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天文學課程論文3000字

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導語:天文學是一門古老的科學,自有人類文明史以來,天文學就有重要的地位。現在天文學是一門獨立的大學學科。下面是小編整理的天文學課程論文3000字。歡迎大家閱讀。

天文學課程論文3000字

宇宙中有第二個地球嗎?宇宙是如何形成的?爲什麼地球能產生生命?太陽的運動對地球有什麼影響?瑪雅人爲什麼會消失?天文學中的十萬個爲什麼總能勾起人們的求知慾望!

天文學是自然科學中的一門基礎學科,它和人類歷史同樣悠久。天文學的研究內容和許多概念總是伴隨着人類社會的文明和進步而不斷髮展的。

在望遠鏡發明以前,天文觀測採用的是目視方法,直接觀測天體在天空的視位置和視運動,另外也粗略的估計星星的亮度和顏色。17世紀以後相繼有了望遠鏡、分光鏡和光度計,不僅提高了天體位置觀測的準確度,而且擴大了人們對宇宙的認識。到了20世紀,由於大口徑望遠鏡的問世,使得人類探測宇宙的深度和廣度與日俱增,不少模型、學說由觀測得到證實,新天體、新發現大量涌現。20世紀30年代以後,人們越來越廣泛的使用無線電方法研究天體和宇宙間的輻射,從而誕生了射電天文學。20世紀50年代人造地球衛星發射成功,人類把觀測範圍由地面擴展到地外空間,天文學家可以自由地探測天體的各種輻射。現代,天文空間探測已經有了長足的發展,人類不僅把望遠鏡送上天,而且藉助太空飛行器踏上月球,或把儀器送到其他行星上進行直接觀測或實驗。

我一直都覺得天文學是一門很神祕的學科,尤其在觀看課堂的視頻後,真是不得不感嘆天文學的魅力,以及現在科學的強大。

對於天文學,我最感興趣的是以下幾個方面:

一、宇宙大爆炸

宇宙大爆炸(Big Bang)是一種學說,是根據天文觀測研究後得到的一種設想。大約在150億年前,宇宙所有的物質都高度密集在一點,有着極高的溫度,因而發生了巨大的爆炸。大爆炸以後,物質開始向外大膨脹,就形成了今天我們看到的宇宙。

比利時牧師、物理學家喬治·勒梅特首先提出了關於宇宙起源的大爆炸理論,但他本人將其稱作“原生原子的假說”。這一模型的框架基於了愛因斯坦的廣義相對論,並在場方程的求解上作出了一定的簡化。描述這一模型的場方程由蘇聯物理學家亞歷山大·弗裏德曼於1922年將廣義相對論應用在流體上給出。1929年,美國物理學家埃德溫·哈勃透過觀測發現從地球到達遙遠星系的距離正比於這些星系的紅移,這一膨脹宇宙的觀點也在1927年被勒梅特在理論上透過求解弗裏德曼方程而提出,這個解後來被稱作弗裏德曼·勒梅特·羅伯遜·沃爾克度規。哈勃的觀測表明,所有遙遠的星系和星團在視線速度上都在遠離我們這一觀察點,並且距離越遠退行視速度越大。如果當前星系和星團間彼此的距離在不斷增大,則說明它們在過去的距離曾經很近。從這一觀點物理學家進一步推測:在過去宇宙曾經處於一個極高密度且極高溫度的狀態,在類似條件下大型粒子加速器上所進行的實驗結果則有力地支援了這一理論。

