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天文学研究的对象有极大的尺度，极长的时间，极端的物理特性，因而地面试验室很难模拟。因此天文学的研究方法主要依靠观测。

由于地球大气对紫外辐射、X射线和γ射线不透明，因此许多太空探测方法和手段相继出现，例如气球、火箭和航天器等。天文学的理论常常由于观测信息的不足，天文学家经常会提出许多假说来解释一些天文现象。然后再根据新的观测结果，对原来的理论进行修改或者用新的理论来代替。这也是天文学不同于其他许多自然科学的地方。

宇宙

一些天文学家提出了比超星系团还高一级的总星系。按照现今的理解，总星系就是现时人类所能观测到的宇宙的范围，天文圆顶，半径超过了100亿光年。在天文学研究中最热门、也是最难令人信服的课题之一就是关于宇宙起源与演化的研究。对于宇宙起源问题的理论层出不穷，其中具代表性，影响很大，天文圆顶施工，也是最多人支持的就是1948年美国科学家伽莫夫等人提出的理论。根据正不断完善的这个理论，宇宙是在约137亿年前的一次猛烈的爆发中诞生的。然后宇宙不断地膨胀，天文圆顶公司，温度不断地降低，产生各种基本粒子。

于是就出现了一个问题：会不会还有其他的 粒子引起这颗原子出现同样的 情况？例如，除了中微子外，还有一种来自宇宙深处的 称为宇宙线的 高能粒子流，也在不断地轰击地球，并且可以到达地球表面。要鉴别出哪些反应是由宇宙线引起的 ，并把它们与中微子引起的 反应区别开，这不是一件容易的 事情。

　　在20世纪60年代初，宾夕法尼亚大学的 戴维斯首先为解决这些问题做出了巨大贡献。戴维斯用来检测中微子的 靶体很庞大，那是整整一节铁路槽罐车的 四氯乙烯液体。为避免宇宙射线的 影响，他把实验室建在1600多米深的 一个金矿中。厚厚的 岩石覆盖层保护着这节槽罐车，使它免遭宇宙线的 轰击。他的 目的 是要探测由太阳核心区域的 核聚变反应产生的 中微子。