學苑撰文

宇宙模型:從「地心說」到「無心的宇宙」

文、圖:林君桐 (香港資優教育學苑學員)

 

地球是宇宙的中心?

早期的天文學家提出「地心說」,認為地球靜止在宇宙的中心,所有天體都圍繞地球運行。我們每天看到太陽、月亮和星星「東升西落」,似乎天空是一個巨大的圓頂罩着我們,所有天體貼附在圓頂上圍繞地球旋轉,帶來日夜交替。

 

然而,人們觀察到某些行星(例如火星)在天空中的運動會出現「逆行」現象:有時它們會停下來,有時甚至倒退移動。為了解釋這一現象,「地心說」發展出更複雜的模型:行星一邊繞著小圈,同時再沿著大圈圍繞地球運行。這種軌跡就像一個人在騎旋轉木馬時同時玩呼拉圈,運動模式變得複雜且不直觀。

 

太陽才是中心?

十六世紀初,哥白尼提出「日心說」,認為太陽才是太陽系的中心,地球和其他行星都圍繞太陽運行。地球自身也像陀螺一樣自轉, 導致我們看到星體的「東升西落」。

 

「日心說」更簡明地解釋了火星的逆行現象:這是因為地球的公轉速度比火星快,當地球超越火星時,會造成一種視覺上的錯覺,讓火星看似在倒退移動。情況就像你在高速公路上乘車超越另一輛車時,會感覺那輛車正在向後移動。

 

宇宙在膨脹,而且沒有中心

隨著科學與技術的進步,人類運用強大的天文望遠鏡發現,太陽只是千億顆恆星中的其中一顆,而宇宙中更存在著無數個星系。

天文學家哈勃通過分析遙遠星系的光譜,發現幾乎所有星系都在加速遠離我們,而離我們越遠的星系,「逃離」的速度就越快。近代科學家認為,整個宇宙空間在不斷膨脹,而宇宙膨脹是均勻、沒有中心的,無論你身處哪一個星系,觀測到的膨脹現象都是相同的。

 

宇宙膨脹的氣球模擬

大家可以準備一個乾淨的氣球,用油性馬克筆,在氣球表面不同位置塗上斑點,代表不同的星系。當你吹氣球時,氣球表面膨脹,斑點之間都在彼此遠離。通過觀察,你會發現每一點都在遠離其他所有點,沒有一個特殊的斑點是膨脹的中心,就如膨脹中的宇宙沒有中心一樣。

用油性馬克筆,在氣球表面不同位置塗上斑點
吹氣球時,氣球表面膨脹,斑點之間都在彼此遠離


作者簡介 

大家好!我是林君桐,現就讀沙田官立中學中五級。我熱愛研習物理及天文學,並樂於鑽研事物的規律,無論是生活中的微小現象,還是稀有的天文事件,我都會細致觀察、深入探討。


曾刊載於《星島日報》小學校園報《陽光校園》(2026年2月)


更新日期:2026-03-12