2003年2月12日,美國宇航局公佈了探測器拍到的宇宙“嬰兒期照片”,爲宇宙大爆炸理論提供了新的依據。根據這張照片科學家還精確地測量出了宇宙的實際年齡是137億年。圖片中的微波光線來自宇宙大爆炸後的38萬年,大約是在130多億年前。美國宇航局的科學家說,這張照片中可以觀測到的輻射是一種電磁波,它充滿了整個宇宙。電磁波里包含的微觀模型資訊,顯示了形成星系以及我們周圍一切結構的萌芽的特徵。這次公開的宇宙“嬰兒期照片”清晰地顯示了這個遺蹟的存在,有力地支援了宇宙大爆炸理論。另外,圖片還顯示宇宙中最早的恆星誕生於宇宙大爆炸發生的2億年後,比許多科學家認爲的要早得多。宇宙起初是由不斷相互影響的粒子和射線所構成的一團熾熱且無定形的雲狀物組成的`:大爆炸後又過了40萬年,宇宙膨脹和冷卻到一定程度時,電子和質子結合成中性原子,它們再與周圍的射線相互影響。

經過科學研究,目前被絕大多數人接受的結論是:宇宙誕生之前,沒有時間,沒有空間,也沒有物質和能量。大約150億年前,在這片四大皆空的“無”中,一個體積無限小的點爆炸了。時空從這一刻開始,物質和能量也由此產生,這就是宇宙創生的大爆炸。但,若真是四大皆空的狀態,那麼宇宙爲何會爆炸?爆炸後的物質又是從哪裏來的?不是說自然界的一切物質都是守恆的,那麼這個宇宙大爆炸是如何無中生有的呢?

二、黑洞

黑洞(blackhole)是由一個只允許外部物質和輻射進入而不允許物質和輻射從中逃離的邊界即視界所規定的時空區域。

根據第七節課影片的介紹,黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程;恆星的核心在自身重量的作用下迅速地收縮,發生強力爆炸。當一顆恆星衰老時,它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料(氫),由中心產生的能量已經不多了。這樣,它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下,核心開始坍縮,直到最後形成體積小、密度大的星體,重新有能力與壓力平衡。物質將不可阻擋地向着中心點進軍,直至成爲一個體積很小、密度趨向很大。而當它的半徑一旦收縮到一定程度,巨大的引力就使得即使光也無法向外射出,從而切斷了恆星與外界的一切聯繫——“黑洞”誕生了。2010年11月16日凌晨1點30分,美國宇航局宣稱,科學家透過美國宇航局錢德拉X射線望遠鏡在距地球5000萬光年

處發現了僅誕生30年的黑洞。這是有史以來所發現的最年輕的黑洞。

據科學家揣測,銀河系的中心是一個超巨型黑洞。超巨黑洞位於星系中心,據推測每個星系都有,質量一般約爲星系總質量的0.5%。目前,關於超巨黑洞的形成主要有兩種理論。一種觀點認爲,它可能是隨着星系的誕生一次性產生的。但也有推測說,超巨黑洞是以質量更小的黑洞爲基礎形成的,後者就好比是一些“種子”,隨着時間的推移進化成了巨型黑洞。

因爲所有的能量都是守恆的,科學家們提出設想,既然宇宙中有黑洞,那麼一定存“白洞”。黑洞可以用強大的吸力把任何物體都吸進去,而白洞可以把這些東西都吐出來。科學家們設想,黑洞與白洞是連在一起的,黑洞把物質吸進去,物質在裏面會經過一個叫做“奇異點”的東西,然後物質就到達了白洞的“管轄範圍”,會被白洞“吐”出來。然後物質就到達了另一個宇宙(第一平行宇宙到達第二平行宇宙)。但是,如果白洞存在,所有的物體將會以極快的速度離開。這會是我們這個宇宙形成的原因嗎?我們是否就生活在被白洞所拋出的物質至上呢?

