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- 简明大历史-杨长云译
宇宙学
随着时间的推移，人类对宇宙的认知发生了巨大的变化，从仔细观察的现象中推断出证据，以及粒子物理学等学科的发现都取得了进展。宇宙模型的每一次改变都削弱了人类在浩瀚而古老的宇宙中的重要性。
宇宙学是对宇宙的整体、结构、组成、历史和未来的可能的研究。由于人类的记录只涉及宇宙生命的微小部分，人类的探索也只是限定于一个很小的区域，宇宙学家不得不依靠推理和推测，这是其他科学所不能接受的。宇宙学的多数理论对于理解地球上的生命有机体的生存环境没有直接关系，因此，宇宙学揭示生物进化的时间尺度和发现新资源的可能性。宇宙学涉及一些与宗教有关的问题，而且对许多思想家来说，宇宙学需要修正他们对人类在自然界中的地位的认知。
地心宇宙和占星术
因为古代人是通过太阳、月亮和星星来观察天空的日常变化的，所以，他们认定地球是这些天体运动的中心便是很自然的事情。通过近距离观测，人们发现似乎一些类似星星的天体运行轨迹有一点点不同，它们看起来好像漫步在穿梭于天空的星星组成的背景中，就好像是附在一个透明的球体上。这些“漫步者”被称为行星，它们的运动被认为影响了人类的事业。一群专业的占星家开始通过星座来预测个人的命运，星座是基于个人出生的时候行星所处的位置来确定的。人类已经制定了行星的位置表，假定行星是在环绕地球的圆形轨道上运行的。其中最著名的是“托勒密天文学大成”（Almagest of Ptolemy，公元90—168年），它是今天使用的星象表的基础。
日心宇宙
托勒密学说一直占据支配地位，直到波兰牧师尼古拉斯·哥白尼（Nicolas Copernicus，1473—1543）于1512年发表《天体运行论》（On the Revolutions of the Celestial Orbs）。哥白尼意识到他的观点可能会遭到教会当局的反对，所以，他推迟了书的出版时间，直到他去世那一年。意大利数学家伽利略（Galileo Galilei，1564—1642）推广了哥白尼学说，并因其观点而招致非议。然而事实上，托勒密和哥白尼的理论体系都存在缺陷，他们在哲学的基础上假定行星运动一定是圆周运动。在丹麦贵族第谷·布拉赫（Tycho Brahe，1546—1601）观察的基础上，德国学者开普勒（Johannes Kepler，1571—1630）证明，行星在椭圆形的轨道上环绕太阳运动。伟大的英国数学家牛顿（Isaac Newton，1643—1727）最后成为集大成者，他发现了运动定律和万有引力定律，解释了椭圆轨道，并证实了日心说。
圆周上的Coelvm Empirevm Habitacvlvm Dei Et Omnivm Electorvm译为“上帝和所有选民的住处”。
内圈对应数字及其后的字母为：
10 第十重天：原动力
9 第九重天：水晶球
8 第八重天：天空
7 土星
6 木星
5 火星
4 太阳
3 金星
2 水星
1 月亮
亚里士多德的宇宙理论，基于托勒密的理论。彼得·阿皮安，《世界志》（Cosmographia，1524年）。
一个巨大而古老的宇宙
20世纪初，天文学家普遍认为，太阳不过是众多恒星之一，而且可见恒星团簇在一个大的体系之中，即银河系。一群被称为星云的物体模糊不清，有待被进一步解释。1918年，美国天文学家哈洛·沙普利（Harlow Shapley，1885—1972）已经证明太阳离银河系的中心相当遥远。1923年，美国天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）测量了到仙女座星云的距离，表明它和其他星云实际上是它们自己的星系。那时，宇宙被理解为由许多像我们的星系一样的星系组成，因此比我们以前预期的还要大得多。
理论成果就是我们所知的“奥尔博悖论”（Olber’s paradox），它表明宇宙或者至少是宇宙中的恒星不可能有无限的年龄，因为如果它有无限的年龄，那么天空就会像白天一样亮。1929年，埃德温·哈勃在加利福尼亚州的帕洛马山（Mount Palomar）用当时世界上最大的天文望远镜发现，与地球相距甚远的星系正在远离地球，其速度随着距离的增加而加快。这一事实和其他证据一起推导出一个结论：我们所知的宇宙从大约100亿~200亿年前产生开始，便被局限于一个十分狭小的空间，并且开始分裂，结果就是一个巨大的爆炸，我们称为“大爆炸”。
