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发布时间:2021-01-23 04:19:41

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儿童十万问-天文篇

儿童十万问-天文篇试读:

人类的探索

1.为什么要用“光年”作为天体的距离单位?

为什么要用光年计算天体之间的距离呢?要弄清这个问题,我们先来看一下生活中的距离表示方法,通常我们会说一位小朋友的身高是1.2米,而不是说1200毫米。同样在宇宙中,如果用米、千米来表示恒星之间距离就显得太小了,使用起来也不方便。比如牛郎星离我们有1513728亿千米,织女星离我们有2488190亿千米,这样看起来有多麻烦呀,如果换算成光年,则分别是16光年和26.3光年。你看用光年表示天体间的遥远距离有多方便呀!

那什么是“光年”呢?它是科学家在长久的天文研究中得出的一个距离单位,就是光在真空中行走1年的距离,光速为每秒30万千米,1光年约等于94608亿千米。现在,光年已成为天文学上的一个基本距离单位。如银河系的直径是10万光年,银河系以外的仙女座星系离我们约220万光年,目前,已观测到的离我们最远的天体距离在100亿光年以上,等等。小锦囊:

光年:天文学上的一种距离单位,即以光在1年内在真空中走过的路程为1光年。光速每秒约30万千米,1光年约等于94608亿千米。

2.为什么1天有24小时?

地球上的“1天”应该就是它自转一周的时间,可地球自转一周的时间23小时56分钟,这与“1天24小时”是不是矛盾呢? 不会的,因为地球在自转的同时,还绕着太阳公转。当地球自转了1周以后,由于绕太阳的公转,使得地球第一次正对着太阳的那一点,偏离原位,必须要等地球转过一个小角度后,才正对太阳。地球自转过这个角度的时间,约需要4分钟左右。这个现象是天文学家通过观测得到的。

那用什么标准来衡量一天的时间呢?科学家们选取了太阳过子午线来计算地球时间。太阳在同一地方两次经过子午线的时间就是1天,这中间所需要的时间是24小时。实际在这段时间中,地球自转了1周多一点,这就是我们日常生活中的1天24小时。这样,在地球绕太阳公转一周后,地球自转的周数实际比1年中的天数要多1天。小锦囊:名词解释

 子午线:为测量地球表面而假设的南(午)北(子)方向的线,即通过地面某点的经线。

3.为什么要用望远镜观测星空?

在晴朗的夜晚看星空,会发现夜幕中好多星星在向我们眨眼,若隐若现。凭肉眼能够看到多少颗星星呢?

据天文学家计算,凭肉眼能看见的星星只有6974颗,而实际上仅银河系中星星的数量就不止于千亿颗。所以,单凭肉眼对星星的观测已经大大阻碍了人类对宇宙的探索,于是需要望远镜来帮助我们观测天体。 17世纪初,伽利略发明了天文望远镜,使人类第一次看到了月球表面;此后,牛顿的反射望远镜为天文望远镜带来了新的变革;而20世纪30年代,央斯基发明的射电望远镜更成为人们观测、记录天体及其电波的先进仪器。这些望远镜都为人类观测星空提供了有利条件,从望远镜中看去,遥远的天体变近了,变亮了,模糊的星团也变成了由一颗颗闪亮的星组成的大集合。据测,一台10米口径的光学望远镜,比我们肉眼接收到的星光要多上百万倍,可见望远镜的巨大威力。

此外,红外望远镜、紫外望远镜等工具还可用来观测宇宙中遥远的天体发出的电磁波,所以探索宇宙奥秘是离不开各种望远镜的。小锦囊:名词解释

星星:天文学上指宇宙间能发射光或反射光的天体,分为恒星、行星、卫星、彗星、流星等。 望远镜:观察远距离物体的光学仪器,最简单的折射望远镜由两组透镜组成。

4.为什么天文台多是圆形屋顶?

记得我们在图片上、电视中看到的天文台吗,好像都是圆顶的,这是为什么呢? 其实这是为了更好地对天体进行观测。天文台的圆顶,实际上是它的观测室。屋顶呈半圆球形,中间有一个又宽又长的天窗,庞大的天文望远镜就通过这个天窗望向辽阔的太空。

由于人们要用天文望远镜对太空长期进行观测,望远镜往往做得非常庞大,不能随便移动。而观测的目标,又分散在太空的各方位。如果是普通屋顶,就很难使望远镜随意指向不同的方向。现在,由计算机控制的可移动圆形屋顶,可使天文望远镜进行观测时,只转动圆形屋顶,把天窗调整到要观测的方向,望远镜也随之转到同一方向,再上下调整天文望远镜的镜头,就可以使望远镜指向天空中的任何目标了。使用后,将圆顶上的天窗关起来,就可保护天文望远镜不受风雨的侵袭。 当然,有些天文观测只要对准某些特定的方位进行,这样,观测室就可建成长方形或方形。小锦囊:名词解释

天文台:专门进行天象观测和天文学研究的机构,世界各国天文台大多设在山上。每个天文台都拥有一些观测天象的仪器设备,主要是天文望远镜。

5.天有多高?