三、太陽活動與農業生產

太陽活動主要是指週期爲11年左右的太陽黑系活動和太陽爆發活動,它們將對地球上的水文、氣候、地震活動以及無線電通訊、衛星執行和人類健康有極大的影響。對太陽黑子的活動,我國早在2000多年前(公元前43年漢光帝永光元年)《漢書》中就有“日中黑子,大如彈丸”的記載。1844年德國天文學家許瓦培首先提出太陽黑子活動具有周期性變化,其平均長度約爲111年。後經國際規定,從資料比較可靠的1755年那次黑子數量最低年起作爲第一個週期。從1755年到1976年,即第一週到21周始,從1986年起太陽黑子活動使進入第22周,1990年太陽活動進人高峯期,黑子活動和太陽耀斑活動頻繁。在太陽黑子活動的每個週期中,太陽黑子數通常從極小直徑經3~4年後達到黑子數的極大值,到極大值後黑子數下降較慢,大約要經7~8年後才降到黑子數的極小值,然後開始下一週期。峯年間隔最長17.1年(第4周),最短7.3年(第7周),平均週期爲11.1年。黑子極大年又稱“太陽活動峯年”。

太陽活動週期的氣候變化。太陽輻射是地球上能量的主要源泉,也是支配地球氣候的外因中重要的因素之一。反映在太陽黑子數的變化是,當太陽黑子數增多時,太陽活動增強,結果使地球氣溫升高;當太陽黑子數出現特多時,有時太陽輻射反而減弱,使地球氣溫下降。氣象學家從長期的氣候變化規律中觀測到,太陽黑子活動週期的單數週與雙數週氣候變化存在着明顯的差異。在太陽黑子活動週期數的單數週,氣候一般都是由冷轉暖;在雙數週氣候一般都是由暖變冷。研究指出,在太陽發生耀斑大爆發後的一個月內,一些地方的

地面溫度有明顯的升高。黑子峯年和谷年或峯年、谷年附近,會出現大範圍氣溫偏低,春寒,夏韶之氣候。我國著名氣象學家竺可楨等人曾利用大量的歷史資料,發現太陽活動頻繁,我國往往是南澇北早,1980年,1991年正是太陽活動峯年,長江中、下游出現了嚴重的洪澇災,莊稼被淹,而北方卻千旱,伏雨奇映。

太陽活動峯年與氣候異常。根據統計分析資料表明,天氣和氣候異常與太陽黑子活動似乎有一定相關性。太陽活動峯年,大氣徑向(南北向)環流加強、發展,有利於南北冷暖空氣交換,造成溫帶氣旋活動次數增多,高空多大槽大脊活動,多暴風雪、大到暴雨、雷陣雨、冰雹等強對流性天氣。同時。當冷空氣頻繁南下時,天氣寒冷,暖空氣北上時,回暖快,升溫多。在冬春季節常有寒潮、降溫,冷雨溼雪,春寒夏涼的天氣。太陽活動與農業生產的關係極爲密切,這種相關的科學依據,目前科技界還只能作一些粗淺的研究和分析。我們只有掌握和利用太陽活動規律,合理安排生產,方可奪取農業豐收。

四、瑪雅預言

關於瑪雅人預言的2012世界末日是我最感興趣的一個部分。地球上有多處跡象表明瑪雅人曾經生活在這個地球上過,可是他們爲什麼消失了?在過去的時間裏,也曾有許多關於世界末日的說法,但當所被預言的那一刻真正到來時,所有的預言就不攻自破了。那麼瑪雅預言也是這樣嗎?隨着2012的漸漸來臨,關於瑪雅預言的有關事蹟、傳聞、猜測越來越多。瑪雅預言受到了前所未有的關注!

根據瑪雅曆法的預言傳說,我們所生存的世界,共有五次毀滅和重生週期——每一週期即所謂的“太陽紀”。按照這一傳說,現在我們正處在第四個“太陽紀”,而2012年左右將是“第5太陽紀”的開始;並且,當時的瑪雅人認爲,在每一紀結束時,都會在我們生存的家園上演一出驚心動魄的毀滅悲劇。

瑪雅預言爲何會受到如此多的關注呢?

