嵌在一层水晶壳上,行星嵌在一层水晶壳上,全部恒星又嵌在一层水晶壳上。这些壳体也就是比地球表面更大一些而已。

既然宇宙这么小,研究天文就顺带界说了宇宙的全貌。托勒密的地心说,哥白尼的日心说,既是天文学说又是宇宙学说。为什么这样呢?因为他们不是在讨论行星绕着什么转,而是讨论宇宙所有天体是围绕地球还是太阳运转。
天文学、宇宙学有何区别?天文学的天物、天测和天力又有何区别?523 / 作者:罗男半ftx / 帖子ID:30217

大约十八世纪,天文学家才发现恒星是另外的太阳系,它们不绕着太阳转。再过了一个世纪才发现银河系结构,意识到太阳不过是银河中的一颗普通恒星。到了二十世纪,人类才发现河外星系。

在这个过程中,天文学逐渐认识到宇宙比太阳系大得多,不再去界说宇宙整体怎么运行,而是去深入研究具体天文现象。比如现在有行星科学专业,就只研究其它几大行星的情况。有射电天文学,主要研究射电望远镜提供的天文信息。

但是这样一来,仍然需要有学科去研究整个宇宙的运转,它是怎么来的,又会发展成什么样。宇宙学就这样从天文学中分出来,并且它更多的结合物理学和数学的成果,不像天文学以观测为主,而是以计算为主。象刚刚去世的史蒂芬霍金,虽然他经常和大家说太空中的事,但他的主要贡献在宇宙学,而不是天文学。
天文学、宇宙学有何区别?天文学的天物、天测和天力又有何区别?33 / 作者:罗男半ftx / 帖子ID:30217

当然,现代宇宙学仍然要结合新的天文观测成果,比如大爆炸宇宙学,最初就源于哈勃发现的“红移现象”。宇宙中遥远天体都在迅速倒退,意味着宇宙在膨胀。如果没有这个现象,就不会有人提出大爆炸宇宙学。但这个宇宙学理论还是通过计算完成的,将现有观测数据计算后,发现宇宙在137亿多年前是一个点。

随着天文观测结果不断翻新,宇宙学的理论也在改变。比如几十年前,宇宙学认为大爆炸后会有大坍缩,整个宇宙会在未来某个时刻重新收缩,最后还原为一点,再发生下一次爆炸。但是现在的观测结果倾向于宇宙会无限膨胀下去,各种天体都会散开在寒冷黑暗的宇宙里。

PS:未经同意不得转载(图片来源网络)

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