⑴ 想知道天文方面的知識
天文學是觀察和研究宇宙間天體的學科，它研究天體的分布、運動、位置、狀態、結構、組成、性質及起源和演化，是自然科學中的一門基礎學科。天文學與其他自然科學的一個顯著不同之處在於，天文學的實驗方法是觀測，通過觀測來收集天體的各種信息。因而對觀測方法和觀測手段的研究，是天文學家努力研究的一個方向。在古代，天文學還與歷法的制定有不可分割的關系。現代天文學已經發展成為觀測全電磁波段的科學。 天文學的起源可以追溯到人類文化的萌芽時代。遠古時代，人們為了指示方向、確定時間和季節，而對太陽、月亮和星星進行觀察，確定它們的位置、找出它們變化的規律，並據此編制歷法。從這一點上來說，天文學是最古老的自然科學學科之一。 仰望天際是人類的基礎行為。 古時候，人們通過用肉眼觀察太陽、月亮、星星來確定時間和方向，制定歷法，指導農業生產，這是天體測量學最早的開端。早期天文學的內容就其本質來說就是天體枝核念測量學。從 天文圖片
十六世紀中期哥白尼提出日心體系學說開始，天文學的發展進入了全新的階段。此前包括天文學在內的自然科學，受到宗教神學的嚴重束縛。哥白尼的學說使天文學擺脫宗教的束縛，並在此後的一個半世紀中從主要純描述天體位置、運動的經典天體測量學，向著尋求造成這種運動力學機制的天體力學發展。 十八、十九世紀，經典天體力學達到了鼎盛時期。同時，由於分光學、光度學和照相術的廣泛應用，天文學開猛困始朝著深入研究天體的物理結構和物理過程發展，誕生了天體物理學。 二十世紀現代物理學和技術高度發展，並在天文學觀測研究中找到了廣闊的用武之地，使天體物理學成為天文學中的主流學科，同時促使經典的天體力學和天體測量學也有了新的發展，人們對宇宙及宇宙中各類天體和天文現象的認識達到了前所未有的深度和廣度。 天文學就本質上說是一門觀測科學。天文學上的一切發現和研究成果，離不開天文觀測工具——望遠鏡及其後端接收設備。在十七世紀之前，人們盡管已製作了不少天文觀測儀器，如中國的渾儀、簡儀，但觀測工作只能靠肉眼。1608年，荷蘭人李波爾賽發明瞭望遠鏡，1609年伽里略製成第一架天文望遠鏡，並作出許多重要發現，從此天文學跨入了用望遠鏡時代。在此後人們對望遠鏡的性能不斷加以改進，以期觀測到更暗的天體和取得更高的解析度。1932年美國人央斯基用他的旋轉天線陣觀測到了來自天體的射電波，開創了射電天文學。1937年誕生第一台拋物反射面射電望遠鏡。之後，隨著射電望遠鏡在口徑和接收波長、靈敏度等性能上的不斷擴展、提高，射電天文觀測技術為天文學的發展作出了重要的貢獻。二十世紀後50年中，隨著探測器和空間技術的發展以及研究工作的深入，天文觀測進一步從可見光、射電波段擴展到包括紅外、紫外、X射線和γ射線在內的電磁波各個波段，形成了多波段天文學，並為探索各類天體和天文現象的物理本質提供了強有力的觀測手段，天文學發展到了一個全新的階段。而在望遠鏡後端的接收設備方面，十九世紀中葉，照相、分光和光度技術廣泛應用於天文觀測，對於探索天體的運動、結構、化學組成和物理狀態起了極大的推動作用，可以說天體物理學正是在這些技術得以應用後才逐步發展成為天文學的主流學科。 人類很早以前就想到太空暢游一番了。1903年人類在地球上開設了第一家月亮公園。花50美分就能登上一個雪茄狀、帶翼的車，然後車身劇烈氏租搖晃，最後登上一個月亮模型。 同一年，萊特兄弟在空中噠噠作響地飛行了59秒，同時一位名為康斯坦丁·焦烏科夫斯基、自學成才的俄羅斯人發表了題為《利用反作用儀器進行太空探索》的文章。他在文內演算，一枚導彈要克服地球引力就必須以1．8萬英里的時速飛行。他還建議建造一枚液體驅動的多級火箭。 50年代，有一個公認的基本思想是，哪個國家第一個成功地建立永久性宇宙空間站，它遲早就能控制整個地球。馮·布勞恩向美國人描述了洲際導彈、潛艇導彈、太空鏡和可能的登月旅行。他曾設想建立一個經常載人的、並能發射核導彈的宇宙空間站。他說：「如果考慮到空間站在地球上所有有人居住的地區上空飛行，那麼人們就能認識到，這種核戰爭技術會使衛星製造者在戰爭中處於絕對優勢地位。 1961年，加加林成為進入太空的第一人。俄國人用他說明，在天上飛來飛去的並不是天使，也不是上帝。美國約翰·肯尼迪競選的口號是「新邊疆」。他解釋說：「我們又一次生活在一個充滿發現的時代。宇宙空間是我們無法估量的新邊疆。」對肯尼迪來說，蘇聯人首先進入宇宙空間是「多年來美國經歷的最慘痛的失敗」。唯一的出路是以攻為守。1958年美國成立了國家航空航天局，並於同年發射了第一顆衛星「探險者」號。1962年約翰·格倫成為進入地球軌道的第一位美國人。 許多科學家本來就對危險的載人太空飛行表示懷疑，他們更願意用飛行器來探測太陽系。 而美國人當時實現了突破：三名宇航員乘「阿波羅號」飛船繞月球飛行。在這種背景下，計劃在1969年1月實現的兩艘載人飛船的首次對接具有特殊的意義。 20世紀的80年代，蘇聯的第三代空間站「和平」號軌道站使其航天活動達到高峰，都讓美國人感到眼熱。「和平」號被譽為「人造天宮」，1986年2月20日發射上天，是迄今人類在近地空間能夠長期運行的唯一載人空間軌道站。它與其相對接的「量子1號」、「量子2號」、「晶體」艙、「光譜」艙、「自然」艙等艙室形成一個重達140噸、工作容積400立方米的龐大空間軌道聯合體。在這一「太空小工廠」相繼考察的俄羅斯和外國宇航員有106名，進行的科考項目多達2.2萬個，重點項目600個。 在「和平」號進行的最吸引人的實驗是延長人在太空的逗留時間。延長人在空間的逗留時間是人類飛出自己的搖籃地球、邁向火星等天體最為關鍵的一步，要解決這一難題需克服失重、宇宙輻射及人在太空所產生的心理障礙等。俄宇航員在這方面取得重大進展，其中宇航員波利亞科夫在「和平」號上創造了單次連續飛行438天的紀錄，這不能不被視為20世紀航天史上的一項重要成果。在軌道站上進行了諸如培養鵪鶉、蠑螈和種植小麥等大量的生命科學實驗。 如果將和平號空間站看作人類的第三代空間站，國際空間站則屬於第四代空間站了。國際空間站工程耗資600多億美元，是人類迄今為止規模最大的載人航天工程。它從最初的構想和最後開始實施既是當年美蘇競爭的產物，又是當前美俄合作的結果，從側面折射出歷史的一段進程。 國際空間站計劃的實施分3個階段進行。第一階段是從1994年開始的准備階段，現已完成。這期間，美俄主要進行了一系列聯合載人航天活動。美國太空梭與俄羅斯「和平」號軌道站8次對接與共同飛行，訓練了美國宇航員在空間站上生活和工作的能力；第二階段從1998年11月開始：俄羅斯使用「質子－K」火箭把空間站主艙——功能貨物艙送入了軌道。它還擔負著一些軍事實驗任務，因此該艙只允許美國宇航員使用。實驗艙的發射和對接的完成，將標志著第二階段的結束，那時空間站已初具規模，可供3名宇航員長期居住；第三階段則是要把美國的居住艙、歐洲航天局和日本製造的實驗艙和加拿大的移動服務系統等送上太空。當這些艙室與空間站對接後，則標志著國際空間站裝配最終完成，這時站上的宇航員可增至7人。 美國、俄國等15國聯手建造國際空間站，預示著一個各國共同探索和和平開發宇宙空間的時代即將到來。不過，幾十年來載人航天活動的成果還遠未滿足他們對太空的渴求。「路漫漫其休遠兮，吾將上下而求索」，人類一直都心懷征服太空的慾望和和平利用太空資源的決心。1998年11月，人類第一個進入地球軌道的美國宇航員、77歲的老格倫帶著他未泯的雄心再次踏上了太空征程，這似乎在告訴人類：照此下去，征服太空不是夢。
編輯本段天文學概況