“不知天高地厚”常被用来批评一些人不切实际的举动,但你知道天有多高吗? 

其实所谓的天,就是指包围着地球的大气层,这些稀薄的气体大约有1000千米高,分为对流层、平流层、中间层、热气层和散逸层。大气层之外的气体极稀薄,逐渐在外太空的近似真空中消失。 

最低的对流层是各主要风系活动的范围,风暴大部分由这一层产生;第二层为平流层,位于对流层之上,平流层和激荡不安的对流层不同,非常平静。喷气式飞机为了避开下层不稳定的气流,多数在这一层飞行。第三层是寒冷的中间层,在地面可见的流星闪光就在这一层形成,此层空气带电,奇丽的极光就在这一层产生。其它还有热气层和散逸层,散逸层之外就不再是“天”,而是宇宙太空了。;小锦囊:名词解释

大气层:地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要有氮气,占78.1%;氧气占20.9%;氩气占0.93%;还有少量的二氧化碳、稀有气体和水蒸气。大气层的空气密度随高度而减小,越高空气越稀薄

6.什么是宇宙?

宇宙,什么是宇宙呢?概括地讲,宇宙是物质世界,正不断地运动和变化,没有时间的终结,没有空间的尽头。

在我们看来,地球已是大得一眼望不到边,而在宇宙中它不过是一颗不起眼的行星。地球绕着太阳转,太阳的体积可容纳130万个地球。而银河系里有着千亿颗像太阳这样的恒星,宇宙中还有数不清的像银河系一样庞大的星系。那么宇宙是无边的大吗?并非如此,天文观测表明,星系与星系之间都在彼此远离,距离越远,分离速度越快。这证明了宇宙在膨胀之中。反之,在遥远的从前,至少100亿年前,宇宙可能诞生于一次超级规模的“大爆炸”,才扩张到今天的宏大。那么宇宙的边界呢?根据爱因斯坦的广义相对论证明,由于宇宙物质的引力作用,我们的三维感觉无法在宇宙的四维空间中体验到边际,这是因为时空的弯曲。 

人类发展的历史与宇宙相比,只是电光石火的瞬间。但人类在不断地进化,在不断地探索宇宙的奥秘。现在,我们已能观测到离我们约100亿光年的最远天体了。就是说,如果我们看到那里天体发出的光,那已经是100亿年前的了。小锦囊:名词解释

星系:空间大小为几千至几十万光年、通常包含上亿至几亿颗恒星和星际物质的天体系统。银河系和河外星系都是星系。

7.为什么要用射电望远镜观测星体?

宇宙中的天体不是全部都发光的,有些遥远的天体会发出电磁波,而光学望远镜是无法观察到这些电波的规律的,因此需要借助另一种有效仪器来观测它。 

最先发现这种电波并发明了射电望远镜的人是美国无线电工程师央斯基。1932年,他在研究远距离通信时,发现了来自太空的电磁波,并由此设计出了射电望远镜。 

射电望远镜是由一个有方向性的天线和一台灵敏度很高的接收机组成的。天线所起的作用好像光学天文望远镜的透镜或反射镜,它把天体发出的无线电波会聚起来。接收机的作用就像我们的眼睛或照相底片,它把天线所收集起来的无线电波经过变换、放大后记录下来。射电望远镜受地球大气影响较小,不受宇宙空间中尘埃物质的影响,又因它发射光波的能力大,因此可以观测到离我们百亿光年以外的天体。使我们能发现更遥远、更暗弱的天体,探索宇宙深处的奥秘。小锦囊:名词解释

小锦囊: 最大的射电望远镜 世界上最大的射电望远镜建在美国,它的直径有305米,这就是美国阿雷西博天文台的射电望远镜。它建造在一个天然的凹坑里,无法改变方向,但它的天线可以移动,因而使这架望远镜有相当大的观察范围。

8.太阳为什么会发光?

人们常用“骄阳似火”、“烈日炎炎”来形容太阳的炎热,那到底太阳为什么会发光呢?其实,太阳等恒星的发光并不是一般人所想象的燃烧。人类在1938年发现了原子核反应后,终于解开了太阳能源之谜:太阳的光和热是氢核聚变后发出的,也就是靠原子能来发光发热的。 

太阳发光时,利用自身的重力把氢拉向中心,由氢核聚变成氦核的热核反应产生巨大的能量,以辐射的方式,由内部转移到表面,再发射到宇宙空间。太阳能以同样的比例不断地轻松地连续这种反应。而太阳所消耗的氢,在它自身是十分丰富的,至少可供太阳继续这样辉煌地闪耀50亿年!小锦囊:

氢:最轻的化学元素。符号H。原子序数1。原子量1.00794。由三种同位素——氕、氘、氚所组成。无色无臭无味的气体。密度为空气的1/14.5。极微溶于水。很难液化。利用液态氢可以获得低温。化学性质较活泼,能燃烧,能与许多非金属和金属直接化合。

9.礼拜就是星期吗?

日常生活中,我们常把星期几说成礼拜几,认为礼拜几就是星期几的意思。其实,礼拜并不等于星期,它们是两个不同的概念。 “礼拜”本是一个宗教术语。西方基督教中,因耶稣是在星期天复活的,所以把星期日称为“主日”,并规定教徒们在这一天要到教堂去做参拜(即礼拜),星期天也因此成了“礼拜天”。 

而作为历法上的“星期”却是一种介于月和日之间的时间单位。最早的“星期”起源于公元前20世纪的古巴比伦。那时,由于生产力低下,人们要靠不断地交换,取得自己所需要的物品,古巴比伦人就把月亮两次圆缺的周期分成1日、7日、14日、21日四个部分,并以此举行集市,进行贸易。在罗马帝国时,星期是人们对天体远近所编的次序,由于人们对天体的远近的认识有误,所以这套星期顺序也是错误的。到了公元321年,罗马皇帝君士坦丁把这个次序改为日、月、火、水、木、金、土,并把“星期制”正式固定下来,一些东方国家也有与此相似的规定。 有意思的是,一个星期的七天在拉丁语中,每天都代表一个神话人物:星期日代表太阳神、星期一是月神、星期二是战神、星期三为通讯及商业神、星期四是主神、星期五是爱神与美神、星期六是农神。 沧海桑田,时过境迁。今天的星期制早已没了宗教和封建迷信色彩。小锦囊:名词解释

基督教:基督教与佛教、伊斯兰教并称为世界三大宗教。它包括天主教、正教和新教以及较小的派别。公元一世纪起源于巴基斯坦,相传为耶稣所创立。信仰上帝创造并主宰世界,认为人类从始祖起就犯了罪,即原罪,并将永世受苦,只有信仰上帝及其独生子耶稣基督才能得救。

10.为什么恒星会爆炸?

回答这个问题,我们要先来看一下恒星的组成:构成恒星的物质大部分是气体——氢,星的核心部温度十分高,氢原子核心部的原子核十分活跃。当恒星核心部氦尘堆积起来时,核反应就会由恒星的内侧移向氢丰富的外侧。这时恒星会快速地膨胀成一个巨大的红星球,使其核心部的温度升高,这样本来已经成尘灰的氦会再次激活核反应,并不断地形成铁,在这个过程中,氦会急速冷却。这样恒星不断地被由外向内挤压,在其反作用下,一旦超过了自身的承受能力就会发生爆炸。

 恒星爆炸时,会将它的外围物质猛烈地向外抛射,高热使恒星迅速变亮,体积也一下子膨胀了几千倍,好像天空中诞生了一颗新星。当光度达到极大时,膨胀着的气壳以500~2000千米/秒的速度离开恒星,而后星体亮度又回到爆发前。 小锦囊:名词解释

核反应: 带电粒子、中子或光子与原子核相互作用,使核的结构发生变化,形成新核,并放出一个或几个粒子。

太阳系之谜

1.为什么要给星星分“座位”?

 

     天空中的星星密密麻麻,数也数不清,怎么去辨认它们呢? 

