宇宙为何各个方向都一样？天文学家科普“宇宙学原理”
13.03.2017 14:03
本文来源: 科学技术委员会
3月12日是国际天文馆日，以“侬好！天文馆”为主题的2017国际天文馆日主题活动在上海科技馆举行。充气式球幕电影、“天之文”论坛、设计“自己的外星人”……上海天文馆（上海科技馆分馆）建设指挥部推出一系列活动，吸引了众多市民参与。
“科学小讲台”引导孩子们设计“自己的外星人”。
国际天文馆日于1995年起源于意大利，得到欧洲其他国家天文馆的积极响应。随着美国、澳大利亚等国天文馆加入，国际天文馆日得到了广泛认可。如今，国际天文馆协会将每年三月的第二个星期日定为国际天文馆日。其目标是向公众宣传天文馆的工作和意义，增进国际天文馆协作，使公众认识到对太空的探索和对天文学的了解是受益终身的活动。
活动现场最吸引人的是一个直径6米的充气式球幕，用来展示璀璨星空和放映天文科普影片。在星空展示环节，呈现在观众头顶的是城市夜空很难见到的繁星点点。天文专家用激光笔，告诉大家北斗七星在哪里，猎户座、人马座等星座所在位置。孩子们看了都大呼过瘾。上海天文馆建设指挥部展示部部长林清介绍，正在临港地区建造的上海天文馆，将设置比这个球幕大得多的光学天象厅，能够逼真地模拟星空，还会力争做到真人讲解，与观众进行互动，让游客喜欢上天文。如今，城市光污染比较严重，即便在一些农村地区，浩瀚银河也看不到了。在这种情况下，上海天文馆天象厅的科普价值将得到充分体现。
游客排队观看球幕电影。
在科技馆报告厅，“天之文”论坛邀请到中科院上海天文台研究员沈世银，为听众讲解宇宙学原理。这个原理又名哥白尼原理，一言蔽之，即“宇宙在大尺度上是均匀而且各向同性的”。形象地讲，我们在大洋里乘船，往四周望去，发现都是茫茫一片海洋，就可以说：“海洋是均匀而且各向同性的”。与之类似，我们通过天文望远镜对宇宙各个方向进行观测，发现都是一片浩瀚星空，没有明显的区别特征。“在整个宇宙中，没有中心。也可以说，任何地方都是中心。”沈世银说。
宇宙学原理看似简单，却是过去500多年内，一代代科学家不断探索才得出的结论。在古代欧洲，人们认为地球是宇宙的中心。到了16世纪，哥白尼发现太阳才是中心。此后，赫歇尔发现，太阳只是银河系中的一颗普通恒星，但他认为太阳处于银河系的中心。到了20世纪，沙普利通过观测到的球状星团，指出太阳并非银河系的中心。1920年，美国科学院发生了一场“大争论”：沙普利认为，天文望远镜观测到的许多星云都在银河系内；柯蒂斯则认为，这些星云都在银河系外，宇宙中有大量类似银河系的星系。事实证明，柯蒂斯是对的，银河系也只是宇宙中的沧海一粟，整个宇宙是均匀而且各向同性的。
沈世银告诉听众，由于天文观测发现系外行星大量存在，所以地球几乎没有特殊性，但仍有一点目前是特殊的，那就是这个星球存在生命。DNA分子结构发现者弗朗西斯·克里克坦言：“一个拥有我们现在所有知识的诚实的人也只能说，在某种意义上，生命的起源在目前看来几乎是一个奇迹，因为必须满足太多条件才能使其发生。”沈世银说，如果地球生命不是特殊的，那么银河系中就会存在大量生命，而且其中一部分智慧生命的文明程度，必然高于人类。这样一来，就产生了“费米悖论”：我们为何还没有发现外星人？对于“费米悖论”，有很多解释。其中一个解释是，地球出现生命是宇宙中的特殊现象。在这个问题上，宇宙学原理失效了，取而代之的是人择原理：存在许多宇宙演化模型，人类生存在其中一个宇宙模型中。假如我们不是身处当前这个模型，那么就不会产生我们。
如果你觉得“天之文”论坛的内容不适合儿童，那么可以让他们来到“科学小讲台”。科学老师带领3岁至12岁的孩子读天文绘本，做手工艺术品，设计“自己的外星人”，玩得不亦乐乎。上海天文馆建设指挥部展示教育主管施韡表示：“今天的国际天文馆日主题活动好似一个小型天文嘉年华，游客在这里看到的、听到的、玩到的，将来都会在上海天文馆出现，而且毫无疑问，届时会更加精彩纷呈。”（作者:俞陶然） 【来源】解放日报
本文来源: 科学技术委员会
13.03.2017 14:03