天文和氣象不同，它的研究對象是地球大氣層外各類天體的性質和天體上發生的各種現象——天象，而氣象研究的對象是地球大氣層內發生的各種現象——氣象。 天文學所研究的對象涉及宇宙空間的各種物體，大到月球、太陽、行星、恆星、銀河系、河外星系以至整個宇宙，小到小行星、流星體以至分布在廣袤宇宙空間中的大大小小塵埃粒子。天文學家把所有這些物體統稱為天體。地球也是一個天體，不過天文學只研究地球的總體性質而一般不討論它的細節。另外，人造衛星、宇宙飛船、空間站等人造飛行器的運動性質也屬於天文學的研 天文圖片
究范圍，可以稱之為人造天體。 宇宙中的天體由近及遠可分為幾個層次：(1)太陽系天體：包括太陽、行星（包括地球）、行星的衛星（包括月球）、小行星、彗星、流星體及行星際介質等。(2)銀河系中的各類恆星和恆星集團：包括變星、雙星、聚星、星團、星雲和星際介質。(3)河外星系，簡稱星系，指位於我們銀河系之外、與我們銀河系相似的龐大的恆星系統，以及由星系組成的更大的天體集團，如雙星系、多重星系、星系團、超星系團等。此外還有分布在星系與星系之間的星系際介質。 天文學還從總體上探索目前我們所觀測到的整個宇宙的起源、結構、演化和未來的結局，這是天文學的一門分支學科——宇宙學的研究內容。天文學按照研究的內容還可分為天體測量學、天體力學和天體物理學三門分支學科。 天文學始終是哲學的先導，它總是站在爭論的最前列。作為一門基礎研究學科，天文學在不少方面是同人類社會密切相關的。時間、晝夜交替、四季變化的嚴格規律都須由天文學的方法來確定。人類已進入空間時代，天文學為各類空間探測的成功進行發揮著不可替代的作用。天文學也為人類和地球的防災、減災作著自己的貢獻。天文學家也將密切關注災難性天文事件——如彗星與地球可能發生的相撞，及時作出預防，並作出相應的對策。
編輯本段天文坐標
「天文坐標」是天文學專有名詞。來自中國天文學名詞審定委員會審定發布的天文學專有名詞中文譯名，詞條譯名和中英文解釋數據版權由天文學名詞委所有。
編輯本段太陽系
（註：在2006年8月24日於布拉格舉行的第26界國際天文聯會中通過的第5號決議中,冥王星被劃為矮行星，並命名為小行星134340號，從太陽系九大行星中被除名。所以現在太陽系只有八大行星。文中所有涉及「九大行星」的都已改為「八大行星」。） 太陽系（solar system）是由太陽、8顆大行星、66顆衛星以 太陽系
及無數的小行星、彗星及隕星組成的。 行星由太陽起往外的順序是：水星（Mercury）、金星（Venus）、地球（Earth）、火星（Mars）、木星（Jupiter）、土星（Saturn）、天王星（Uranus）和海王星（Neptune）。 離太陽較近的水星、金星、地球及火星稱為類地行星（terrestrial planets）。宇宙飛船對它們都進行了探測，還曾在火星與金星上著陸，獲得了重要成果。它們的共同特徵是密度大（大於3.0克/立方厘米）、體積小、自轉慢、衛星少、主要由石質和鐵質構成、內部成分主要為硅酸鹽（silicate）並且具有固體外殼。 離太陽較遠的木星、土星、天王星及海王星稱為類木行星（jovian planets）。宇宙飛船也都對它們進行了探測，但未曾著陸。它們都有很厚的大氣圈、主要由氫、氦、冰、甲烷、氨等構成、質量和半徑均遠大於地球，但密度卻較低，其表面特徵很難了解，一般推斷，它們都具有與類地行星相似的固體內核。 在火星與木星之間有100000個以上的小行星（asteroid）（即由岩石組成的不規則的小星體）。推測它們可能是由位置界於火星與木星之間的某一顆行星碎裂而成的，或者是一些未能聚積成為統一行星的石質碎塊。隕星存在於行星之間，成分是石質或者鐵質星。 距離(AU)，半徑(地球)，質量(地球)，軌道傾角(度)，軌道偏心率，傾斜度，密度(g/cm3) 太 陽，0 ，109 ，332,800 ，--- ，--- ，--- ，1.410 水 星 ，0.39 ，0.38 ，0.05 ，7 ，0.2056 ，0.1° ，5.43 金 星 ，0.72 ，0.95 ，0.89 ，3.394 ，0.0068 ，177.4° ，5.25 地 球 ，1.0 ，1.00 ，1.00， 0.000 ，0.0167 ，23.45° ，5.52 火 星 ，1.5， 0.53， 0.11 ，1.850 ，0.0934， 25.19° ，3.95 木 星 ，5.2 ，11.0 ，318 ，1.308 ，0.0483 ，3.12° ，1.33 土 星 ，9.5， 9.5 ，95 ，2.488 ，0.0560 ，26.73° ，0.69 天王星 ，19.2， 4.0 ，17 ，0.774 ，0.0461 ，97.86° ，1.29 海王星 ，30.1 ，3.9 ，17 ，1.774 ，0.0097 ，29.56° ，1.64 行星離太陽的距離具有規律性，即從離太陽由近到遠計算，行星到太陽的距離（用a表示）a=0.4+0.3*2n-2（天文單位）其中n表示由近到遠第n個行星（詳見上表） 地球、火星、木星、土星、天王星、海王星的自轉周期為12小時到一天左右，但水星、金星自轉周期很長，分別為58.65天和243天，多數行星的自轉方向和公轉方向相同，但金星則相反。 除了水星和金星，其它行星都有衛星繞轉，構成衛星系。 在太陽系中，現已發現1600多顆彗星，大致一半彗星是朝同一方向繞太陽公轉，另一半逆向公轉的。彗星繞太陽運行中呈現奇特的形狀變化。 太陽系中還有數量眾多的大小流星體，有些流星體是成群的，這些流星群是彗星瓦解的產物。大流星體降落到地面成為隕石。 太陽系是銀河系的極微小部分，太陽只是銀河系中上千億個恆星中的一個，它離銀河系中心約8.5千秒差距,即不到3萬光年。太陽帶著整個太陽系繞銀河系中心轉動。可見，太陽系不在宇宙中心，也不在銀河系中心。 太陽是50億年前由星際雲瓦解後的一團小雲塌縮而成的，它的壽命約為100億年。
編輯本段宇宙航天
宇宙是廣漠空間和其中存在的各種天體以及彌漫物質的總稱。 宇宙是物質世界，它處於不斷的運動和發展中。 千百年來，科學家們一直在探尋宇宙是什麼時候、如何形成的。直到今天，科學家們才確信，宇宙是由大約150億年前發生的一次大爆炸形成的。 在爆炸發生之前，宇宙內的所存物質和能量都聚集到了一起，並濃縮成很小的體積，溫度極高，密度極大，之後發生了大爆炸。 大爆炸使物質四散出擊，宇宙空間不斷膨脹，溫度也相應下降，後來相繼出現在宇宙中的所有星系、恆星、行星乃至生命，都是在這種不斷膨脹冷卻的過程中逐漸形成的。 然而，大爆炸而產生宇宙的理論尚不能確切地解釋，「在所存物質和能量聚集在一點上」之前到底存在著什麼東西？ 「大爆炸理論」是伽莫夫於1946年創建的。 大爆炸理論 （big-bang cosmology）現代宇宙系中最有影響的一種學說，又稱大爆炸宇宙學。與其他宇宙模型相比，它能說明較多的觀測事實。它的主要觀點是認為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期里，宇宙體系並不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質密度從密到稀地演化。這一從熱到冷、從密到稀的過程如同一次規模巨大的爆發。根據大爆炸宇宙學的觀點，大爆炸的整個過程是：在宇宙的早期，溫度極高，在100億度以上。物質密度也相當大，整個宇宙體系達到平衡。宇宙間只有中子、質子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。但是因為整個體系在不斷膨脹，結果溫度很快下降。當溫度降到10億度左右時，中子開始失去自由存在的條件，它要麼發生衰變，要麼與質子結合成重氫、氦等元素；化學元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬度後，早期形成化學元素的過程結束（見元素合成理論）。宇宙間的物質主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度時，輻射減退，宇宙間主要是氣態物質，氣體逐漸凝聚成氣雲，再進一步形成各種各樣的恆星體系，成為我們今天看到的宇宙。大爆炸模型能統一地說明以下幾個觀測事實： （1）大爆炸理論主張所有恆星都是在溫度下降後產生的，因而任何天體的年齡都應比自溫度下降至今天這一段時間為短，即應小於200億年。各種天體年齡的測量證明了這一點。 （2）觀測到河外天體有系統性的譜線紅移,而且紅移與距離大體成正比。如果用多普勒效應來解釋，那麼紅移就是宇宙膨脹的反映。 （3）在各種不同天體上，氦豐度相當大，而且大都是30%。用恆星核反應機制不足以說明為什麼有如此多的氦。而根據大爆炸理論，早期溫度很高，產生氦的效率也很高，則可以說明這一事實。 （4）根據宇宙膨脹速度以及氦豐度等，可以具體計算宇宙每一歷史時期的溫度。大爆炸理論的創始人之一伽莫夫曾預言，今天的宇宙已經很冷，只有絕對溫度幾度。1965年，果然在微波波段上探測到具有熱輻射譜的微波背景輻射，溫度約為3K。 此外還有穩恆態宇宙學，等級式宇宙學，反物質宇宙學，暴脹宇宙學。
編輯本段著名天文學家
波蘭天文學家、日心說的創立者哥白尼(1473-1543)。 1572超新星發現者、星圖專家第谷(1546-1601)。 製成第一架天文望遠鏡的義大利天文學家伽利略(1564-1642)。 德國著名天文學家開普勒(1571-1630)。 發明反射式望遠鏡的著名物理學家牛頓(1642-1727)。 著名土衛的發現者喬治·卡西尼(1625-1712)。 英國天文學家哈雷(1656-1742)。 法國天文學家梅西耶(1730-1817)。 天王星的發現者、英國天文學家威廉·赫歇耳(1738-1822)。 美國天文學家埃德溫·哈勃(1889-1953)。 著名物理學家愛因斯坦(1879-1955)。 射電天文學的奠基人、從事無線電工作的美國工程師央斯基。 天文學家蘇布拉馬尼揚·錢德拉塞卡(1910-1995)。
編輯本段天文望遠鏡
折射式望遠鏡 1608年，荷蘭眼鏡商人李波爾賽偶然發現用兩塊鏡片可以看清遠處的景物，受此啟發，他製造了人類歷史第一架望遠鏡。 1609年，伽利略製作了一架口徑4.2厘米，長約1.2米的望遠鏡。他是用平凸透鏡作為物鏡，凹透鏡作為目鏡，這種光學系統稱為伽利略式望遠鏡。伽利略用這架望遠鏡指向天空，得到了一系列的重要發現，天文學從此進入瞭望遠鏡時代。 1611年，德國天文學家開普勒用兩片雙凸透鏡分別作為物鏡和目鏡，使放大倍數有了明顯的提高，以後人們將這種光學系統稱為開普勒式望遠鏡。現在人們用的折射式望遠鏡還是這兩種形式，天文望遠鏡是採用開普勒式。 需要指出的是，由於當時的望遠鏡採用單個透鏡作為物鏡，存在嚴重的色差，為了獲得好的觀測效果，需要用曲率非常小的透鏡，這勢必會造成鏡身的加長。所以在很長的一段時間內，天文學家一直在夢想製作更長的望遠鏡，許多嘗試均以失敗告終。 1757年，杜隆通過研究玻璃和水的折射和色散，建立了消色差透鏡的理論基礎，並用冕牌玻璃和火石玻璃製造了消色差透鏡。從此，消色差折射望遠鏡完全取代了長鏡身望遠鏡。但是，由於技術方面的限制，很難鑄造較大的火石玻璃，在消色差望遠鏡的初期，最多隻能磨製出10厘米的透鏡。 十九世紀末，隨著製造技術的提高，製造較大口徑的折射望遠鏡成為可能，隨之就出現了一個製造大口徑折射望遠鏡的高潮。世界上現有的8架70厘米以上的折射望遠鏡有7架是在1885年到1897年期間建成的，其中最有代表性的是1897年建成的口徑102厘米的葉凱士望遠鏡和1886年建成的口徑91厘米的里克望遠鏡。 折射望遠鏡的優點是焦距長，底片比例尺大，對鏡筒彎曲不敏感，最適合於做天體測量方面的工作。但是它總是有殘余的色差，同時對紫外、紅外波段的輻射吸收很厲害。而巨大的光學玻璃澆制也十分困難，到1897年葉凱士望遠鏡建成，折射望遠鏡的發展達到了頂點，此後的這一百年中再也沒有更大的折射望遠鏡出現。這主要是因為從技術上無法鑄造出大塊完美無缺的玻璃做透鏡，並且，由於重力使大尺寸透鏡的變形會非常明顯，因而喪失明銳的焦點。 反射式望遠鏡 第一架反射式望遠鏡誕生於1668年。牛頓經過多次磨製非球面的透鏡均告失敗後，決定採用球面反射鏡作為主鏡。他用2.5厘米直徑的金屬，磨製成一塊凹面反射鏡，並在主鏡的焦點前面放置了一個與主鏡成45o角的反射鏡，使經主鏡反射後的會聚光經反射鏡以90o角反射出鏡筒後到達目鏡。這種系統稱為牛頓式反射望遠鏡。它的球面鏡雖然會產生一定的象差，但用反射鏡代替折射鏡卻是一個巨大的成功。 詹姆斯·格雷戈里在1663年提出一種方案：利用一面主鏡，一面副鏡，它們均為凹面鏡，副鏡置於主鏡的焦點之外，並在主鏡的中央留有小孔，使光線經主鏡和副鏡兩次反射後從小孔中射出，到達目鏡。這種設計的目的是要同時消除球差和色差，這就需要一個拋物面的主鏡和一個橢球面的副鏡，這在理論上是正確的，但當時的製造水平卻無法達到這種要求，所以格雷戈里無法得到對他有用的鏡子。 1672年，法國人卡塞格林提出了反射式望遠鏡的第三種設計方案，結構與格雷戈里望遠鏡相似，不同的是副鏡提前到主鏡焦點之前，並為凸面鏡，這就是現在最常用的卡賽格林式反射望遠鏡。這樣使經副鏡鏡反射的光稍有些發散，降低了放大率，但是它消除了球差，這樣製作望遠鏡還可以使焦距很短。 卡塞格林式望遠鏡的主鏡和副鏡可以有多種不同的形式，光學性能也有所差異。由於卡塞格林式望遠鏡焦距長而鏡身短，放大倍率也大，所得圖象清晰；既有卡塞格林焦點，可用來研究小視場內的天體，又可配置牛頓焦點，用以拍攝大面積的天體。因此，卡塞格林式望遠鏡得到了非常廣泛的應用。 赫歇爾是製作反射式望遠鏡的大師，他早年為音樂師，因為愛好天文，從1773年開始磨製望遠鏡，一生中製作的望遠鏡達數百架。赫歇爾製作的望遠鏡是把物鏡斜放在鏡筒中，它使平行光經反射後匯聚於鏡筒的一側。 在反射式望遠鏡發明後的近200年中，反射材料一直是其發展的障礙：鑄鏡用的青銅易於腐蝕，不得不定期拋光，需要耗費大量財力和時間，而耐腐蝕性好的金屬，比青銅密度高且十分昂貴。1856年德國化學家尤斯圖斯·馮·利比希研究出一種方法，能在玻璃上塗一薄層銀，經輕輕的拋光後，可以高效率地反射光。這樣，就使得製造更好、更大的反射式望遠鏡成為可能。 1918年末，口徑為254厘米的胡克望遠鏡投入使用，這是由海爾主持建造的。天文學家用這架望遠鏡第一次揭示了銀河系的真實大小和我們在其中所處的位置，更為重要的是，哈勃的宇宙膨脹理論就是用胡克望遠鏡觀測的結果。 二十世紀二、三十年代，胡克望遠鏡的成功激發了天文學家建造更大反射式望遠鏡的熱情。1948年，美國建造了口徑為508厘米望遠鏡，為了紀念卓越的望遠鏡製造大師海爾，將它命名為海爾望遠鏡。從設計到製造完成海爾望遠鏡經歷了二十多年，盡管它比胡克望遠鏡看得更遠，分辨能力更強，但它並沒有使人類對宇宙的有更新的認識。正如阿西摩夫所說："海爾望遠鏡（1948年）就象半個世紀以前的葉凱士望遠鏡（1897年）一樣，似乎預兆著一種特定類型的望遠鏡已經快發展到它的盡頭了"。在1976 年前蘇聯建造了一架600厘米的望遠鏡，但它發揮的作用還不如海爾望遠鏡，這也印證了阿西摩夫所說的話。
⑵ 世界最著名的天文學家 只要前三位 以及他們最經典的一部著作名稱
第一位：波蘭天虛敏文學家尼古拉·哥白尼
他是現代天文學創始人。主要成就拍攔是創立日心說，使天文學成為一門科學。
最經典的襲譽胡一部著作是《天球運行論》。
第二位：義大利天文學家伽利略·伽利雷
他是近代實驗科學的先驅者。主要成就是改進望遠鏡和其所帶來的天文觀測。
最經典的一部著作是《星際使者》。
第三位：德國天文學家約翰尼斯·開普勒
他贏得了「天空立法者」的美名。主要成就是發現並提出「行星運動定律」。
最經典的一部著作《新天文學》。
⑶ 文藝復興時期，天文學有怎樣巨大變革
文藝復興時期，僧侶們已無法用聖經來完全控制人們的思想了。作為基督教基本教義的亞里士多德——謹塵托勒密體系也開始受到人們的懷疑。羅搏晌旁馬教會樞機主教庫薩的尼古拉就認為地球是個行星，不是宇宙的中心。達·芬奇也有太陽不動的想法。義大利天文學家、數學家諾瓦拉指出，托勒密的體系太復雜，不符合數學的和諧。
山雨欲來風滿樓，一場天文學的巨大變革已經醞釀成熟，科學反對神學的革命暴風雨就要基橡來臨了。
⑷ 請問明白人世界上那些國家的大學里天文學比較好，如果不知道，告訴我哪國的天文學發達也行
法國是不錯的，阿爾卑斯山，滑雪勝簡讓差地。
不過老法對中國不滑豎友好，我們天文攔皮群在法國讀博士，被遣送回來一次，說他研究的方向涉及國家安全……
⑸ 簡述西方天文學發展史
古代的天文學家通過觀測太陽、月球和其他一些天體及天象，確定了時間、方向和歷法。
這也是天體測量學的開端。
如果從人類觀測天體，記錄天象算起，天文學的歷史至少已經有5、6千年了。
天文學在人類早期的文明史中，佔有非常重要的地位。
埃及的金字塔、歐洲的巨石陣都是很著名的史前天文遺址。
天文學的研究范疇和天文的概念從古至今不斷發展。
在古代，人們只能用肉眼觀測天體。
2世紀時，古希臘天文學家托勒密提出的地心說統治了西方對宇宙的認識長達1000多年。
直到16世紀，波蘭天文學家哥白尼才提出了新的宇宙體系的理論——日心說。
到了1610年，義大利天文學家伽利略獨立製造折射望遠鏡，首次以望遠鏡看到了太陽黑子、月球表面和一些行星的表面和盈虧。
在同時代，牛頓創立牛頓力學使天文學出現了一個新的分支學科天體力學。
天體力學誕生使天文學從單純描述天體的幾何關系和運動狀況進入到研究天體之間的相互作用和造成天體運動的原因的新階段，在天文學的發展歷史上，是一次巨大的飛躍。
19世紀中葉天體攝影和分光技術的發明，使天文學家可以進一步深入地研究天體的物理性質、化學組成、運動狀態和演化規律，從而更加深入到問題本質，從而也產生了一門新的分支學科天體物理學。
這又是天文學的一次重大飛躍。
1950年代，射電望遠鏡開始應用。
到了1960年代，取得了稱為「天文學四大發現」的成就：微波背景輻射、脈沖星、類星體和星際有機分子。
而與此同時，人類也突破了地球束縛，可到天空中觀測天體。
除可見光外，天體的紫外線、紅外線、無線電波、X射線、γ射線等都能觀測到了。
這些使得空間天文學得到巨大發展，也對現代天文學成就產生很大影響。
〖研究對象和領域〗
天文學的研究對象是各種天體。
地球也是一個配悶兆天體，因此作為一個整體的地球也是天文學的研究對象之一。
最初，古人觀察太陽、月球和天空中的星星來確定時間、方向和歷法，並記錄天象。
隨著天文學的發展，人類的探測范圍到達了距地球約100億光年的距離，根據尺度和規模，天文學的研究對象可以分為：
行星層次 :
包括行星系中的行星、圍繞行星旋轉的衛星和大量的小天體，如小行星、彗星、流星體以及行星際物質等。
太陽系是目前能夠直接觀測的唯一的行星系。
但是宇宙中存在著無數像太陽系這樣的行星系統。
恆星層次 :
現在人們已經觀測到了億萬個恆星，太陽只是無數恆星中很普通的一顆。
星系層次 :
人類所處的太陽系只是處於由無數恆星組成的銀河系中的一隅。
而銀河系也只是一個普通的星系，除了銀河系以外，還罩陸存在著許多的河外星系。
星系又進一步組成了更大的天體系統，星系群、星系團和超星系團。
整個宇宙 :
一些天文學家提出了比超星系團還高一級的總星系。
按照現在的理解，總星系就是目前人類所能觀測到的宇宙的范圍，半徑超過了100億光年。
在天文學研究中最熱門、也是最難令人信服的課題之一就是關於宇宙起源與未來的研究。
對於宇宙起源問題的理論層出不窮，其中最具代表性，影響最大，也是最多人支持的的就是1948年美國科學家伽莫夫等人提出的大爆炸理論。
根據現在不斷完善的這個理論，宇宙是在約137億年前的一次猛烈的爆發中誕生培租的。
然後宇宙不斷地膨脹，溫度不斷地降低，產生各種基本粒子。
隨著宇宙溫度進一步下降，物質由於引力作用開始塌縮，逐級成團。
在宇宙年齡約10年時星系開始形成，並逐漸演化為今天的樣子。
⑹ 國際天文年的國際天文年的巨大成就
國際天文年是由國際天文學聯合會(IAU)和聯合國教科文組織(UNESCO)共同發起，主題是「探索我們的宇宙」。2007年12月20日，聯合國通過了將2009年定為國際天文年的決議，2009國際天文年（International Year of Astronomy 2009），簡稱IYA2009。2009國際天文年發起的全球性活動，希望通過白天的天空和夜晚的星空, 幫助人們重新認識他們在宇宙中的位置，從而激發個人的探索發現精神。
國際天文年的由來
1609年，義大利天文學家伽利略首次使用望遠鏡進行天文觀測，進行了對月球表面的觀察，陸續發現太陽黑子、木星的伽利略衛星、土星的光環等，並證實金星的盈虧支持哥白尼的日心說。為紀念此項開拓性創舉400周年，2003年澳大利亞第23屆國際天文聯合會大會決議2009年為國際天文年，在伽利略的祖國義大利帶動下，向聯合國教科文組織和聯合國提出建議。2007年12月的第62屆聯合國大會正式宣布將2009年訂定為國際天文年，由聯合國教科文組織作為領導機構，國際天文聯合會負責執行，協調世界各天文組織共同參與，共同協辦。
國際天文年的基礎活動
1、天文24小時
這是一個全球全天候的活動，包括24小時的網路直播，天文觀測和利用分散在世界各地的大型望遠鏡進行的觀測。核心目標是讓盡可能多的人通過望遠鏡觀察天空，親眼目睹伽利略當年看到的——木星周圍的四顆伽利略衛星。這項活動會和「暗夜活動」一起進行，通過對全球暗夜通過的城市進行夜間燈火管制，讓人們意識到壯美但通常被忽略的夜空是一項重要的文化資源（在此過程中要注意安全和治安問題）。
2、伽利略望遠鏡
在2009國際天文年過後，一個自製的伽利略望遠鏡能讓參加者繼續保持神物對天文的興趣，特別是那些買不起商業望遠鏡的人。在2009年我們准備讓1千萬人經歷他們的第一次望遠鏡觀測。這個目標是可以實現的，只要有10萬業余觀測者每人向100個人展示。每年有數百萬的小型望遠鏡售出，但似乎其中的大多數很少用於天文觀測。一個世界范圍內的「望遠鏡大赦」活動將鼓勵人們把他們很少使用的望遠鏡帶到天文年的活動中來，那裡會有天文學家告訴他們如何使用，並給出維護、改進和更換的建議，從而讓更多的人保留這份愛好。我們鼓勵2009國際天文年各國的參與者都舉行類似的活動，來實現讓1千萬人第一次通過望遠鏡觀測的目標。
3、宇宙日記
這個計劃不只是關於天文學的；也不只局限於天文學家。專業天文學家會以文字和圖片的方式記錄他們的生活、家庭、朋友、嗜好、興趣以及工作——他們最新的研究發現和所面臨的挑戰。宇宙日記計劃希望能展示天文學人性的一面，讓博客來記錄各國天文學家們陽光的一面。他們來自五大洲，用各種不同的語言，在工作時，他們是主任，觀測員，研究生，獎學金申請人，儀器製造者，數據分析師，而走出天文台、實驗室或者辦公室之後，他們還是音樂家、攝影師、運動員、母親、或者業余天文學家。
4、宇宙門戶網
天文學發展迅速，每天都有新的結果，而且往往是爆炸新聞，所用的圖片無扮瞎含法在其他領域看到，還帶有注釋和動畫模擬。大眾天文報道隨著諸如游戲和娛樂業等電子信息市場中的其他行業一同迅速發展,。公眾需要更多的資料，更好的照片，更齊全的行星、恆星、星系以及其他天象的視頻。出版商、教育工作者，科學家，和眾多的外行都需要一個窗口，希望知道每天都發生了什麼，這需要一個全球天文資源的一站式入口。現代技術（比如RSS訂閱和VAMP，虛擬天文媒體計劃）使得通過單一介面提供可更新的信息服務成為可能。宇宙門戶網將會有一個簡單明了的目錄，包括天文台、天文設施、天文學會、業余天文協會、太空美術家、科學報道團體、天文新聞、圖片和視頻的聚合網站、以及基於Web 2.0的天文多媒體互連工具。面向全球的天文學網路介面將使包括新聞、圖片、圖示、動畫、電影、podcasts 和vodcasts 在內的海量天文媒體資源得到充分應用。
5、她是天文學家
2009國際天文年也計劃要為聯合國千年發展目標做出貢獻，其中一個是「促進性別平等，提高女性地位」。有大約四分之一的天文學家是女性，而且這個領域還在不斷的吸引女性加入，並從中獲益。但是在這一點上地域差別很大，有的國家根本沒有廳笑女天文學家，而有的則超過了50%。而且女性中途退出的比例很高，這說明整體氣氛對女科學家不利。性別平等是整個科學界都關心的問題，與地域無關，但是各地的問題和困難都各不相同。天文年「她是天文學家」活動將提供一個解決問題的平台。
活動將包括以下幾個方面：
宇宙門戶網的將會提供一個鏈接列表，包括現有各地區和國家支持女性科學家的計劃、活動，國際組織、非政府組織、 以及獎金和職位。
計劃的一部分內容會出現在宇宙日誌中，記錄女性研究者的工作和生活。
這個項目會尋求同已啟動的計劃的合作，為女科學家提供職位以支持她們的事業。
女天文學家大使計劃則會把這個項目的信息傳遞給高中和大學的女生。
6、黑暗的天空
現在，保護世界文化遺產和自然遺產地區的黑暗夜空的要求比以往任何時候都要更加緊迫。城市綠地、國家公園和天文台站，這也是對聯合國教科文組織提出的為子孫後代保護天文遺址的支持。為了這個計劃，IAU同美國國立光學天文台、國際暗夜聯盟、以及其他致力於暗夜保護和環境教育的合作者一起解決相關領域的問題，比如發動數千位城市中的科學家用裸眼和數字天空測量儀（digital sky-quality meters，曾在全球夜空計劃中成功使用）測量當地的夜空，舉行星星聚會，研究新的照明技術，支持相關文藝作品，以及健康和生態環保。
7、天文學和世界遺產
IAU一直在UNESCO的天文學和世界遺產項目中與後者進行著研究和教育合作。最初的目標是要尋找人類歷史上與天文觀測關的建築特徵、地點、景觀或其他形式，並從中辨認出科學成就進步的歷程。具體行動流程是：辨認、保護、發展這些特徵。這項計劃有助於確認世界各地與天文學相關的特徵，保留這份記憶，以免消亡。這項活動需要通過天文年獲得國際組織的支持，這樣才能保護那些有時十分脆弱的遺產。
8、伽利略教師培訓計劃
現在的天文教育資源相當豐富，而且大部分是數字化的，可以通過互聯網免費獲得。不過有經驗的教育工作者和傳播工作者會發現缺失的一環：讓教育工作者理解這些資源並在實際教學中使用。要延續2009國際天文年的成果，IAU同各國負責人和其他各領域（比如全球Hands-On Universe項目、美國國立光學天文台、太平洋天文學會）一起建立了伽利略教師培訓計劃，匯聚全球的資源來增強老師的能力。這個計劃的目標是到2012年由通過認證的伽利略大使建立覆蓋全世界的教學網路。以工作組會議或在線教學的形式講授關於自動光學、射電望遠鏡、網路攝像機、
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天文學練習、跨學科資源、圖像處理和數字宇宙（網路和桌面天文台）等多方面的課題。
9、感受宇宙
感受宇宙是一項國際性的延伸活動，旨在幫助貧困家庭的孩子們感受到宇宙的壯麗。這項活動能開闊孩子們的視野，激發他們對科學的好奇，讓他們擁有更加寬廣的胸懷。專門設計的游戲、歌曲、卡通，動手活動和網路交流能讓4歲以上的孩子和世界各地的UNAWE社區互動。這項活動還能通過網路讓不同學科的工作組相互交換想法和材料。感受宇宙活動會為每個孩子提供宇宙中最有想像力、最激動人心、最有趣的圖景。
10、從地球看宇宙——天文圖片展
宇宙的影像有著攝人心魄的魅力。天文學觸及到人類所面臨的最大的哲學問題：我們從何而來？又將往何處去？生命如何出現？在宇宙中是否唯一？太空是人類歷史上最大的挑戰之一： 這個變幻莫測的舞台充滿了反常的、神秘的、特別的、復雜的奇異現象。天文學對普通人的吸引力很大程度上來自於這些宇宙的奇景，這些流行的圖像不僅讓大眾陶醉於虛擬現實的美麗，更激發他們去探索背後的科學知識。2009國際天文年是一次以前所未有的方式向全世界展示天文學的機會。期間所安排的從地球看宇宙展覽將會把這些圖片帶到以前不常出現的場所，比如藝術博物館、公共畫廊、購物中心和開放公園，從而讓更多的人看到。
11、現在和將來的國際天文網路
2009國際天文年將會推動一個國際天文交流網路的產生，促使科學和天文學在人類社會的角色和價值獲得全球的普遍認可，並成為一致的目標。國際天文年會建立並支持全世界專業和業余天文學家、天體物理學家之間的聯系網，讓他們有機會分享各自的信息資源。而由至少數百個國家和地區性的天文組織構成的網路也會作為天文年的成果被保留下來。2009國際天文年活動會有很多全國性的活動：在九個月的實體活動之後，還會有網路活動展開。網上活動已經有90多個國家加入，預計最終將超過140個，佔到了全球人口的97%。
國際天文年 - 千年目標
2009國際天文年和聯合國千年發展目標，2009國際天文年是第一個面向全世界所有人的活動。它致力於傳遞探索發現的激動，知識分享的快樂，讓人們從中獲得關於宇宙和我們的在其中的地位的知識。聯合國千年發展目標則是一個獲得每個國家和頂尖的發展問題研究所認可的宏偉藍圖。而國際天文年能將人類的無價資源具體化，並為千年目標中的四項作出貢獻。
有助於提供統一的初級教育
2009國際天文年通過向世界的小學教師和學生提供天文基礎知識來提高初等教育的水平。夜空對所有的人都展示出同樣的精彩。我們只需指引他們去理解看到和發現的現象。提供相同的獲取知識的機會將會推動科學研究和應用領域國際合作的發展，在更廣泛的意義上來說，將會有助於發展中國家趕上西方世界。
有助於消除貧困和飢餓在發展中國家，科學技術的進步常常伴隨著經濟收入的增長，進而減少貧困，形成良好寬松的政治環境。國際天文年希望能夠通過國際合作增強發展中國家天文團體的影響力，這些小的進展將能夠最終推動發展中國家的科技和經濟進步。
能夠提高女性地位，推動性別平等國際天文年的一個目標是平衡科學家中的性別比例，更多的考慮科學工程領域少數派的聲音。性別平等是整個科學界都關心的問題，與地域無關。但在各個地區和國家，困難都有所不同，因此天文年發起了專門的活動來滿足地區需要。
能夠建立全球的夥伴發展關系國家發展部分依賴於基礎科學的發展和實用技術的應用。國際天文年會建立全世界專業和業余天文學家、天體物理學家之間的聯系網，讓他們有機會分享各自的信息資源。從而將信息輸送到需要的項目和應用當中。
——參考來源互動網路詞條「國際天文年」
⑺ 有關哥白尼和天文學的資料
尼古拉·哥白尼
公元1473～公元1543
偉大的天文學家尼古拉·哥白尼（Nicolaus Copernicus，波蘭名為Mikolaj Kopernik）出生於波蘭維斯杜拉河畔的托蘭市的一個富裕家庭。年輕時就讀於克萊考大學，學習期間對天文學產生了興趣。二十多歲時他去義大利留學，在博洛尼亞大學和帕迪爾大學攻讀法律和醫學，後來在費拉拉大學獲宗教法博士學位。哥白尼成年的大部分時間是在費勞恩譯格大教堂任職當一名教士。哥白尼並不是一位職業天文學家，他的成名巨著是在業余時間完成的。
在義大利期間，哥白尼就熟悉了希臘哲學家阿里斯塔克斯（前三世紀）的學說，確信地球和其他行星都圍繞太陽運轉這個日心說是正確的。他大約在40歲時開始在朋友中散發一份簡短的手稿，初步闡述了他自己有關日心說的看法。哥白尼經過長年的觀察和計算終於完成了他的偉大著作《天體運行論》。
1533年，60歲的哥白尼在羅馬做了一系列的講演，提出了他的學說的要點，並未遭到教皇的反對。但是甚至在他的書完稿後，還是遲遲不敢發表，怕遭到教會的反對。直到在他臨近古稀之年才終於決定將它出版。1543年5月24日去逝的那一天才收到出版商寄來的一部他寫的書。
在書中他正確地論述了地球繞其軸心運轉；月亮繞地球運轉；地球和其他所有行星都繞太陽運轉的事實。但是他也和前人一樣嚴重低估了太陽系的規模。他認為星體運行的軌道是一系列的同心圓，這當然是錯誤的。他的學說里的數學運算很復雜也很不準確。但是他的書立即引起了極大的關注，驅使一些其他天文學家對行星運動作更為准確的觀察，其中最著名的是丹麥偉大的天文學家泰壽·勃萊荷，開普勒就是根據泰壽積累的觀察資料，最終推導出了星體運行的正確規律。
雖然阿里斯塔克斯比哥白尼提出日心學說早1700多年，但是事實上哥白尼得到了這一盛譽。阿里斯塔克斯只是憑借靈感做了一個猜想，並沒有加以詳細的討論，因而他的學說在科學上毫無用處。哥白尼逐個解決了猜想中的數學問題後，就把它變成了有用的科學學說——一種可以用來做預測的學說，通過對天體觀察結果的檢驗並與地球是宇宙中心的舊學說的比較，你就會發現它的重大意義。
顯然哥白尼的學說是人類對宇宙認識的革命，它使人們的整個世界觀都發生了重大變化。但是在估價哥白尼的影響時，我們還應該注意到，天文學的應用范圍不如物理學、化學和生物學那樣廣泛。從理論上來講，人們即使對哥白尼學說的知識和應用一竅不通，也會造出電視機、汽車和現代化學廠之類的東西。但是不應用法拉第、麥克斯韋、拉瓦錫和牛頓的學說則是不可想像的。
僅僅考慮哥白尼學說對技術的影響就會完全忽略它的真正意義。哥白尼的書對伽利略和開普勒的工作是一個不可缺少的序幕。他倆又成了牛兆源頓的主要前輩。是這兩者的發現才使牛頓有能力確定運動定律和萬有引力定寬賀律。
哥白尼的科學成就，是他所處的時代的產物，又轉過來推動了時代的發展。
十五、六世紀的歐洲，正是從封建社會向資本主義社會轉變的關鍵時期，在這一二百年間，社會發生了巨大的變化。14世紀以前的歐洲，到處是四分五裂的小城邦。後來，隨著城市工商業的興起，特別是采礦和冶金業的發展，涌現了許多新興的大城市，小城邦有了聯合起來組成國家的趨勢。到 15世紀末葉，在許多國家裡都出現了基本上是中央集權的君主政體。當時的波蘭不僅有像克拉科夫、波茲南這樣的大城市，也有許多手工業興盛的城市。1526年歸並於波蘭的華沙已成為一個重要的商業、政治、文化和地理的中心，在16世紀末成了波蘭國家的首都。
與這種政治經濟變革相適應，文化、科學上也開始有所反映。當時，歐洲是「政教合一」，羅馬教廷控制了許多國家，聖經被宣布為至高無上的真理，凡是違背聖經的學說，都被斥為「異端邪說」，凡是反對神權統治的人，都被處以火刑。新興的資產階級為自己的生存和發展，掀起了一場反對封建制度和教會迷信思想的斗爭，出現了人文主義的思潮。他們使用的戰鬥武器，就是未被神學染污的古希臘的哲學、科學和文藝。這就是震撼歐洲的文藝復興慎猜派運動。文藝復興首先發生於義大利，很快就擴大到波蘭及歐洲其他國家。
與此同時，商業的活躍也促進了對外貿易的發展。在「黃金」這個符咒的驅使下，許多歐洲冒險者遠航非洲、印度及整個遠東地區。遠洋航行需要豐富的天文和地理知識，從實際中積累起來的觀測資料，使人們感到當時流行的「地靜天動」的宇宙學說值得懷疑，這就要求人們進一步去探索宇宙的秘密，從而推進了天文學和地理學的發展。1492年，義大利著名的航海家哥倫布首次航行到美洲， 1519～1522年，麥哲倫和他的同伴繞地球一周，證明地球是圓形的，使人們開始真正認識地球。
在教會嚴密控制下的中世紀，也發生過轟轟烈烈的宗教革命。捷克的愛國主義者、布拉格大學校長揚·胡斯（1369～1415年）在君士坦丁堡的宗教會議上公開譴責德意志封建主與天主教會對捷克的壓迫和剝削。他雖然被反動教會處以火刑，但他的革命活動在社會上引起了強烈的反應。捷克農民在胡斯黨人的旗幟下舉行起義，這次運動也波及波蘭。1517年，在德國，馬丁·路德 （1483～1546年）反對教會販賣贖罪符，與羅馬教皇公開決裂。1521年，路德又在沃爾姆國會上揭露羅馬教廷的罪惡，並提出建立新教的主張。新教的教義得到許多國家的支持，波蘭也深受影響。
就在這樣一個大變革大動盪的年代裡，1473年2月19日哥白尼在維斯瓦河畔的托倫城誕生了。他的父親是個當議員的富商，他有一個哥哥和兩個姐姐。哥白尼10歲的時候，他的父親死了，他被送到舅舅務卡施大主教家中撫養。務卡施是一個人文主義者，他和當時波蘭進步的知識界來往極為密切，並與義大利卓越的革命家、人文主義者菲利普·布奧納克西是摯友。在哥白尼念中學的時候，務卡施就帶著他參加人文主義者的聚會。1491年，按照舅父的安排，哥白尼到克拉科夫大學去學習天文和數學。
當時，波蘭已經產生了一些有名的天文學家，如馬爾卿·克洛爾，他於1450年寫成《亞爾峰斯星象表訂正》一書，並在許多國家講學。又如著名的天文學家沃伊切赫，曾編制天文歷表，他就在克拉科夫大學講課，是哥白尼求學時的數學和天文教授。哥白尼的「太陽中心學說」就是在克拉科夫大學求學時孕育起來的。
在神權統治的中世紀歐洲，天體被稱為「聖岸」、「聖角」，是屬於神學而不是屬於科學的。照神學家的荒誕說法，天空充滿「各種等級的天使和一個套著的一個的水晶球」，而「靜止不動的地球」，就居於這些水晶球的中心。太陽圍繞著地球運轉，因為「上帝」創造太陽的目的，就是要照亮地球，施恩於人類。至於天體的運轉，照義大利神學家托瑪斯·阿奎那的解釋，是因為每一個天體都有一個「天使」在推著它走。天體的運轉取決於「天使」的意志，而「天使」的意志是人類無法揣摩的。阿奎那還說：「如果人類有時候也能了解一些問題，那是因為上帝通過天使對我們作了啟示。」
神學家所說的天空是迎合當時封建主的利益的。他們揚言，封建等級制度是上天等級制度的反映和延續。「上帝」統治「天使」，所以封建主統治農民。阿奎那說：「人類如果不了解封建制度的卓越性，過錯在於人類，因為人類的智慧是有限的。」這樣一來，封建制度就成了神聖不可侵犯的了。
為了鞏固封建統治，天主教會的宗教裁判所燒掉了許多珍貴的科學著作，有時一天竟燒掉20大車。1327年，義大利天文學家采科·達斯科里被活活燒死，他的「罪名」就是違背聖經的教義，論證地球呈球狀，在另一個半球上也有人類存在。
但是，到了15世紀末葉，這個神學家的天空，因為科學的發展而面臨著搖搖欲墜的局面，宗教裁判所罪惡的火焰和酷刑，也不能挽救它的命運。
偉大學說
在那個「科學成了神學的婢女」的年代，許多學說都被歪曲和閹割了，被用來為封建統治服務。在中世紀的歐洲，很少有人了解古代科學典籍的真實內容。這時，科學工作者的一個重要課顆，就是發掘古代的文化遺產，那是未沾染神學毒素的文化寶庫。
古希臘的大天文學家托勒密，在公元二世紀時，總結了前人在400年間觀測的成果，寫成 《天文集》（即《至大論》）一書，提出「地球是宇宙中心」的學說。這個學說為神學家所利用和把持，流傳了1400多年。
托勒密認為，地球靜止不動地坐鎮宇宙的中心，所有的天體，包括太陽在內，都圍繞地球運轉。但是，人們在觀測中，發現天體的運行有一種忽前忽後、時快時慢的現象。為了解釋忽前忽後的現象，托勒密說，環繞地球作均衡運動的，並不是天體本身，而是天體運動的圓輪中心。他把環繞地球的圓輪叫做「均輪」，較小的圓輪叫做「本輪」。為了解釋時快時慢的現象，他又在主要的「本輪」之外，增加一些輔助的「本輪」，還採用了「虛輪」的說法，這樣就可以使「本輪」中心的不均衡的運動，從「虛輪」的中心看來彷彿是「均衡」的。托勒密就這樣對古代的觀測資料作出了牽強附會的解釋。
但是在以後的許多世紀里，大量的觀測資料累積起來了，只用托勒密的
「本輪」不足以解釋天體的運行，這就需要增添數量越來越多的「本輪」。後代的學者致力於這種「修補」工作，使托勒密的體系變得越來越復雜，而對天文學的研究也就一直停留在這個水平上。
「地球是宇宙的中心」的說法，正好是「神學家的天空」的基礎。中世紀的神學家吹捧托勒密的結論，卻隱瞞了托勒密的方法論：托勒密建立了天才的數學理論，企圖憑人類的智慧，用觀測、演算和推理的方法，去發現天體運行的原因和規律，這正是托勒密學說中富有生命力的部分。因此，盡管托勒密的「地球中心學說」和神學家的宇宙觀不謀而合，但是兩者是有本質區別的，一個是科學上的錯誤結論，一個是愚弄人類、妄圖使封建統治萬古不變的彌天大謊。哥白尼對此作出正確的評價，他說：「應該把自己的箭射向托勒密的同一個方向，只是弓和箭的質料要和他完全兩樣。」
哥白尼曾十分勤奮地鑽研過托勒密的著作。他看出了托勒密的錯誤結論和科學方法之間的矛盾。哥白尼正是發現了托勒密的錯誤的根源，才找到了真理。
哥白尼認識到，天文學的發展道路，不應該繼續「修補」托勒密的舊學說，而是要發現宇宙結構的新學說。他打過一個比方：那些站在托勒密立場上的學者，從事個別的、孤立的觀測，拼湊些大小重疊的「本輪」來解釋宇宙的現象，就好像有人東找西尋地撿來四肢和頭顱，把它們描繪下來，結果並不像人，卻像個怪物。
哥白尼早在克拉科夫大學讀書時，就開始考慮地球的運轉的問題。他在後來寫成《天體運行》的序言里說過，前人有權虛構圓輪來解釋星空的現象，他也有權嘗試發現一種比圓輪更為妥當的方法，來解釋天體的運行。
哥白尼觀測天體的目的和過去的學者相反。他不是強迫宇宙現象服從「地球中心」學說。哥白尼有一句名言：「現象引導天文學家。」他正是要讓宇宙現象來解答他所提出的問題，要讓觀測到的現象證實一個新創立的學說——「太陽中心」學說。他這種目標明確的觀測，終於促成了天文學的徹底變革。
哥白尼的觀測工作在克拉科夫大學時就有了良好的開端。他曾利用著名的占星家瑪爾卿·布利查（約1433～1493年）贈送給學校的「捕星器」和「三弧儀」觀測過月食，研究過浩翰無邊的星空。
哥白尼在克拉科夫大學學習三年就停了學，而到義大利去學習「教會法」了。這是他舅父務卡施的主意。因為當時盤據在波蘭以北的十字騎士團經常侵犯邊境，為非作歹，而和他們作斗爭，就必須有人精通「教會法」。哥白尼認為抗擊十字騎士團是義不容辭的責任。他說：「沒有任何義務比得上對祖國的義務那麼庄嚴，為了祖國而獻出生命也在所不惜。」所以他同意了務卡施的建議。為了取得出國的路費和長期留學的生活費用，他再次接受他舅父的安排，決定一輩子擔任教會的職務。1496年秋天，哥白尼披上僧袍，動身到義大利去了。
他在義大利北部的波倫亞大學學習「教會法」，同時努力鑽研天文學。在這里，他結識了當時知名的天文學家多米尼克·瑪利亞，同他一起研究月球理論。他開始用實際觀測來揭露托勒密學說和客觀現象之間的矛盾。他發現托勒密對月球運行的解釋，正像雷吉蒙騰所指出的那樣，一定會得出一個荒謬的結論：月亮的體積時而膨脹時而收縮，滿月是膨脹的結果，新月是收縮的結果。1497年3月9日，哥白尼和瑪利亞一起進行了一次著名的觀測。那天晚上，夜色清朗，繁星閃爍，一彎新月浮游太空。他們站在聖約瑟夫教堂的塔樓上，觀測「金牛座」的亮星「畢宿五」，看它怎樣被逐漸移近的娥眉月所掩沒。當「畢宿五」和月亮相接而還有一些縫隙的時候，「畢宿五」很快就隱沒起來了。他們精確地測定了「畢宿五」隱沒的時間，計算出確鑿不移的數據，證明那一些縫隙都是月亮虧食的部分，「畢宿五」是被月亮本身的陰影所掩沒的，月球的體積並沒有縮小。就這樣，哥白尼把托勒密的地心說打開了一個缺口。
1500年，哥白尼由於經濟困難，到羅馬去擔任數學教師。在這個「聖都」里，種種見聞使他透過教會統治的重重黑幕，看到羅馬教廷只不過是一個虛偽荒淫的場所。第二年夏天，哥白尼回國，後因取得教會的資助，秋天又到義大利的帕都亞學醫。1503年，哥白尼在法臘羅大學取得教會法博士的學位。
這時，哥白尼還努力研讀古代的典籍，目的是為「太陽中心學說」尋求參考資料。他幾乎讀遍了能夠弄到手的各種文獻。後來他寫道：「我愈是在自己的工作中尋求幫助，就愈是把時間花在那些創立這門學科的人身上。我願意把我的發現和他們的發現結成一個整體。」他在鑽研古代典籍的時候，曾抄下這樣一些大膽的見解：
「天空、太陽、月亮、星星以及天上所有的東西都站著不動，除了地球以外，宇宙間沒有什麼東西在動。地球以巨大的速度繞軸旋轉，這就引起一種感覺，彷彿地球靜止不動，而天空卻在轉動。」
「大部分學者都認為地球靜止不動，但是費羅窩斯和畢達哥拉斯卻叫它圍繞一堆火旋轉。」
「在行星的中心站著巨大而威嚴的太陽，它不但是時間的主宰，不但是地球的主宰，而且是群星和天空的主宰。」
這些古代學者的卓越見解，在當時被認為是「離經叛道」的，但是對哥白尼來說，卻好比是夜航中的燈塔，照亮了他前進的方向。
1506年，哥白尼結束了在義大利十年留學的生活，動身回國。
《運行》的誕生
哥白尼在一個秋雨綿綿的日子離開義大利。當時天空出現了彗星斷天的異象，廣大地區瘟疫流行。正在這時，羅馬教皇亞歷山大又誤喝了謀害別人的毒酒而喪命。義大利教會就趁機提出種種「警告」，招搖撞騙，愚弄人民。當哥白尼回到波蘭時，天空出現另一個罕見的星象，教會也在大肆活動，鬧得首都克拉科夫烏煙瘴氣。
原來，教會宣告天空將連續出現四次土星和木星「會合」的異象，說這是上天對世人的一個嚴重警告。世上將出現一個冒牌的先知，洪水和瘟疫將接連而來，並將引起社會騷亂和國家崩潰。這種種謠言鬧得人心不安，有錢的人拚命尋歡作樂，希望擺脫對於未來的恐懼；窮苦的老百姓為了向教會購買「贖罪符」，更是弄得傾家盪產，難以活命。天空一向是教會敲詐勒索的搖錢樹，他們把「天堂中的位置」裝在自己的錢包里，大量兜售「贖罪符」，搜括民財。當時波蘭赫赫有名的宗教裁判官鐵哲爾就說過，向他孝敬錢財的人可以消災免禍，連死去的人也可以贖洗罪孽。他的口頭禪是：「銀錢投入聖櫃，靈魂升入天堂！」
這時，哥白尼和他的朋友們也在克拉科夫研究兩星「會合」的問題。哥白尼發現教會的說法包含數據的錯誤，顯然是妖言惑眾。於是，他和朋友們決定各自在不同的地區進行觀測，以便一起來揭發教會的邪招。
當第四次「會合」發生的時候，哥白尼正在赫爾斯堡他舅父務卡施的主教官邸，主持與十字騎士團的斗爭，雖然政務繁忙，哥白尼仍然堅持觀測星象。
觀測的結果證實了哥白尼的預見。「會合」的日期，和教會所說的不符，而和哥白尼的推算卻是相符的——它提前了一個多月。哥白尼的朋友們也觀測到同一個星象。科學給了教會當頭一棒。
在赫爾斯堡，由於朋友們不斷催促，哥白尼把他的「太陽中心學說」寫出了一個提綱，取了一個樸素的名字，叫《試論天體運行的假設》，抄送給他的幾個心腹朋友。它宣布：「所有的天體都圍繞著太陽運轉，太陽附近就是宇宙中心的所在。地球也和別的行星一樣繞著圓周運轉。它一晝夜繞地軸自轉一周，一年繞太陽公轉一周……。」
哥白尼所宣布的是一個巨大的學說體系的輪廓，它在參加聚會的朋友中間引起了許多爭論。哥白尼對許多疑問都作了解答。在結束辯論的時候，他引用了古羅馬大詩人西塞羅的話：「沒有什麼東西趕得上宇宙的完整，趕得上德行的純潔。」他用這句話表明了一具信念，那就是：宇宙是完整的、對稱的、和諧的，是具有可以理解的規律和秩序的。
《試論天體運行的假設》是哥白尼學說的第一塊基石，但要在這塊基石上建立起宏偉的理論大廈，還需要做許多准備工作。
