時光機：知乎天文學領域問答回顧（一）

（題圖：哆啦A夢之大雄的貓狗時空傳）

前言

原諒我整理癖再度發作，於是乎特地申請專欄，打算從頭開始整理知乎天文學領域下出現過的優質回答。雖然天文學也並不算什麼熱門話題，但四年多下來也累積了336頁共6716道提問（截至2015年5月9日）！這項工程的的確確是個大坑，我自己也不確定什麼時候可以填完，保佑我不要爛尾吧哈哈哈哈......

我儘可能按照相關提問首次在知乎出現的時間對各個問題進行排序，也就是說編號越靠前，代表此類問題在知乎提出的時間越早。不過隨著時間推移，後期收錄的問題可能不會嚴格按照提問時間進行排序（比如有部分未被收錄的老問題在未來某個時候被挖墳......然後可能會出現新的優質回答，從而被收錄）。另外拜知乎超級感人的重定向機制以及某些題主拐彎抹角的表達所賜，有一些本質上相同的提問每過一段時間就會以一種新面貌重新出現在時間線上，我會盡量將這類問題歸類，也就是你們將會見到的所謂「問題聯動」。大部分問題下我會以引用的方式展現一些我認為的優質而且切題的回答的摘要，點擊答主的名字即可閱讀完整回答。由於是人工篩選，不可避免地會有一些主觀因素，如有這方面的擔心，你還可以直接點擊問題（以及聯動問題）繼續挖掘。

每篇回顧將會收錄50道（種）問題。

Enjoy yourself~ ^_^

#1 宇宙是無限的嗎？宇宙到底有沒有邊界？我們的世界有中心嗎？（聯動：天體在太空中為什麼不會「下沉」？ 聯動2：宇宙是無窮大的嗎？那無窮大的宇宙外面又是什麼？ 聯動3：宇宙膨脹說明外部還有空間，那是什麼？為什麼不歸到宇宙的範圍里？）

匿名用戶：數學上，很多宇宙整體拓撲模型都是可能的，包括有界的和無界的。物理上，我們不知道。這方面霍金數學上做了很大貢獻，但是物理上沒有結論。目前普遍接受的是有限無界。

章魚喵：宇宙沒有邊界。宇宙沒有中心。（這裡的中心是指的空間上的中心）

毛培元：我覺得題主的問題2是一個非常好的問題。去年我女朋友有一次吃飯的時候問我：都說宇宙是大爆炸產生的，那大爆炸之前是什麼呢？物理里有很多「不能問的問題」，或者說「不該問的問題」，題主的問題，包括我女朋友去年問過的問題，都屬於這個範疇。「不能問」或者「不該問」，既不是權威主義的打壓，也不是道德／智力層面的審判，而是說，這個問題本身是有邏輯錯誤自相矛盾的。

海盜河馬：宇宙有沒有外面？提出這個問題，是因為我們的思維方式過度依賴語言符號邏輯。語言的限制對思維產生困擾。

李然：宇宙可以是無窮大，但是不是真的無窮大，不好說。

#2 如何拍攝夜晚的星空，需要做哪些準備工作？（聯動：如何拍攝天文圖像？）

鯰魚：比較完整的攝影教程，主要涉及星野與星軌拍攝（多圖殺喵）

One Two：如何選擇焦段（多圖殺喵）

#3 星座到底是依據什麼命名的？為什麼大熊座怎麼看都不像大熊，人馬座也怎麼看都不像人馬？

稻草人老孫：想想看吧，在幾千年的時間裡，沒有電燈電視更沒有網路和各種pad，咋辦呢，除了做運動，晴朗的時候看星星就是一大享受了。天上的星星很多（其實也能數過來的，也就幾千顆而已），最亮的也就那麼幾十上百個，怎麼認呢。看得時間長了，想像就來了，有幾千幾百年的時間還怕想不出故事來嘛。

#4 蟲洞因何得名？

姬明泰：其實學術上稱為愛因斯坦-羅森橋。在英文裡面wormhole以前其實就是蟲子鑽出來的洞。直到早期物理學家們開始向大眾解釋愛因斯坦-羅森橋，才用蟲洞打了比方。到底誰開始打這個比方的，現在可能也說不明白了。有些學術界也有直接用蟲洞這個叫法。

#5 光一直以光速向前傳播，可為何光逃離不了黑洞？（聯動：只要一直往外走，能否最終脫離黑洞？ 聯動2：假設在我的身上綁一根長度足夠長，剛度與強度足夠堅韌的繩子，然後我進黑洞，是否有可能在黑洞外的一端能通過拉繩子把我從黑洞中解放出來？）

