静宁西关:人类宇宙概念的发展：从幼稚想象到科学测定
人类宇宙概念的发展：从幼稚想象到科学测定
人类对于宇宙结构的观念一直在不断发展，远古时代，人们对宇宙结构的认识处于十分幼稚的状态，他们通常按照自己的生活环境，对宇宙做出幼稚的想象、猜测和推定。在中国西周时期，生活在华夏大地上的人们，提出过“早期盖天说”，认为天穹像一口锅，倒扣在平坦的大地上；后来又发展为“后期盖天说”，认为大地的形状，类似天穹那样，也是拱形。
公元前7世纪 ，巴比伦人认为，天和地都是拱形的，大地被海洋所环绕，而其中央则是高山。
古埃及人把宇宙想象成以天为盒盖、大地为盒底的大盒子，大地的中央则是尼罗河。
古印度人想象是，圆盘形的大地，压在几只大象的身上，而那些象则站在巨大的龟背上。
公元前7世纪末，古希腊的泰勒斯认为，大地是浮在水面上的巨大圆盘，上面笼罩着拱形的天穹。
古希腊人最早认识到大地是球形，公元前6世纪，毕达哥拉斯从美学观念出发，认为一切立体图形中，最美的是球形，主张天体和我们所居住的大地都是球形。这一观念为后来许多古希腊学者所继承，但直到1519～1522年，葡萄牙的麦哲伦率领探险队完成了第一次环球航行后 ，地球是球形的观念才最终被证实。
公元2世纪，托勒密提出一个完整的地心说。这一学说认为地球在宇宙的中央，安然不动，月亮、太阳和诸多行星以及最外层的恒星天，都在以不同速度绕着地球旋转。地心说曾在欧洲流传1000多年。
1543年，哥白尼提出科学的日心说，认为太阳位于宇宙中心，而地球则是一颗沿圆轨道绕太阳公转的普通行星。在16世纪哥白尼建立日心说后，才普遍认识到，地球是绕太阳公转的行星之一，而包括地球在内的八大行星，则构成了一个围绕太阳旋转的行星系，它们是太阳系的主要成员。
1609年，开普勒揭示地球和各行星，都是在椭圆轨道上绕太阳公转，发展了哥白尼的日心说。同年，伽利略则率先用望远镜观测天空，用大量观测事实证实了日心说的正确性。1687年，牛顿提出了万有引力定律，深刻揭示了行星绕太阳运动的力学原因，使日心说有了牢固的力学基础。在这以后，人们逐渐建立起了科学的太阳系概念。
在哥白尼的宇宙图像中，恒星只是位于最外层“恒星天”上的光点。1584年，布鲁诺大胆取消了这层恒星天，认为恒星都是遥远的太阳。18世纪上半叶，由于哈雷对恒星发展，布拉得雷对恒星遥远距离的科学估算，布鲁诺的推测得到越来越多人的赞同。18世纪中叶，赖特、康德和朗伯推测说，布满全天的恒星和银河构成了一个巨大的天体系统。赫歇尔首创取样统计的方法，利用望远镜，在选定天空区域中，统计数出大量的星辰数目，以及亮星与暗星的比例，于1785年，首先获得了一幅扁而平、轮廓参差、太阳居中的银河系结构图，从而奠定了银河系概念的基础。在此后一个半世纪中，沙普利发现太阳不在银河系中心，奥尔特发现银河系的自转和旋臂，以及许多人对银河系直径、厚度的测定，科学的银河系概念才最终确立。
18世纪中叶，康德等人还提出，在整个宇宙中，存在着无数的天体系统，即银河系那样的天体系统。当时看去呈云雾状的“星云”很可能正是这样的天体系统。此后经历了长达170年的曲折的探索历程，直到1924年，才由哈勃用“造父视差法”测仙女座大星云的距离，确认了河外星系的存在。
所谓“造父视差法”，是先测量出天体的光度（L0）和亮度S，然后利用一个公式就知道天体的距离r。光度和亮度的含义不同，亮度是我们所看到的发光体的明亮程度，在地球上可以直接测量。光度是指发光物体本身的发光能力或本领。设法知道光度和亮度，就能得到距离。天文学家勒维特发现了“造父变星”，它们的光变周期与光度之间存在着确定的关系。于是可以通过测量它的光变周期来定出光度，再求出距离。如果银河系外的星系中有颗造父变星，那么我们就可以知道这个星系与我们之间的距离。