第二节 科学常识
20世纪以来的自然科学发展历程中，出现了以相对论、量子力学、基因理论和系统理论创立为主要内容的现代科学革命，从而使自然科学的认识领域突破了宏观世界，迅速向宇观、微观和中观世界进军。
一、现代宇宙学
现代宇宙学是在天文学基础上发展起来的，主要研究宇宙的本质、结构、空间分布以及演化规律。
(一)现代宇宙学的理论基础
广义相对论是现代宇宙学研究的理论基础。广义相对论建立了空间、时间是随着物质分布和运动速度的变化而变化的理论，从而为现代宇宙学奠定了重要理论基础。广义相对论认为，空间－时间本质上是物质客体的广延性和持续性，它本身不是独立存在的。这－思想由于其革命性和数学形式上的深奥，在－段时间里不为科学界所接受。但由于得到越来越多的实验证实，今天广义相对论已被公认为研究大尺度时空的理论基础。这些实验主要包括：(1)水星近日点的进动；(2)光谱引力红移；(3)光线在引力场中偏转。自此，广义相对论被科学家称为“人类思想史上最伟大的成就之一”。
(二)宇宙研究的观察手段
1.多普勒效应与谱线红移
多普勒效应是物理学测定物体运动速度的有力手段。它描述了这样－种现象，即面向观察者运动的光源谱线(与静止光源相比)将向高频(即光谱蓝端)移动，而背向观察者运动的光源谱线将向低频(即红端)移动，波长的相对移动量与相对运动速度成正比。
1929年，美国科学家哈勃在仔细研究了－批星系的光谱之后发现，除个别例外，绝大多数星系的光谱都表现出红移，而且红移量大致同星系的距离成正比。如果将红移解释为多普勒效应，那就意味着所有星系都在离地球而去，其退行速度和与地球的距离成正比。这－重要发现证实了宇宙是不断膨胀的，它不仅说明宇宙的无限性，也说明物质运动的性，还说明宇宙在不断地演化和发展。爱因斯坦本人根据这－发现。自动放弃了“静态宇宙结构模型”。
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