本文取自于國際天文學(xué)聯(lián)合會（IAU）面向公眾科普服務(wù)的天文外展辦公室（OUO）發(fā)行的出版物。（英文版與日文版有出入處，以英文版為準）
英文版：Big Ideas in Astronomy: Astronomy Literacy Booklet
英文：
0 A brief Introduction to some of Astronomy’s Big Ideas
Astronomy is the science that studies the origin and evolution of the Universe and everything in it. This definition seems simple, but the Universe is a vast place, filled with fascinating celestial objects of all sizes, shapes and ages, and with amazing phenomena.
As part of humanity’s cultural and scientific history, astronomy has repeatedly revolutionized the way we think, the way we see our world and our place in the larger universe. In the past, advances in astronomy have been used for practical applications such as measuring time or navigating the vast oceans. Today, the results of the scientific and technological development of astronomy and related areas have become essential to many parts of our day-to-day life: computers, communication satellites, navigation systems, solar panels, wireless internet and many other technological applications.
Like any science, astronomy makes advances as a result of the accumulation of knowledge. Sometimes steady progress is accelerated by sudden breakthroughs in technology and thought, such as revolutionary idea of the Heliocentric view of the Solar System and The Big Bang Model.The Big Bang model tells the story of the evolution of the Universe.Around 14 billion years ago, the just-born “Universe” was infinitely small and hot. A sudden and continuing expansion and later cooling led to the formation of the fundamental building blocks of atomic and subatomic particles, which allowed the formation of galaxies, stars, planets and eventually life. Astronomers believe, based on the data so far, that the expansion of the Universe is mainly driven by a mysterious form of energy called Dark Energy.
If we look at the sky on a dark night, we see a band of light travelling across the sky from horizon to horizon. This band and all the stars we see in the sky are part of the galaxy we live in, the Milky Way Galaxy. Galaxies often form in filaments and clumps: groups of islands surrounding the vast empty seas of the Universe. Our galaxy contains hundreds of billions of stars, of which the Sun is only one, as anonymous as a grain of sand on a beach. These stars orbit harmoniously, following the natural laws of gravity, around the centre of the galaxy where there is a monstrous black hole. This “ocean” which is the Universe contains many other islands; ours is only one among hundreds of billions of galaxies that populate it.
Although it is a relatively average type of star, the Sun enjoyed, until recently, a special status for us humans: it was the only star we knew to be surrounded by planets. Today we know of thousands of stars with planets, called Exoplanets. It is estimated that more than 20% of stars which resemble our Sun are orbited by planets — some similar to Earth. Many of these planets are small and are orbiting at a comfortable distance from its star, which allows the existence of liquid water and, hence, maybe life.
But what is the Universe made of? The stuff we can see — planets, stars and galaxies — are all made of atoms, but there is something else, something vast, strange and mysterious, and no one knows what it is. Stars would be expected to orbit the centre of galaxies, in a similar way to how planets orbit the Sun in our Solar System. The closest planets to the Sun move faster than the outermost planets. But this does not happen: the stars in galaxies more or less orbit all with the same velocity around the centre of the galaxy. There must be something we are unable to see and which keeps the stars orbiting in this way. Astronomers call this “Dark Matter”. It is estimated that what we are able to see is only a small portion of everything that exists in the Universe. Everything else is not well understood and has not been directly observed yet!
Astronomy is not just about scientific advances or technological applications: it gives us the opportunity to broaden our limited horizons, discover the beauty and grandeur of the Universe and our place in it. This view, commonly referred to as “the cosmic perspective”, is one of the most important contributions of Astronomy to Humanity.