人们用想象的线条,把天空划分成许多区域,并给它们相应的名称,例如我国古代命名的“二十八宿”、“北斗”等。1928年,国际天文联合会决定将整个天空划分为88个星座。其中29个在地球赤道以北,46个在地球赤道以南,跨在地球赤道上的有13个。其中有48个星座是古希腊天文学家认定的,这些星座大多以古希腊神话故事中的人物、动物等命名,如天蝎座、天琴座、武仙座等。如果把整个星空比喻成瓜田,其间的每个星座就好似一个个大西瓜,每个星座中都有许多星星,就如大西瓜中瓜子一样奇妙地组合在一起。这样,为我们辨认繁星密布的星空,提供了极大的方便。我国古代划分的星座已不再使用,但一些古老恒星的名称仍然保留着。

 辨认星座时,根据星象图,先找到星座中最亮的几颗恒星(按亮度依次用希腊字母α、β、γ、……来表示),然后再根据星图中各星的相对位置来认识整个星座。但是,在观察白羊、金牛、双鱼、双子、巨蟹、狮子、处女、天秤、天蝎、人马、摩羯、宝瓶这12个位于黄道上的星座时,有时能看到星图上找不到的个别亮点,那是太阳系中的行星。肉眼可看到的行星只有5颗,它们分别是水星、金星、火星、木星和土星。 知道吗,南天的几十个星座,基本是17世纪以后才逐渐定出来的,因为世界上发现星星较早的国家都在北半球,对于这些国家来说,南天的许多星座是终年看不见的。小锦囊:名词解释

黄道:地球上看太阳于一年内在恒星之间所走的视路径,即地球的公转轨道平面与天球相交的大圆。黄道与天赤道成23°26ˊ的角,相交于春分点和秋分点。每年3月21日前后和9月23日前后太阳通过这两点。

2.如何寻找星座?

 

月淡风清的夜晚坐在草地上数星星,可能是记忆中最有趣的事了。那你试着寻找过自己喜欢的星星和星座吗? 

虽然我们不清楚星座的位置与名称,但可先找一些由亮星组成的图案,逐颗逐颗地数下去,再对照星图寻觅喜爱的星座。在不同的季节里,一些星座中的亮星通常能够组成规则的图形。现在,让我们按季节的顺序来寻找星座: 

春季大弧线——这条弧线由北斗的斗柄开始,沿着柄身的弧度,经过牧夫座的主星大角,最后到达室女座主星“角宿一”。其间容易辨认的星座有大熊座、牧夫座及狮子座。 

夏季大三角——这个等腰三角形分别由天琴座主星织女星、天鹰座主星牛郎星及天鹅座主星天津四所组成。其间容易辨认的星座有天琴座、天鹰座、天鹅座、天蝎座及人马座。 

秋季大四方——即飞马座的马腹。这四颗星排列成一个四方形,高高挂在天上。其间容易辨认的星座有飞马座及仙后座。 

冬季大三角——它的形状接近等边三角形,由小犬座主星南河三、大犬座主星天狼星及猎户座主星参宿四所组成。其间容易辨认的星座有猎户座、金牛座、御夫座、双子座及大犬座。小锦囊 名词解释

北斗:在北天排列成斗(或杓)形的七颗亮星。它们是:①北斗一(天枢),②北斗二(天璇),③北斗三(天玑),④北斗四(天权),⑤北斗五(玉衡),⑥北斗六(开阳),⑦北斗七(瑶光)。①-④叫“斗魁”,又名“璇玑”;⑤-⑦叫“斗杓”,即“斗柄”。

3.星系会互相吞并吗?

 

现在我们观测到的宇宙,是由一个个庞大的天体系统组成的,这种由大量的恒星、星团、气体和尘埃集聚在一起的庞大天体系统,被天文学家称为星系,银河系就是其一。一般来说,一个星系的质量是太阳质量的10~100亿倍。

那它们会相遇并吞并吗? 答案是“有可能”。因为这些庞然大物在宇宙中并非静止不动的,而是高速向外膨胀。在星系团内,星系的空间密度比较高,星系间的距离约为星系直径的10~1000倍。在引力的作用下,星系几亿年时间内移动的距离,相当于本身直径那么大。因此,如果有这样壮观的景象我们也是无缘看到的,因为按此速度移动的星系们的碰撞将发生在宇宙年龄150~200亿年内。 那时,宇宙会发生巨大的变化:星系互相接近、碰撞,潮汐的作用会对星系的结构、动力学状态以及星系内部恒星的形成产生巨大的影响。在碰撞过程中,星系中的气体云可能会坍缩,在激烈的爆发中形成几百颗新恒星。而且星系碰撞有时还可能导致类星体的诞生。两个碰撞星系中,其中一个星系中心的大质量黑洞,吸入另一个星系中的恒星和气体,随着物质大量掉入黑洞,会产生出一种非常强烈的辐射……如此种种,宇宙将处于动荡不安的状态。小锦囊:名词解释

黑洞:演变到最后阶段的恒星。由中子星进一步收缩而成,有巨大的引力场,使得它所发射的任何电磁波都无法向外传播,变成看不见的孤立天体,人们只能通过引力作用来确定它的存在,所以叫做黑洞。也叫坍缩星。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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