本文取自于国际天文学联合会（IAU）面向公众科普服务的天文外展办公室（OUO）发行的出版物。（英文版与日文版有出入处，以英文版为准）
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 天文学の主要概念の概略
天文学は、宇宙とその中の万物の起源と進化を研究する学問である。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、魅力的な天体たちと驚くべき天文現象に満ちた広大な空間である。
天文学は、人類の文化史と科学史の一環として、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、天文学の進歩は、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、天文学と関連分野の科学・技術開発は、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、その他多くの技術的用途――に欠かせないものとなっている。
あらゆる科学と同様に、天文学は知識の蓄積によって進歩している。時折、技術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的構成要素が形成され、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、天文学者は、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横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。これらの恒星は万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、他にも多数の島々（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。惑星、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。銀河内の恒星は、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。天文学者はこれを「ダークマター（暗黒物質）」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。
天文学は科学の進歩や技術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、壮大さを発見する機会を与えてくれるものである。このような見方を一般に「ユニバーサルな視点（宇宙的な視点）」といい、天文学が果たすきわめて重要な人類への貢献の一つである。
翻译：
0 天文学的主要概念的简介
天文学是研究宇宙及其中万物起源和演化的学科。这个定义看似简单，但宇宙其实是一个广阔的空间，充满了大小、形状和年龄各不同的奇妙天体，以及许多令人惊讶的天文现象。
作为人类文化和科学史的一部分，天文学一再颠覆了我们的思维方式、对世界的看法甚至自身在广阔宇宙中的定位。在过去，天文学的进步用于实际之中，例如测时和航海。而今天，天文学及相关领域的科技发展已成为我们日常生活不可或缺的一部分，包括计算机、通信卫星、导航系统、太阳能电池板、无线互联网和许多其他技术应用。
像所有科学一样，天文学的进步是知识积累的结果。 有时，技术和思想的突破会加速科技进步。日心说和宇宙大爆炸理论等创新思想就属于这一类。宇宙大爆炸模型解释了宇宙的演化历史。大约140亿年前，刚刚诞生的“宇宙”是无限小而炽热的。它在突然爆发后极速膨胀，随后在冷却的过程产生了物质的基本成分，如微粒子和原子，然后形成了星系、恒星和行星，最终诞生了生命。根据现有的数据，天文学家认为宇宙膨胀是由一种叫做暗能量的神秘能量引起的。
如果在黑夜中仰望天空，你会看到一束光从地平线这头延伸到另一头。这束光和我们在天空中看到的所有恒星都是我们生活的银河系的一部分。星系通常以丝状和团状的形式存在：这就如同宇宙中无边无际的大海周围的岛屿一样。银河系也有数以千亿计的恒星，而太阳只是其中之一，就像沙滩上的一粒沙子一样。这些恒星按照重力定律和谐地围绕着星系中心运行，那里有一个巨大的黑洞。在宇宙这个“大洋”中，还有许多其他的岛屿（星系） ，银河系只是挤在那里的数千亿星系中的一个。
太阳是一颗普通类型的恒星，但直到最近，它对我们人类来说仍有特殊的地位：它是我们所知唯一一颗被行星包围的恒星。今天我们知道有成千上万的恒星与行星，称为外行星。 据估计，超过20% 的类太阳恒星都有行星，有些行星类似于地球。类地行星是一颗质量很小、与恒星保持足够距离的行星，因此其表面可能存在水，那里也可能存在生命。
但是宇宙是由什么组成的？ 行星、恒星、星系等我们所能看到的一切都是由原子、质子、中子和夸克组成的(称为重子物质)。除此以外还有某种物质，它庞大、神奇而且充满了各种谜团，但没有人知道它是什么。就像太阳系中的行星围绕太阳运行一样，恒星围绕着银河系的中心运行。靠近太阳的行星比距离更远的行星公转得更快。然而，围绕星系中心运行的恒星却不是这样。星系中的恒星几乎以同样的速度围绕着星系中心旋转，而不管它们离中心的距离如何。 所以一定有什么东西我们看不见，它使恒星以这种方式运行。 天文学家称之为“暗物质”。 据估计，我们所看到的只是宇宙中所有事物的一小部分，其他部分我们一无所知，我们还没有办法去直接观测它们！
天文学不仅仅是科学进步或技术应用，它让我们有机会拓宽人类有限的视野，发现宇宙的美丽和壮观，以及我们自身所在其中。这种思考观点被称为“宇宙视角”，是天文学对人类最重要的贡献之一。
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 天文学は人類の歴史の中で最も古い学問の一つ
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