瑪雅人認爲一個月等於20天,一年等於18個月,再加上每年之中有5未列在內的忌日:一年實際的天數爲365天,這正好與現代人對地球自轉時程的認識相吻合。瑪雅民族在天文學方面的成就是十分突出的。

瑪雅古國有五大預言:

1:瑪雅文明的終結。也就是他自己的末日,自己預測到了。卻改變不了。

2:汽車,飛機,火箭的出現時期。

3:大魔頭(希特勒)的出生和死亡的大致時期。

4:毀滅性戰爭的爆發時期(一二戰)。

5:2012年12月21日太陽落下以後。將不會出現。

這五大預言中的前四個都已準確的實現,如今就差世界末日這一預言。它會像前四個預言一樣準確的實現嗎?

科學家對瑪雅預言並不信以爲然,他們首先利用瑪雅曆法來揭穿所謂的“世界末日”預言。瑪雅曆法並沒有結束於2012年,因此瑪雅人自己也沒有把這一年當作是世界的末日。不過,2012年12月21日(冬至)肯定是瑪雅人的一個重要日子。美國科爾蓋特大學考古天文學家安東尼-阿維尼是一名瑪雅文化研究專家。阿維尼表示,“在瑪雅曆法中,1872000天算是一個輪迴,即5125.37年。”

瑪雅人對於時間的計算比其他許多文化都要精細。阿維尼介紹說,瑪雅人曾經發明瞭所謂的“長曆法”,這種曆法把最初的計算時間一直追溯到瑪雅文化的起源時間,即公元前3114年8月11日。根據“長曆法”,到2012年冬至時,就意味着當前時代的時間結束,即完成了5125.37年的一個輪迴。長曆法於是重新開始從“零天”計算,又開始一個新的輪迴。阿維尼認爲,“這僅僅是一個重新計時的思想,與我們每年元旦或週一早上重新開始一年或一週生活完全一樣。”

也有一種這樣的說法,地球環境正在遭受前所未有的破壞,2012世界末日說純粹是爲了提醒人類保護地球的重要性。最近世界總是不太平靜,地震、暴雨不停侵襲着人類的家園,造成人類巨大的損失。無論2012是否真的存在,我們都應該珍惜每一天的美好生活!

五、外星文明

茫茫宇宙中,地球上的人類建立的文明是微不足道的。因爲地球文明是如此短暫,人類開始創造文明纔不過幾萬年,發展科學技術不過幾百年,探索航天技術不過幾十年,這和地球年齡的46億年、銀河系年齡100億至150億年相比,何異於滄海一粟。因此,我始終堅信外星人是真實存在的,他們就在我們的周圍,在某一個星球上,只是我們的科學技術還不夠發達,我們無法發現對方。

早在19世紀,人們就在想辦法和外星文明聯繫上。在20世紀的四分之一的時間中,我們已在不停地用電波轟擊太空,現在電波在所有方向上已經傳播了70光年,覆蓋了數千個恆星系統。我們可以設想,某個星球上的智慧生命,現在已經開啟收音機,正在收聽地球上的一些流行歌曲。

目前科學家一直不懈的努力着、假設着外星人的一切,外星人居住的環境或許與地球相似,但由於大氣比例不同,他們生活的星球或許比地球高溫,或許比地球潮溼,或許比地球壓強大。或許那個存在生物的星球的環境真的會像視頻中那樣,有飛鯨、跟蹤鳥、氣球草。

天文學的一切以其未知性和不確定性不停的勾起人們的求知慾望。人們不停假設、不停研究,想要知道宇宙是如何形成的?黑洞究竟是怎麼一回事?外星文明是否存在?外星人是什麼模樣?

天文學的研究對於我們的生活有很大的實際意義,對於人類的自然觀有很大的影響。本學期我選修了《天體物理概觀》這門課程,向老師繪聲繪色的講課、播放有趣的天文短片,都讓我收穫了很多關於天文學的知識,也有了不少感想,使我對天文學的定義、研究方向、研究領域、研究理論以及矮行星和中子星等重要的天體有了系統的瞭解,也豐富了我的知識體系,拓寬了我的知識面。我期待天文學取得更大的進展,也期待我國的科學事業的發展越來越好。

最後,祝老師身體健康,萬事如意!

參考文獻: