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1、认识宇宙 人类经过很长时间的努力才认识到我们脚下的大地是个球体。开始人们把它放在了宇宙的中心。后来，有个叫帕拉多喜的人发现天上的星星有一些在动——人们叫它们行星，与之相应，不动的星星便叫恒星。1543年哥白尼出版《天体运行论》，才把地球从宇宙中心移开。进入20世纪之后，随着反射天文望远镜的出现，天文望远镜的口径不断增大。使人们的视野进入到更为遥远的宇宙空间。20世纪60年代开始，人类探索宇宙的立足点不再局限于地球，而是向着更远的外太空探索了。
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2、宇宙的结构 宇宙是自然科学最大的研究对象，我们现在对宇宙的基本认识是：在相对较小的时空内，宇宙中的物质依次聚集为星体、星系、星系团、超星系团、超超星系团等等。宇宙在整体上是均匀的、各向同性的，宇宙没有中心，任何典型星系的观察者所看到的宇宙规律是一样的。天空中云雾状的天体，名之为星云。1924年哈勃发现仙女座大星云，分辨出构成该星云的单个星体，使河外星系和尘埃云得以区分，并发现仙女座大星云不是银河系中的天体，而是距地球约220万光年之遥的与我们的银河系一样的星系，谓之河外星系。继而他又发现了许多更为遥远的星系，并提出了哈勃理论后得到证实也就是说，河外星系的红移是反映宇宙整体性特征的系统性红移—从宇宙中的任何一点都能看到几乎所有的天体都在远离该点而去—宇宙在膨胀。这是一种全方位的无中心膨胀，其情形类似于膨胀的气球上各点之间相互远离。 宇宙的时空是柔性的。在牛顿时空观中，空间是三维平直的，是绝对均匀、各向同性的；时间是单向一维的，像河流一样匀速地流淌着。时间和空间与物质无关，它们就像是盛装物质的容器，亘古存在，永远不变。
3、太阳系 直至目前，太阳系依然是我们在宇宙中了解最多的天体系统。哥白尼之后的几个世纪中，太阳系一直是天文学研究的重点。到了19世纪末，科学家们已经发现了除冥王星之外的其他八大行星和将近500颗小行星。20世纪二三十年代，天文学家们又发现了太阳系中的一颗新的大行星——冥王星，并且发现了一些大行星周围的卫星、7000多个小行星，以及若干颗彗星，从而绘制出更加完备的太阳系图景。
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4、太阳 我们地球上的生命的全部能量几乎都来源于太阳。随着物理学和天文学的发展，更精密仪器的问世，特别是太阳空间探测器的发射，人类对于太阳才有了深入的了解。现在我们知道，太阳是个主要成分为氢的气体球，太阳的能量来自其本身氢原子的核聚变；太阳表面平均温度为五六千度，中心温度达数千万度；太阳每时每刻都在向外辐射巨大的能量，辐射到地球上的只是其中极其微小的部分。因为它有强大的磁场，内部温度极高、进行着剧烈的核反应，所以自然界各种相互作用的机制随时在其中起作用，所形成的强大的由紫外线、x射线等高频段电磁波及各种粒子流组成的太阳风笼罩在地球上。如果宇宙射线长驱直入，地球上绝不会有生命可言，是地球的大气层特别是臭氧层和强大的地球磁场保护着我们，我们为南北极的臭氧空洞忧心，并极力倡导保护臭氧层的原因。太阳的寿命约为100亿年，它现在已经走完了大约一半的旅程。
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