日文：
0 天文學(xué)の主要概念の概略
天文學(xué)は、宇宙とその中の萬物の起源と進化を研究する學(xué)問である。この定義は一見単純なようだが、宇宙はあらゆる大きさ、形、年齢と、魅力的な天體たちと驚くべき天文現(xiàn)象に満ちた広大な空間である。
天文學(xué)は、人類の文化史と科學(xué)史の一環(huán)として、私たちの考え方、世界の見方、そして広い宇宙における私たち自身の位置づけに幾度となく革命を起こしてきた。かつて、天文學(xué)の進歩は、時刻の計測や大洋の航行など、実用的な用途に利用されてきた。今日、天文學(xué)と関連分野の科學(xué)?技術(shù)開発は、私たちの日常生活のさまざまな要素――コンピューター、通信衛(wèi)星、ナビゲーションシステム、ソーラーパネル、無線インターネット、その他多くの技術(shù)的用途――に欠かせないものとなっている。
あらゆる科學(xué)と同様に、天文學(xué)は知識の蓄積によって進歩している。時折、技術(shù)や思考の突然のブレイクスルーが進歩を加速させる。太陽中心説やビッグバン宇宙論などの革新的発想がこれにあたる。ビッグバン宇宙論は、宇宙の進化の歴史を説明するものである。およそ140億年前、生まれたての「宇宙」は限りなく小さく熱かった。それが突然の爆発から膨張を続け、その後、冷えたことにより、素粒子や原子といった基礎(chǔ)的構(gòu)成要素が形成され、銀河、恒星、惑星、やがて生命が形成されるに至った。これまでのデータから、天文學(xué)者は、宇宙の膨張はダークエネルギー（暗黒エネルギー）と呼ばれる謎のエネルギーによって引き起こされていると考えている。
闇夜に空を見上げると、地平線から地平線へと空を橫切って伸びる光の帯が見える。この帯と空に見えるすべての星は、私たちが暮らす「天の川銀河」または「銀河系」と呼ばれる一つの銀河の一部分である。銀河はフィラメントや塊を形成することもある。これはあたかも宇宙にたくさんある広大な何もない海を取り巻く島々に例えられる2。天の川銀河には何千億もの恒星があり、太陽はその一つにすぎず、砂浜にある一粒の砂のように名もない存在である。これらの恒星は萬有引力の法則に従い、巨大なブラックホールがある天の川銀河の中心の周りを調(diào)和しつつ周回している。この宇宙という「大洋」には、他にも多數(shù)の島々（銀河）があり、天の川銀河はそこにひしめく何千億もの銀河の一つにすぎない。
太陽はごく平均的なタイプの恒星だが、最近まで人間の知識においては特別な地位にあった。つまり、惑星に囲まれていることがわかっている唯一の恒星だった。現(xiàn)在では惑星を持つ何千もの恒星が知られており、それらの惑星は太陽系外惑星（または系外惑星）と呼ばれている。太陽に似た恒星の20%以上に惑星があり、中には地球に似た惑星もあると推定されている。地球に似た惑星とは、質(zhì)量は小さく恒星から十分な距離を保って周回しているため、その表面に水の存在が可能な惑星であり、そこには生命が存在する可能性もある。
いったい宇宙は何からできているのだろうか?；笮?、恒星、銀河など、私たちに見えるものはすべて原子、陽子、中性子、クォークなどからできている（バリオン物質(zhì)と呼ばれる）。しかし、それだけではない。他にも広大で奇妙で神秘的なものがあり、それが何なのかは誰にもわからない。太陽系で惑星が太陽の周りを周回するのと同じように、恒星は銀河の中心の周りを周回している。太陽に近い惑星は、それより遠い惑星よりも速く公転する。ところが、銀河中心を回る恒星の場合はそうなっていない。銀河內(nèi)の恒星は、中心からの距離によらずほぼ同じ速度で銀河の中心の周りを公転しているのだ。私たちには見えない何かが存在し、恒星をこのように公転させているに違いない。天文學(xué)者はこれを「ダークマター（暗黒物質(zhì)）」と呼ぶ。私たちに見えるものは、宇宙に存在するあらゆるもののごく一部にすぎないと推測される。その他すべてのものはよくわかっておらず、いまだ直接観測されていない。
天文學(xué)は科學(xué)の進歩や技術(shù)の応用だけにかかわるものではない。私たちの限られた視野を広げ、宇宙とその中で私たちが住む場所の美しさ、壯大さを発見する機會を與えてくれるものである。このような見方を一般に「ユニバーサルな視點（宇宙的な視點）」といい、天文學(xué)が果たすきわめて重要な人類への貢獻の一つである。
翻譯：
0 天文學(xué)的主要概念的簡介
天文學(xué)是研究宇宙及其中萬物起源和演化的學(xué)科。這個定義看似簡單，但宇宙其實是一個廣闊的空間，充滿了大小、形狀和年齡各不同的奇妙天體，以及許多令人驚訝的天文現(xiàn)象。