1512年，務卡施病死，哥白尼離開了赫爾斯堡，遷居到教區大教堂所在寺的弗隆堡。弗隆堡瀕臨波羅的海，是個小小的漁港。哥白尼在弗隆堡定居以後，就買下城堡的一座箭樓。這座箭樓本來是作戰用的，三角形的樓頂向前傾側，幾乎伸到圍牆的外邊。樓頂的最上層有三個窗口，那裡是哥白尼的工作室。下面兩層是卧房，各有一個射擊用的槍眼。從最上層的窗口可以向四面八方觀測天象。遇到樓頂妨礙觀測的時候，外邊的露台就成了他的觀測台。他在這里一直住到去世。
這時，哥白尼已將他未來的著作取名為 《運行》。在他看來，運動才是生命的真諦——運動存在於萬物之中，上達天空，下至深海。沒有什麼東西是靜止的，一切東西都在生長、變化、消失，千秋萬代繼續不停。《運行》這一著作，就是要揭示大自然這一最本質的秘密。哥白尼的這一觀點，肯定了客觀世界的存在和它的規律性，閃耀著樸素的唯物主義哲學的光輝。
哥白尼對地球的形狀，曾多次作過間接的觀測。早在1500年11月6日，他就在羅馬近郊的一個高崗上觀測月食，研究地球投射在月球表面的弧狀陰影，從而證實了亞里士多德關於地球呈球狀的論斷。在定居弗隆堡時，他曾多次站在波羅的海岸邊觀察帆船。有一次，哥白尼請求一艘帆船在桅頂綁上一個閃光的物體，他站在岸邊看著這艘帆船慢慢駛運。他描寫這次觀察的情況說：「隨著帆船的遠去，那個閃光的物體逐漸降落，最後完全隱沒，好像太陽下山一樣。」這次觀察使他得出一個結論：「就連海面也是圓形的。」
在陰濕多霧的波羅的海的岸邊，逢到嚴寒的冬夜，天空沒有雲影，星星在藍天閃爍著耀眼的寒光，哥白尼總是利用這種難得的機會，穿上皮襖，束緊風帽，把儀器搬到箭樓的露台上，進行通宵達旦的觀測。他所用的儀器都是自己動手做的，一共有三種。測量行星距離的「三弧儀」，是用樅樹桿削成的，用墨水劃上刻度，照準器也是雕出來的。測量月球和行星位置的「捕星器」，是用六根樹條繞成圓圈做成的。測定太陽中天時高度的「象限儀」，是一塊很大的正方形木板，右上角裝著帶刻度的木環，擱架上有個「水準儀」，其實只是一個盛了水的玻璃管。觀測日食本來要在水裡觀測倒影，為了減少提水上箭樓的麻煩，他打破常規，改用一塊帶孔眼的護窗板把日影映到牆上。哥白尼就是利用這些簡陋的設備，在弗隆堡前後進行了有紀錄可查的50多次觀測，其中包括日食、月食、火星、金星、木星和土星的方位等等。這些觀測在望遠鏡發明以前能做得那麼精確，是很不容易的，難怪後來許多傑出的天文學家都非常欽佩。
1516年秋天，盤據在波蘭以北的十字騎士團，屢次進犯邊境。教會借重哥白尼的聲望和才學，派他擔任俄爾斯丁教產總管，去對付大軍壓境的強敵。
就在那烽火連天的歲月里，哥白尼開始撰寫他的不朽著作——《運行》。他在俄爾斯丁城堡的哨塔上布置了一個簡單的觀測台，並隨身帶去一些必要的資料。當時整部著作的內容已有個輪廓了，全書計劃寫成八卷（出版時是六卷）。第一卷已經動筆了，但是進展很慢，這是因為大敵當前，哥白尼必須全力以赴地對付敵人的挑釁和騷擾。
1519年秋天，哥白尼辭去教產總管的職務，又回到弗隆堡，用他的全部精力來撰寫 《運行》。但是，戰爭的風暴很快席捲到這里，弗隆堡陷入十字騎士團的重圍之中。敵人燒殺虜掠，斷絕糧草，企圖迫使守軍投降。這時，教堂的神父都逃跑了，有的甚至叛國投敵。但哥白尼仍舊留在城中，同居民一起支援守軍作戰。他們還修築運河，興修水利，哥白尼設計修建的水閘和水磨，在當時對支持戰爭和繁榮經濟是具有重大意義的。
第二年秋天，哥白尼再度擔任俄爾斯丁教產總管。這時十字騎士團已經侵佔了附近的許多城堡，直逼俄爾斯丁。哥白尼把由他保管的錢財全部拿出來支援作戰，並親自布署防務，登城督戰。十字騎士團用燃燒彈攻城，哥白尼叫人用浸濕的皮子去捂滅敵人的燃燒彈。經過五天五夜的激烈戰斗，城市依然屹立著。十字騎士團大公霍亨侖惱羞成怒，特地派人到弗隆堡去，把他的藏書、手稿和儀器一把火燒光。但哥白尼始終堅守城堡，霍亨侖無可奈何，只好撤軍，同意休戰。戰後，波蘭國王齊格蒙特論功行賞，委派哥白尼為俄爾斯丁的行政長官。
1525年秋天，哥白尼寫作《運行》的工作，才在弗隆堡全力展開。這時，哥白尼的箭樓上來了一個女管家，名叫安娜。安娜出身名門，性情嫻淑，衷心愛慕哥白尼，毅然拋棄世俗的成見，和被教會剝奪了結婚權利的哥白尼同居。哥白尼在安娜的幫助和照顧下，書桌上的手稿迅速地一疊疊地增加起來了。
《運行》的第一卷，鳥瞰式地介紹了宇宙的結構。在論證的開始，哥白尼列舉了許多觀測資料來證明地球是圓形的。接著他指出了地球呈圓狀的理由。他說：「所有的物體都傾向於將自己凝聚成為這種球狀，正如同一滴水或一滴其他的流體一樣，總是極力將自己形成一個獨立的整體。」「物體呈球狀的原因在於它的重量，即在於物體的微粒或者說原子的一種自然傾向，要把自己凝聚成一個整體，並收縮成球狀。」他對這個問題的解答，給一百多年以後牛頓發現萬有引力開辟了道路。
關於原子他還寫了這樣一段：「所謂原子，是最細微的、不能再分割的微粒，它們重疊地或是成倍地相聚在一起，但由於它們看不見，並不立即形成看得見的物體；可是它們的數量可以增加到這種程度，足夠累積到可以看見的大小。」這一段話是針對唯心主義者的論調而說的，他們借口「原子無法看見」而抹煞原子的存在。在唯心主義者的唆使下，這一段話在《運行》出版時被刪去了；在以後300年間的三中版本里都不見一個字。
《運行》的第二卷介紹了有關的數學原理，其中平面三角和球面三角的演算方法都是哥白尼首創的。這里陳述了三角形的規則，即從三角形的已知某些邊和角去推算其他邊和角的規則。這包括了三邊是直線的平面三角形和三邊是球面上圓弧作成的球面三角形。
第三卷是恆星表。第四卷介紹地球的繞軸運行和周年運行。
第五卷論述了地球的衛星——月球。哥白尼非常重視研究月球，特別是月食。他認為在月食的時候，人們可以從月球、地球和太陽的相對位置，得到關於宇宙的真實結構的暗示。「因為，當宇宙別的部份都是澄明的和充滿日光的時候，所謂黑夜就不是什麼別的東西，而只是地球本身的陰影。這個陰影形成一個圓椎形，尾端尖削。月亮一接觸到這個陰影，就會失去光澤，而當它出現在陰影正中央時，它的位置正好和太陽相對。」
他的最後一卷准備寫關於行星運行的理論。
《運行》的不朽的貢獻，在於它根據相對運動的原理，解釋了行星運行的視運動。在哥白尼以前，這一原理從來沒有被人這樣詳盡地闡述過，也沒有人從這一原理得出過這樣重要的結論。
哥白尼對這個問題是這樣說：「所有被我們觀測的物體的位置變動，不是由於被觀測的物體的運動所引起，就是由於觀測者的運動，或由於物體和人的不一致的變動所引起的。」既然地球是我們在它的移動中進行觀測的基地，那麼我們觀測到的天空中的運動，例如太陽的運動，就可能是一種表面的運動，是一種由於地球本身的運動所引起的幻覺，而其他天體的運動，就可能是那個天體以及地球的不一致的運動所引起的結果。因此，如果承認『地球從西向東地自轉』，那麼顯然會覺得好像是太陽、月亮、和星辰在升起和降落。」
「事情正是像維吉里烏斯所闡明的，」哥白尼寫道，「他讓伊尼斯說：
『我們駛出港埠，而陸地和城市卻在後退』。因為船隻駛過風平浪靜的海面時，所有外界的東西，在船上的人看來，正好象它們在按照船隻的運動移動著，只是方向相反——他們覺得，他們自己和身邊的東西都留在原處。這同一情況毫無疑問可能出現在地球運動的現象中，並引起整個宇宙都在旋轉的印象。」
哥白尼還論證說：「地球雖是一個巨大的球體，但比起宇宙來卻微不足道。」他注意到地平線把天球剖分為均勻的兩半，曾利用這一現象來證實宇宙是無限的這個論斷。「根據這一論斷，可見宇宙跟地球相比是無法測度的，它是一個無邊無際的龐然大物。」哥白尼還認為太陽是行星中相對不動的中心。
哥白尼的功績在於：他用科學的太陽中心說，推翻了在天文學上統治了1000多年的地球中心說。這是天文學上一次重大的革命，引起了人類宇宙觀的革新。
艱難的出版