追寻人类开疆辟土的足迹（之六）向宇宙之谜挑战

夜空中闪耀的群星，看上去像是环绕着地球。公元２世纪古希腊的托勒密建
立了一个众天体以太阳为首环绕地球的体系──“天动说”，它在很长的一段
时间里受到支持，产生了非常重大的影响。
从天动说到地动说
迈入１６世纪之后，波兰的哥白尼提出“地动说”，主张众天体以太阳为中
心公转。比起天动说，地动说更能简洁地解释天体的运行，但因当时天动说是绝
对权威，所以地动说并未得到重视。
丹麦人第谷的天体观测资料使得他的德国助手开普勒得以在１７世纪初叶建
立了有关行星运动的“开普勒定律”。和开普勒同一时期的意大利人伽利略率先
将望远镜运用于天体观测，并因而发现了木星的４大卫星和太阳黑子等。伽利略
通过天文观测支持了哥白尼的地动说。
１７世纪后半叶，英国牛顿建立了“万有引力定律”，根据万有引力定律能
够正确计算行星的运动。牛顿的老友哈雷之所以能预言哈雷彗星的出现也是从万
有引力定律得出的成果。此外在１９世纪，科学家还根据天王星轨道的偏差计算
出海王星的位置，从而发现了海王星。
迈向恒星的世界
在１７世纪之前，天文学都是以太阳系的天体为主要研究对象。直到１７世
纪后期，由于望远镜制作的进步，人们才开始逐渐把注意力转向恒星世界。人们
曾经以为恒星是固定在天球上的光点，１７１８年，英国的哈雷根据对天狼星等
恒星的观测结果，发现恒星会一点一点地改变位置，这才阐明了恒星并非固定的
东西，而是像太阳一样的独立天体。
１７８４年，英国的赫歇尔发表了众多星球分布成凸透镜状的银河系模型，
由此得知太阳只是银河系众多星球中的一颗而已。
自古以来，人们就知道，宇宙之中除了恒星以外，还有朦朦胧胧看起来像云
一样的“星云”。１９２３年，美国的哈伯测定了太阳系至仙女座星云的距离，
发现原来它是位于我们的银河系外边的另一个星系。银河系只不过是宇宙中为数
众多的星系之一。像这样，人类所观测的宇宙一步步地扩展开来。
迈向宇宙诞生之际
进入２０世纪后出现了一个推翻传统时间及空间观念的理论，那就是爱因斯
坦的相对论，从广义相对论方程式导出宇宙会膨胀或收缩的结论。
爱因斯坦起初并不认为宇宙会膨胀。１９２９年，哈伯发现距离越远的星系
以越快的速度远离我们而去，由于这个“哈伯定律”的发现，阐明了宇宙正在膨
胀之中的事实。
１９４６年，美国的伽莫夫提出“大爆炸”理论，主张如果宇宙是在膨胀之
中，那么越是向前回溯，宇宙便会越小，在最早的时候，宇宙是个高温、高密度
的火球。
１９６５年，美国的彭齐亚斯和威尔孙观测到宇宙背景辐射，与大爆炸理论
所预言的相一致。此外，宇宙中氦等元素的含量与理论预测值十分吻合，使得大
爆炸理论受到广泛的支持。
１９８１年，日本的佐藤胜彦和美国的古斯几乎同时提出了暴胀理论。８０
年代以后，俄罗斯的比连金和英国的霍金等人开始论述宇宙的创生。
自彭齐亚斯和威尔孙的发现之后，科学家们做了许多有关宇宙背景辐射的观
测，借此得知宇宙背景辐射的温度分布十分均匀，但是这样仍无法解释当前宇宙
的构造。１９９２年，美国的ＣＯＢＥ卫星观测到宇宙背景辐射的温度具有十万
分之一左右的不均匀，这个不均匀可能与宇宙物质分布密度不均匀呈对应关系。
观测远方的宇宙就是在观测过去的宇宙，拜观测技术进步之赐，如今我们已
经能够观测到相当接近宇宙诞生初期的情况。（本系列稿完）
图片说明：牛顿在光学、数学、力学等方面留下了多项伟大的功绩。
十六世纪所绘之表示托勒密天动说的图画，图画中心可看到地球。
从爱因斯坦所提出的广义相对论方程式导出宇宙会膨胀的预言。１９２９年
，哈伯发现宇宙确实正在膨胀中。
哈伯太空望远镜预定持续观测至２０１０年。