作為人類文化和科學(xué)史的一部分，天文學(xué)一再顛覆了我們的思維方式、對世界的看法甚至自身在廣闊宇宙中的定位。在過去，天文學(xué)的進步用于實際之中，例如測時和航海。而今天，天文學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的科技發(fā)展已成為我們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡囊徊糠郑ㄓ嬎銠C、通信衛(wèi)星、導(dǎo)航系統(tǒng)、太陽能電池板、無線互聯(lián)網(wǎng)和許多其他技術(shù)應(yīng)用。
像所有科學(xué)一樣，天文學(xué)的進步是知識積累的結(jié)果。 有時，技術(shù)和思想的突破會加速科技進步。日心說和宇宙大爆炸理論等創(chuàng)新思想就屬于這一類。宇宙大爆炸模型解釋了宇宙的演化歷史。大約140億年前，剛剛誕生的“宇宙”是無限小而熾熱的。它在突然爆發(fā)后極速膨脹，隨后在冷卻的過程產(chǎn)生了物質(zhì)的基本成分，如微粒子和原子，然后形成了星系、恒星和行星，最終誕生了生命。根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家認為宇宙膨脹是由一種叫做暗能量的神秘能量引起的。
如果在黑夜中仰望天空，你會看到一束光從地平線這頭延伸到另一頭。這束光和我們在天空中看到的所有恒星都是我們生活的銀河系的一部分。星系通常以絲狀和團狀的形式存在：這就如同宇宙中無邊無際的大海周圍的島嶼一樣。銀河系也有數(shù)以千億計的恒星，而太陽只是其中之一，就像沙灘上的一粒沙子一樣。這些恒星按照重力定律和諧地圍繞著星系中心運行，那里有一個巨大的黑洞。在宇宙這個“大洋”中，還有許多其他的島嶼（星系） ，銀河系只是擠在那里的數(shù)千億星系中的一個。
太陽是一顆普通類型的恒星，但直到最近，它對我們?nèi)祟悂碚f仍有特殊的地位：它是我們所知唯一一顆被行星包圍的恒星。今天我們知道有成千上萬的恒星與行星，稱為外行星。 據(jù)估計，超過20% 的類太陽恒星都有行星，有些行星類似于地球。類地行星是一顆質(zhì)量很小、與恒星保持足夠距離的行星，因此其表面可能存在水，那里也可能存在生命。
但是宇宙是由什么組成的？ 行星、恒星、星系等我們所能看到的一切都是由原子、質(zhì)子、中子和夸克組成的(稱為重子物質(zhì))。除此以外還有某種物質(zhì)，它龐大、神奇而且充滿了各種謎團，但沒有人知道它是什么。就像太陽系中的行星圍繞太陽運行一樣，恒星圍繞著銀河系的中心運行?？拷柕男行潜染嚯x更遠的行星公轉(zhuǎn)得更快。然而，圍繞星系中心運行的恒星卻不是這樣。星系中的恒星幾乎以同樣的速度圍繞著星系中心旋轉(zhuǎn)，而不管它們離中心的距離如何。 所以一定有什么東西我們看不見，它使恒星以這種方式運行。 天文學(xué)家稱之為“暗物質(zhì)”。 據(jù)估計，我們所看到的只是宇宙中所有事物的一小部分，其他部分我們一無所知，我們還沒有辦法去直接觀測它們！
天文學(xué)不僅僅是科學(xué)進步或技術(shù)應(yīng)用，它讓我們有機會拓寬人類有限的視野，發(fā)現(xiàn)宇宙的美麗和壯觀，以及我們自身所在其中。這種思考觀點被稱為“宇宙視角”，是天文學(xué)對人類最重要的貢獻之一。
英文：
1 Astronomy is one of the oldest sciences in human history
1.1 Understanding the sky and the movements of the Sun and planets was one of the first attempts to understand the natural world
The first records of astronomical observations come from drawings and artefacts created by prehistoric people, documenting what they saw in the sky. In ancient cultures, Astronomy was related to religious and mythological beliefs. Astronomical phenomena were used to measure time and to create calendars, allowing such cultures to plan daily and seasonal events.
1.2 Earlier cultures imagined patterns connecting stars in the night sky
Patterns in the night sky formed by connecting stars using imaginary lines are called constellations. The earliest constellations were defined by early cultures. These recognisable groups of stars were often connected to cultural stories and mythology from cultures such as Greek, Mayan and Chinese. In modern Astronomy, constellations are well-defined regions of the sky, which combine both ancient constellations and those defined in the 15th, 16th and 17th centuries. Some cultures, such as the Indigenous Australians and the indigenous people of South America, also identified patterns using the dark silhouettes in the luminous band of the Milky Way.
1.3 Astronomy provided important timekeeping knowledge, essential for ancient agriculture
In many ancient cultures, astronomy was developed to increase the accuracy of farming calendars. As an example, Egyptians developed a calendar based on their observations of the star Sirius, using it to determine the annual flooding of the river Nile.
1.4 Astronomy was important for navigators in the past
Many civilisations used the position of the stars and other celestial objects to navigate the land, seas and oceans. Celestial navigation is still taught to this day.
1.5 Astronomy, by using the scientific method, is different from astrology
Until pre-modern times, the distinction between astronomy and astrology was vague. Today astronomy and astrology are clearly distinguished from each other. Astronomy is a science and astrology is not. Astrology uses positions of celestial objects to predict future events. However, extensive studies of astrology and its predictions show that astrology is not accurate in its predictions and is without any scientific foundation.
1.6 Earth was believed, by some earlier cultures, to be the centre of the Universe
Early astronomers believed that the Earth was the centre of the Universe. This Geocentric view lasted for over one millennium in European and Asian Cultures. Other cultures, such as Islamic and Indian cultures, presented Heliocentric theories (with the Sun in the centre) not long after 0 BCE. Modern astronomers have found that the Universe appears to have no specific centre in space.
1.7 The century-long Copernican revolution led to the Sun replacing the Earth as the accepted centre of the Solar System
In the 16th century, Copernicus proposed evidence for the Heliocentric theory in which the Sun was the centre of the Universe and Earth moved around it. Although we know now that the Sun is not the centre of the Universe, it is the centre of the Solar System and the Copernican Heliocentrism theory was revolutionary at that time, contributing to the development of modern Astronomy.
1.8 Over 400 years ago, astronomers undertook the first methodical observations within astronomy using a telescope
Although he did not invent the telescope, Galileo was the first to use it for scientific purposes. His improvements of the refracting telescope led him to discoveries such as the phases of Venus, the rings of Saturn and the four largest moons of Jupiter, which are still referred to as Galilean moons. His discoveries provided compelling evidence that supported the Heliocentric view of the Universe.
1.9 The Earth is approximately spherical in shape, and this has been demonstrated for centuries in many different ways
Some early cultures in many areas of the world have described the Earth as a flat plane or disk as part of their description of the Universe. The idea that the Earth is a sphere has been around for a few millennia and has been a significant part of the worldviews of many cultures, becoming the dominant paradigm more than 1000 years ago. There are numerous empirical ways to test that the Earth is approximately spherical in shape (it is technically referred to as an oblate spheroid). One of the earliest mathematical methods was by Eratosthenes, who measured the circumference of the Earth by analysing the lengths of shadows cast by sticks at different locations in ancient Egypt (3rd century BCE).
日文：
1 天文學(xué)は人類の歴史の中で最も古い學(xué)問の一つ
1.1 空を眺め太陽と惑星の動きを理解することは、自然界を理解しようとする最初の試みの一つであった
天體観測の最初の記録は、先史時代の人々が空に見えたものを形として記録しようと作り出した絵畫や遺物にみられる。古代文化においては、天文學(xué)は宗教上や神話上の信仰に関係していた。天文現(xiàn)象は時間を計測したり暦を作ったりするために使われ、それにより日ごと、季節(jié)ごとの行事を計畫することができた。
1.2 古代文明において、人々は夜空の星々をつないで星座をつくった
想像上の線を使って星々をつなぎ、夜空に描かれた形を星座という。最も古い星座は、古代文化によって作られた。こうして識別された星々の集まりは、ギリシャ、マヤ、アメリカ先住民、中國などの文化の固有の物語や神話と結(jié)びつけられることがあった。現(xiàn)代の天文學(xué)では、古代の星座と15、16、17および18世紀に作られた星座を組み合わせることによって、星座は天球を區(qū)切った88の領(lǐng)域として明確に定義されている。オーストラリア先住民や南米先住民など、一部の文化では明るい天の川の中の黒いシルエットの形を星座としていた。
1.3 天文學(xué)は、古代の農(nóng)業(yè)に不可欠な重要な時季を知るための知識をもたらした
多くの古代文化においては、農(nóng)業(yè)用の暦の精度を高めるために天文學(xué)が発展した。例えば、エジプト人は恒星シリウスの観測をもとに暦を作り、毎年のナイル川洪水の時期を判斷した。
1.4 天文學(xué)は、かつて航海者にとって重要だった
多くの文明において人々は、恒星やその他の天體の位置を使って陸地、海、大洋を航行した。天文航法は今日でも教えられている。
1.5 天文學(xué)は、科學(xué)的な手法を用いることで占星術(shù)とは異る
前近代までは、天文學(xué)と占星術(shù)の區(qū)別はあいまいだった?，F(xiàn)在では、天文學(xué)と占星術(shù)は明確に區(qū)別されている。天文學(xué)は科學(xué)であり、占星術(shù)は科學(xué)ではない。占星術(shù)は天體のみかけの位置を使って未來のできごとを予測する。しかし、占星術(shù)とその予測を詳しく調(diào)査した結(jié)果、占星術(shù)の予測は正確ではなく、科學(xué)的根拠もないことが示された。
1.6 かつては地球が宇宙の中心だと信じていた文化もあった
紀元前300年頃に活躍した古代ギリシャの何人かの天文學(xué)者は特別な例外であったが、昔の人々はほとんど、地球が宇宙の中心だと信じていた。この地球中心説はヨーロッパとアジアの文化において、16世紀のいわゆる「コペルニクス的転回」まで二千年以上にわたって続いた。現(xiàn)代の天文學(xué)者は、宇宙には特定の中心はないことを知っている。
1.7 コペルニクスの地動説は、100年以上の年月を経て人々に受け入れられるようになった
16世紀、コペルニクスは太陽が宇宙の中心であり、地球はその周りを公転しているという地動説を提唱した?，F(xiàn)在では太陽が宇宙の中心ではないことはわかっているが、太陽は太陽系の中心である。地球ではなく太陽を中心に惑星が回っているというコペルニクスの地動説は當(dāng)時革命的な考えで、近代天文學(xué)の発展に貢獻した。
1.8 天文學(xué)者は400年以上前に、初めて望遠鏡を用いた天文學(xué)の系統(tǒng)的な観測を行った
ガリレオは、望遠鏡の発明者ではないが、初めて科學(xué)的目的のために望遠鏡を使った人物である。ガリレオは、屈折望遠鏡を改良することにより、月のクレーター、金星の満ち欠け、そして現(xiàn)在ガリレオ衛(wèi)星と呼ばれる木星の4大衛(wèi)星などを発見した。彼の數(shù)々の発見は、地動説の考え方を裏付ける説得力ある証拠にもなった。
1.9 私たちの住む地球はほぼ球形で、それは何世紀にもわたってさまざまな方法で説明されてきた
世界の多くの地域の古代文化においては、宇宙の説明の一環(huán)として、地球を平面または円盤として記述していた。地球は丸いという考え方は數(shù)千年前からあり、多くの文化の世界観を構(gòu)成する重要な要素となっていて、1000年以上前から広く支持される考え方となっている。地球がほぼ球形（回転楕円體）であることを?qū)g証する経験的手段はいくつもある。ごく初期の數(shù)學(xué)的手法の一つは古代エジプトのエラトステネスによるもので、彼は各地で棒を立ててできる影の長さを分析することにより、地球１周の長さを測定した（紀元前3世紀）。
翻譯：
1 天文學(xué)是人類歷史最古老的科學(xué)之一
1.1 仰望天空，觀測太陽與行星的運動是人類去理解自然界的最初嘗試之一
最早的天文觀測記錄來自史前人類的繪畫和手工藝品，記錄他們在天空中觀察的現(xiàn)象。在古代文化中，天文學(xué)常與宗教和神話信仰有關(guān)。天文現(xiàn)象被用來計算時間和制定日歷，從而可以計劃日常生活和季節(jié)性活動。
1.2 在古文明中人們把夜空中的星星連接起來形成星座
用假想的線連接夜空中的星星形成的圖案稱為“星座”。古時期的星座是由古文明所創(chuàng)造的。這些可識別的星群通常與來自希臘、瑪雅和中國等古文明的故事與神話相關(guān)。在現(xiàn)代天文學(xué)中，星座是天空中被明確定義的天文區(qū)域，它結(jié)合了古代星座和15、16和17世紀定義的星座。在另外一些文化里，如澳洲原住民和南美原住民文化，也用銀河系發(fā)光帶中的黑色輪廓形狀作為星座。
1.3 天文學(xué)為古代農(nóng)業(yè)提供了重要的計時知識
在許多古代文化中，天文學(xué)的發(fā)展是為了提高農(nóng)業(yè)歷法的準確性。例如，古埃及人根據(jù)他們對天狼星的觀測制定了一個日歷，用它來判斷每年尼羅河發(fā)洪水的時間。
1.4 天文學(xué)曾對航海家是至關(guān)重要的工具
過去許多文明都根據(jù)恒星和其他天體的位置，用于在陸地、海和大洋上判斷方位。時至今日天文導(dǎo)航仍很有用。
1.5 天文學(xué)是用于科學(xué)的方法，與占星術(shù)不同
直到近代以前，天文學(xué)和占星術(shù)的區(qū)別還很模糊?，F(xiàn)在，天文學(xué)和占星術(shù)顯然是不同的。天文學(xué)是科學(xué)，占星術(shù)不是科學(xué)。占星學(xué)利用天體的位置來預(yù)測未來的事件。 然而，對占星學(xué)及其預(yù)測的廣泛研究表明，占星學(xué)的預(yù)測并不準確，也沒有任何科學(xué)基礎(chǔ)。
1.6 一些早期文化認為地球是宇宙的中心
早期的天文學(xué)家相信地球是宇宙的中心。 這種地心說在歐亞文化中持續(xù)了一千多年。 其他文化，如伊斯蘭和印度文化，在公元元年后不久就提出了日心說（太陽在中心）。 現(xiàn)代天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，宇宙似乎在空間中沒有特定的中心。
1.7 經(jīng)歷了一個世紀，哥白尼的日心說才為人們所接受
在16世紀，哥白尼提出了太陽是宇宙的中心，地球圍繞它公轉(zhuǎn)的日心說。 雖然我們現(xiàn)在知道太陽并不是宇宙的中心，但它確實是太陽系的中心。哥白尼的日心說在當(dāng)時是革命性的學(xué)說，有助于現(xiàn)代天文學(xué)的發(fā)展。
1.8 400多年前，天文學(xué)家首次使用望遠鏡進行天文觀測
雖然伽利略并沒有發(fā)明望遠鏡，但他是第一個將它用于科學(xué)目的的人。通過改進折射望遠鏡，伽利略發(fā)現(xiàn)了金星的相位、土星的光環(huán)和木星的四個最大衛(wèi)星，這些衛(wèi)星仍然被稱為伽利略衛(wèi)星。他的一系列發(fā)現(xiàn)為日心說提供了令人信服的證據(jù)。
1.9 我們生活的地球幾乎是球形的，幾個世紀以來人們以許多不同的方式得到了證明
在世界許多地方的古文明中，人們把地球描述為一個平面或圓盤，作為他們認知宇宙的一部分。而地球是球形的觀念已經(jīng)存在了幾千年，成為了許多文化世界觀的重要組成部分，并且在1000多年前就已經(jīng)成為廣泛支持的觀念。有很多經(jīng)驗手段可以證明地球幾乎是球形的（或類球面）。最早的數(shù)學(xué)方法之一來自古埃及的埃拉托斯特尼，他通過分析木棍在不同位置投射的陰影長度來測量地球的周長(公元前3世紀)。