著微：一句話：因為在黑洞內部，光錐是永遠向內的。（此處省略好多字）如果覺得還是很抽象的話，可以考慮這樣的例子（雖然不嚴謹，但本質上一個道理）：你在坐高鐵，你以為你可以來回走動，但是因為你不可能比高鐵走的更快，所以在地面上的人看來，你只能永遠在朝前走，就像光在黑洞內只能永遠朝里走。

匿名用戶：首先，根據霍金對奇點的定義，黑洞是不可能逃出的。進入黑洞的粒子就到了其空間軌跡的終點。

匿名用戶：其實這個問題的本質是：黑洞視界和內部，一個質量非零的粒子，不管朝向哪個方向運動，都是往內部運動。

#6 「大爆炸理論」（the Big Bang theory）可信嗎？

匿名用戶：當然，嚴格來說，我們不能夠完全確定大爆炸理論的正確性，即使我們相信廣義相對論的正確性，即使我們相信現在的觀測數據，依然不能夠100%說明大爆炸理論的正確性。

#7 如果炸掉月球，會產生什麼後果？

王小k：首先我想說，題主，你並不是第一個想炸掉月球的人。因為不管東西方對月球的印象都不太好。

#8 赤道儀到底是什麼東西，原理是怎樣的？怎麼操作呢？還有就是如何用這個東西跟蹤拍攝星空照片？（聯動：如何使用赤道儀配合單反相機拍攝銀河和星雲？）

Yulei Xiong：抵消地球自轉、太陽、行星、衛星（月球）在天球上的運動，使得觀測視場裡面的目標相對角速度位移保持一致。

Akira Zhang：沒有相機，但有兩個赤道式支架的天文望遠鏡，用這兩個望遠鏡進行過一些天文觀測，進來答一下有關赤道儀概念、原理、設置的問題。

#9 引力是如何產生的？

姬明泰：（概括無力...）

Minglei Xiao：（概括無力+1）

#10 為什麼恆星中不存在比鐵重的元素？（並不是）

calebjael：事實上，恆星並不是產生鐵元素就進入死亡期，這個問題要根據恆星的不同而做不同的解答。

海盜河馬：這個問題完全是錯誤的。

#11 朱諾木星探測器通過什麼方式發送信號到地球的？（聯動：旅行者 1 號飛出太陽系了，它是如何和地球聯繫的呢？ - 天文學）

陳青：用無線電。

張樂：1.在行星探索階段，事先計劃好航向，通過微調+行星引力控制方向；現階段，悶頭飛就是了，不用管方向了。2.它自身裝備的天線，通過無線電波和地球聯繫。

#12 為什麼在歐美日曆里，一周的開始常常是周日，而不是周一？

雲透：和歐美基督教信仰有關。七在猶太教和基督教中都是聖數，《舊約 創世記》開篇提到上帝用六天創造世界，在第七天休息[1]，這一天被稱為安息日。在安息日，嚴禁一切工作[2]。安息日是星期六，星期日是新七天循環的開始。

#13 地球為什麼自轉？

章魚喵：比較常見也是比較容易想到的解釋大致就是角動量守恆，但是本身這個理論體系應該沒有足夠確鑿的證據。即使在星雲模型下面從開始推導到地球自轉，估計也不是一件容易的事情，即使我們知道就是依據角動量守恆。

#14 月亮在天空中一個月、一年中的變化現象能怎麼描述？代表著什麼？（聯動：月有陰晴圓缺，為什麼月亮有時是凹的，有時是凸的，有時還剛好是個半圓？）

光廣光光：月相變化說白了就是太陽光線搞的鬼，日地月三者位置的變化導致了月有陰晴圓缺。樓主你得把它和農曆聯繫起來。如果覺得難以記憶的話，就請親自連續觀察一個月，相信你就能「夜觀天象」了。

#15 為什麼不把月圓之夜定為每個月起始的第一天？

Ivony：事實上並不是把月圓夜定在了十五，而是把月亮全黑掉開始另一個周期的日子定在了初一，由於月相周期約等於三十日，所以一般情況下十五的時候月亮最圓。

#16 目前繪出的星系圖為什麼成雙圓錐形？

海盜河馬：扣除掉的兩個圓錐之間的部分是銀河系的銀盤，那裡由於氣體和塵埃的嚴重消光，無法觀測背景的星系。

#17 太陽對月球的引力是地球對月球引力的兩倍多，為什麼月球沒有被太陽吸引走？

張學而：被吸引並不一定要跑到某物體附近去，圍著它轉也是一種方式。月球本身除了圍著地球轉，同時也圍著太陽在轉，所以同時被兩者吸引。完全沒有任何矛盾啊！

吉翔：這個問題其實很簡單，我們可以先這樣想：地球質量約是月球的81倍，太陽對地球的引力應當是對月球的81倍，而月球對地球的引力數值上等於地球對月球的引力，也就是太陽對地球的引力是月球對地球的162倍，那為什麼地球沒有被太陽吸走呢？

#18 天文照片里燦爛的星雲是肉眼可以直接看到的還是相機拍攝的效果？

孟德爾：肉眼並不能看到像照片那美麗的天文圖像。

#19 怎樣拍攝月全食？

王子寒：較為完整的拍攝教程。（多圖殺喵）

施皖&木西AlexanDENG：善用現代科技，可以一次性（單張）拍到建築或者山嶽做前景，滿月或者月食做背景的照片。

One Two：注意空氣質量。

#20 月全食「紅月亮」形成的原因到底是什麼？

Hynuza：雖然月食的時候，地球將太陽遮擋住了，但是因為有大氣層的緣故，太陽的光會通過大氣層的折射，將一部分太陽光繼續投射到月球上，不過濃密的大氣會將波長較短的藍紫光截留和散射掉，只有紅光通過了大氣層（道理類似黎明和黃昏的太陽發紅），這樣月球只能接收到紅色的光芒，我們看到的也就是紅月亮了。

#21 為什麼好多天體最終變成了球體而不是別的形狀？

王力樂：這不是天體物理中最有名的 Fermi Quiz 之一么：今日很多「天體物理導論」之類的課程都會出這個題的。簡單地說，歪七扭八的星體比同體積的球形星體所具有的引力勢能更大，從而更不穩定。這裡沒有考慮旋轉，否則能量最低的狀態是馬克勞林橢球。

程嵩：假設現在有一顆星，它覺得所有星都特么是個球簡直太SB了，於是它把自己整成了個正方體。接著喜聞樂見的BUG開始了...

姜傑出：多數答案都沒答到點子上。問題的關鍵，就是物體的尺度與形態之間的關係。這是一個數學問題而非物理問題。 僅僅是反覆強調萬有引力的答案，我認為他們沒真正理解這個問題。

#22 JWST 太空望遠鏡計劃放置在第二拉格朗日點，如果出故障有可能派遣人力維修嗎？

karlan：JWST曾經因為預算超支，差點被腰斬.... 如果上天了還出錯，出錯了還要去修理，我感覺很多做工程的真應該考慮考慮抹脖子以謝天下了...一堆天文的PHD估計也可以琢磨琢磨跳樓的跳樓，出家的出家...

#23 流星雨有周期性嗎？如果有，是什麼原理呢？

鄭明銘：這個要把流星雨的形成原因說一下了，其實流星雨就是地球經過彗星留下的碎片帶，將這些碎片吸引到地球形成的。

#24 有哪些關於天文、天體、宇宙知識的網站推薦？

很多很多很多，自己戳。

#25 為什麼說「一閃一閃亮晶晶」？有誰見過星星閃嗎？（聯動：為什麼天狼星有時候看起來一邊眨眼一邊在不停的變換顏色？）

River-LRW-est：本人沒有感受過天狼星變顏色. 不過關於它"眨眼"是看到過的.這跟大氣狀況有關。

#26 怎樣看待星座占卜與天文學的關係？

稻草人老孫：人類對宇宙萬物的認識是不是從一開始就是正確的？當然不是，算命，拜萬物為神，各種迷信活動充斥著人類社會，人類為了尋找自身與世界的聯繫，進行了很多嘗試，當然大部分都是錯誤的。直到希臘人才開始「以自然說明自然」，產生了科學的萌芽。占星術和天文學一開始並不分家，我們所知道「古代天文學家」，大部分既從事天文學研究，也擔任占卜師的工作，為帝王權貴預測命運。

