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有三条：实际观测、理论推导、和试验
1、实际观测的方法：望远镜观测、宇宙飞船、人造卫星、光谱分析、宇宙射线分析等等
2、理论推导的例子：如建立恒星演化理论、双星理论、宇宙大爆炸理论,著名的神秘天体“黑洞”就是通过理论推导出来的.科学家们用物理、数学等各方面知识在宇宙观测基础上建立理论,并服务于观测,比如天王星、海王星、冥王星等都是通过理论发现其可能存在,并预测其轨道而发现的.
3、试验：著名的粒子对撞机就是为了研究宇宙学和高能物理学而建的试验设施,据说大型的粒子对撞机可以模拟宇宙大爆炸刚发生万分之一秒前的情景.
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人类再这个宇宙中的认识从短浅的自身，到高远的全宇宙，是一个巨大的改变过程。纵观历史，人类的一些精英学者一直在研究关于宇宙的问题。例如，在春秋战国时期，有一个著名的学者叫尸子。在他的《尸子》一书中，写有以下文字。宇宙的形状是上下四方的，宇宙的形状是过去的，宇宙的形状是现在的。这其实是一种非常深刻的宇宙观，与目前的科学认知已经比较接近。但是，中国学者对宇宙的认识在整整两千年的时间里都停留在这个层面。
开始时，西方学者可以采取地心说的宇宙观。这是一个非常严谨的数学模型，托勒密做得非常好。在这个系统中，人类（地球）是宇宙的绝对中心，这也与宗教的宇宙观非常一致。所以这个理论存活了1000多年。
故事还得从宇宙的诞生说起。138亿年前，出现了大爆炸，然后宇宙开始演变，在随后的漫长岁月里，出现了恒星和星系。第二代（或第一代）恒星作为超新星爆炸，将其物质喷入太空，形成星云物质。其中一些物质就在今天太阳系的附近，大约46亿年前，一些干扰扰乱了重力的平衡，太阳在重力的影响下开始形成。
但在伽利略和开普勒的努力下，日心说最终打败了地心说，但此时的日心说已经完全不同于哥白尼式的日心说，日心说在开普勒手中得到了发展，他也被称为天空法则。当然，这还不是最糟糕的，当时学者们认为牛顿的宇宙是宇宙的终极形态。因此，许多人对它提出质疑。
但随着技术的发展，科学家发现我们的眼睛还是太窄了。首先，通过观察，原来我们只是在可见光波段进行观察，而当射电天文学发展起来以后，我们才知道可见光波段是如此的狭窄，而有着比可见光波段宽得多的波长进行观察，他们对世界的了解要多得多，而人们对地球的了解又是如此的少。
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