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《现代宇宙学》思考题和习题精解
第1章
1.1你喜欢宇宙学吗?为什么?
1.2你觉得公众对探索宇宙奥秘的兴趣越来越浓的原因是什么?
1.3A.爱因斯坦指出:宇宙中最不可理解的事,是宇宙居然是可以理解的!1.4宇宙是均匀的,这是很重要的一点,叫做宇宙学原理。1.5宇宙究竟是什么?古人的定义:“古往今来谓之宇,四方上下谓之宙。”宇宙是天地万物的总称,是无限的空间和时间的统一,“宇”是空间的概念,是无边无际的;“宙”是时间的概念,是无始无终的。
1.6在中国古代,关于宇宙的结构,主要有三派学说,即盖天说、浑天说和宣夜说,此外还有昕天论、穹天论、安天论等。
1.7西方古宇宙说种种古印度的宇宙说更为生动,他们把宇宙的天地解释为“海中龟驮着大象,大象背着大陆,周围环绕大蛇”的“大象龟蛇”说。在西方有古西方的宇宙鸟龟塔说。
1.81924年,美国天文学家哈勃(EdwinPowellHubble,1889-1953)发现T仙女座大星云中的造父变星,并根据其光度变化周期推算出“仙女座大星云远在银河系之外,是尺度同银河系相当的巨大恒星系统”的结论。这一重大发现最终结束了多年来关于这类旋涡状星云是近邻天体还是银河系外的“宇宙岛”的争论,将人类认识宇宙的范围从银河系扩展到众多星系组成的广阔世界,开启了研究浩瀚宇宙的新航程。第2章
2.1.1仅通过直接观察,你怎样辨别天空中的一个特定天体是不是行星?2.2图2.1-4中的星星是顺时针旋转还是逆时针转动?
2.3描述一个你用眼睛能做的观察以否定下述理论:各行星附在一些透明球壳上,这些球壳以复杂的方式旋转,但总是以地球为中心,行星就是这样绕地球运行的(地心说)。
2.4我们怎么知道地球是圆的?答:认真研究教材。
2.5开普勒喜欢哥白尼的理论中的那些地方,不喜欢哪些地方?答:认真研究教材。
2.6哥白尼赞成毕达哥拉斯学派,认为宇宙是和谐的,可以用简单数学关系表达宇宙规律的基本思想。可是在托勒密的地心说>>>>中,对环绕地球运动的太阳和其他五颗行星的运动描述非常烦琐复杂、牵强。哥白尼发现如果把太阳>>>>作为宇宙的中心,一切将变的简单、清晰。第3章
3.1我们怎么知道地球和别的行星绕太阳公转?答:认真研究教材。
3.2从哥白尼日心说的诞生过程看,宗教对科学的作用是推动还是阻碍?3.3开普勒在第谷的观测数据的基础上,经过各种尝试,认识到了行星运动轨道不是圆而是>>>>椭圆>>>>,由此他提出了两个定律,分别是:
①椭圆定律,即>>>>每个行星的轨道是一个椭圆,太阳位于一个焦点上>>>>;
②等面积定律,即>>>>在行星与太阳间作一条直线,>>>>>