恒星的生命周期和化学元素的来源
直到20世纪，太阳的能量来源一直是个谜。20世纪30年代，人们发现，小原子核的聚变形成一个大的原子核，结果导致较小的原子核的质量一小部分转化为热能，按照爱因斯坦著名的公式E=mc2转化。现在众所周知的是，太阳的能量来源是氢原子核的聚变形成氦原子核。计算机模型现在可以显示有50亿年历史的太阳已经将大部分氢转化为氦，之后，太阳的内部区域将会收缩，并且变热，直到氦核形成碳和氧原子核的化合物成为可能。它还会进一步收缩，直到像铁一样重的原子形成。比铁重的原子核形成的过程，要么是通过一个缓慢的过程实现的——在这一过程中，一个重的原子核吸收中子，然后通过β衰变转化为质子，要么是通过大质量的恒星爆炸成为超新星实现的。
一款桌面游戏“模拟”了一次穿越宇宙的航行，它基于丹麦天文学家第谷·布拉赫的研究。艾蒂安·武耶蒙（Estienne Vouillemont）雕刻，1661年。《法国贵族的游戏，1640—1950年》（巴黎：格伦德，1950年）。
我们目前对化学元素分布的认知是：氢和一定量的氦形成于“大爆炸”的时候，即大约130亿年前。生命的基本元素和那些大量发现于地球中的元素只有在恒星中才能形成，这种恒星已经经过氢燃烧的阶段，而且最终将它们的物质返回到星际介质中，物质可以在那里凝结成新的恒星，太阳和行星也由此产生。原子序数比铁高的元素是在非常古老的恒星或者超新星的爆炸中形成的，因此，无论地球上的资源勘探程度如何，它们都注定是稀有的。
今天的宇宙学
现代宇宙学家运用相对论原理和粒子物理学实验的发现，尝试了解我们已知的宇宙的起源及其最终命运。他们也必须结合哈勃天文望远镜和一些人造卫星的观测结果。这些观测结果显示，当在较大距离上取平均值时，宇宙是相对均匀的。相比地球在宇宙中占有特殊地位的假定，许多天文学家如今做出了均质性和同质性的假设。也就是说，从宇宙中的任何一个点和从空间中的任何一个方向看，宇宙看起来都是完全一样的。也许今天宇宙学的最大问题是这种一致性的原因，这被用以证明：在“大爆炸”不久之后出现了一个特别快速扩散或膨胀的时期，也被用以证明所谓的暗物质的性质——这是解释已观察到的星系的转动速度所必需的。一旦这些问题得到解决，宇宙学家将对宇宙早期的历史有更好的了解，同时也将更自信满满地谈论宇宙遥远的未来。
唐纳德·R. 弗兰切斯凯蒂（Donald R. Franceschetti）
美国孟菲斯大学（University of Memphis）
进一步阅读
Chaisson, E. J. (2001). Cosmic Evolution. Cambridge, MA: Harvard University Press.
Hartquist, T. W., & Williams, D. A. (1995). The Chemically Controlled Cosmos. New York: Cambridge University Press.
Kaufmann, W. J., III & Comins, N. F. (2005). Discovering the Universe (7th ed.). New York: W. H. Freeman.
Kippenhahn, R. 100 Billion Suns. (1983). New York: Basic Books.
Primack, J., & Abrams, N. (2007). The View from the Center of the Universe:Discovering Our Extraordinary Place in the Cosmos. New York: Penguin/Riverhead.
Seeds, M. A. (2007). Foundations of Astronomy (10th Ed.). Belmont, CA: Wadsworth.