天体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画や遺物にみられる。古代文化においては、天文学は宗教上や神話上の信仰に関係していた。天文現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、季節ごとの行事を計画することができた。
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、中国などの文化の固有の物語や神話と結びつけられることがあった。現代の天文学では、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、星座は天球を区切った88の領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 天文学は、古代の農業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、農業用の暦の精度を高めるために天文学が発展した。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断した。
1.4 天文学は、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、恒星やその他の天体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 天文学は、科学的な手法を用いることで占星術とは異る
前近代までは、天文学と占星術の区別はあいまいだった。現在では、天文学と占星術は明確に区別されている。天文学は科学であり、占星術は科学ではない。占星術は天体のみかけの位置を使って未来のできごとを予測する。しかし、占星術とその予測を詳しく調査した結果、占星術の予測は正確ではなく、科学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学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。現代の天文学者は、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。現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当時革命的な考えで、近代天文学の発展に貢献した。
1.8 天文学者は400年以上前に、初めて望遠鏡を用いた天文学の系統的な観測を行った
ガリレオは、望遠鏡の発明者ではないが、初めて科学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、そして現在ガリレオ衛星と呼ばれる木星の4大衛星などを発見した。彼の数々の発見は、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数千年前からあり、多くの文化の世界観を構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（回転楕円体）であることを実証する経験的手段はいくつもある。ごく初期の数学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）。
翻译：
1 天文学是人类历史最古老的科学之一
1.1 仰望天空，观测太阳与行星的运动是人类去理解自然界的最初尝试之一
最早的天文观测记录来自史前人类的绘画和手工艺品，记录他们在天空中观察的现象。在古代文化中，天文学常与宗教和神话信仰有关。天文现象被用来计算时间和制定日历，从而可以计划日常生活和季节性活动。
1.2 在古文明中人们把夜空中的星星连接起来形成星座
用假想的线连接夜空中的星星形成的图案称为“星座”。古时期的星座是由古文明所创造的。这些可识别的星群通常与来自希腊、玛雅和中国等古文明的故事与神话相关。在现代天文学中，星座是天空中被明确定义的天文区域，它结合了古代星座和15、16和17世纪定义的星座。在另外一些文化里，如澳洲原住民和南美原住民文化，也用银河系发光带中的黑色轮廓形状作为星座。
1.3 天文学为古代农业提供了重要的计时知识
在许多古代文化中，天文学的发展是为了提高农业历法的准确性。例如，古埃及人根据他们对天狼星的观测制定了一个日历，用它来判断每年尼罗河发洪水的时间。
1.4 天文学曾对航海家是至关重要的工具
过去许多文明都根据恒星和其他天体的位置，用于在陆地、海和大洋上判断方位。时至今日天文导航仍很有用。
1.5 天文学是用于科学的方法，与占星术不同
直到近代以前，天文学和占星术的区别还很模糊。现在，天文学和占星术显然是不同的。天文学是科学，占星术不是科学。占星学利用天体的位置来预测未来的事件。 然而，对占星学及其预测的广泛研究表明，占星学的预测并不准确，也没有任何科学基础。
1.6 一些早期文化认为地球是宇宙的中心
早期的天文学家相信地球是宇宙的中心。 这种地心说在欧亚文化中持续了一千多年。 其他文化，如伊斯兰和印度文化，在公元元年后不久就提出了日心说（太阳在中心）。 现代天文学家发现，宇宙似乎在空间中没有特定的中心。
1.7 经历了一个世纪，哥白尼的日心说才为人们所接受
在16世纪，哥白尼提出了太阳是宇宙的中心，地球围绕它公转的日心说。 虽然我们现在知道太阳并不是宇宙的中心，但它确实是太阳系的中心。哥白尼的日心说在当时是革命性的学说，有助于现代天文学的发展。
1.8 400多年前，天文学家首次使用望远镜进行天文观测
虽然伽利略并没有发明望远镜，但他是第一个将它用于科学目的的人。通过改进折射望远镜，伽利略发现了金星的相位、土星的光环和木星的四个最大卫星，这些卫星仍然被称为伽利略卫星。他的一系列发现为日心说提供了令人信服的证据。
1.9 我们生活的地球几乎是球形的，几个世纪以来人们以许多不同的方式得到了证明
在世界许多地方的古文明中，人们把地球描述为一个平面或圆盘，作为他们认知宇宙的一部分。而地球是球形的观念已经存在了几千年，成为了许多文化世界观的重要组成部分，并且在1000多年前就已经成为广泛支持的观念。有很多经验手段可以证明地球几乎是球形的（或类球面）。最早的数学方法之一来自古埃及的埃拉托斯特尼，他通过分析木棍在不同位置投射的阴影长度来测量地球的周长(公元前3世纪)。