#27 地球上哪個地方能看到最多的星星？（聯動：僅憑肉眼在哪裡能看到最壯麗的星空？ 聯動2：北京周邊有哪些地方能看到清晰明亮的銀河？）

Matthew Bao：有一個民間NGO組織國際黑夜協會（IDA，International Dark-Sky Association）評選的黑夜保護區，分為公園類和觀測站類兩種，大部分在北美（Dark-sky preserve）。

greensea：較為完整的教程。

鄭海子：從天文觀測的地理及氣象條件來說，夏季的北京，本來是可以很清晰的看到銀河的。中國科學院國家天文台的好多台站就建在北京周邊。只不過這些年來，由於空氣污染日趨嚴重，所以很多時候銀河被遮蔽了。當然，如果碰上晴好天氣，還是有很大希望看見銀河的。

DD YY：喜愛天文和延時攝影的知友有福了！因為自己也一直很想找個地方能看銀河，對這個問題我做過一些調研，因此還是可以湊一腳的。

唐佳慧：補充以上。之前去北京專門做過天文觀測台的科考工作，以此推薦觀測地。

#28 我們本身就處在銀河系裡面 ，卻能看到自己星系的樣子，為什麼呢？（聯動：銀河系全貌圖是拍攝出來的嗎，是怎麼拍攝出來的呢？ 聯動2：我們沒有從銀河系外觀察過太陽系，那麼是怎麼得出太陽系處於銀河的第二懸臂之中的呢？ 聯動3：我們身處銀河系中，怎麼拍攝出銀河系的照片？）

陳澤天：誰說我們能看到銀河系的樣子？ 隨著人類對銀河系認識的不斷加深，對它的形狀的估計也逐漸變化。在多數想像圖中，人們把銀河系描繪成螺旋星系，而實際上最近的研究表明銀河系更接近於棒旋星系。

王碩：所謂全景圖有兩種，不知道LZ說的是哪個：

章魚喵：這個理論上來說很簡單，雖然實際操作很複雜。

李然：正如問題所言，一般情況下，我們是無法拍攝銀河系的全景照片的，這是因為我們身在銀河系中，一般拍攝的照片只能夠給出銀河的一部分。在一般天文攝影中出現的銀河，只是銀河盤在天球上的投影。但從另一個角度想，銀河無非是恆星的集合體。如果我們能夠記錄下銀河中每顆恆星的三維位置，那麼我們自然就可以繪製銀河系最詳細的三維地圖。

#29 現在最高級的天文望遠鏡能觀測到多遠，天文望遠鏡如何分級？

海盜河馬：「能看到多遠」這樣的問題是天文愛好者普遍問的問題，卻無法回答。實際上不僅天文望遠鏡，普通的觀景望遠鏡也不存在「看多遠」的問題。你用望遠鏡找螞蟻，顯然看不了太遠的；你用望遠鏡看大樓，顯然很遠的也可見。

李然：其實我覺得問看多遠是個非常好的問題。我在上大學做科普的時候也經常說，「望遠鏡的指標不是看多遠，而是看多暗，看多清楚」。 這是因為望遠鏡最重要的指標之一是它的集光能力，也就是能看多暗，如果一個天體太暗，即使離得近也看不見。反之如果天體很亮，即使很遠可以看到。但是在實際研究工作中，能夠看多遠，確實是設計觀測的重要目標，需要看多暗，則是技術要求。

#30 月球固定一面永遠朝向地球是否太過巧合了？

山醒：月球自轉和公轉的一致，用萬有引力定律就可以解釋。在本次回答中，我保證一個公式都不用。

章魚喵：這個現象叫做潮汐鎖定。形成這個現象的原因非常簡單，其實就是潮汐作用。

#31 為什麼有時白天會看到月亮？

馬沖：首先需要說明的是，月球出現在白晝的天空里有其必然性，並不是什麼怪異的現象。

#32 如何成為一個合格的天文愛好者？

喬小海：個人覺得天文愛好者是個大筐，什麼都可以往裡裝，題主不妨先做個選擇題：

#33 為什麼大部分人的19歲生日的陰曆和陽曆會重合？

劉志紅：（有一小部分人的生日例外）出現這種情形，主要是農曆置閏的結果。

#34 阿拉伯天文學中有沒有自己的「星座」？

稻草人老孫：阿拉伯對星星的名字，有著自己的命名，不過有的太古老了，他們自己都忘記了是什麼意義。阿拉伯在對歐洲東部、北非和西班牙的征服過程中，吸收了原本屬於希臘、羅馬的文化，很多東西全面翻譯吸收，古希臘的很多經典比如托勒密的《天文學大成》、亞里士多德的《物理學》等等。

Noten：阿拉伯人對於星座的認知主要來源於古希臘，他們認同托勒密在《天文學大成》中的星座劃分理論，即48星座，其中絕大多數名稱、劃分都與西方相同。

#35 為什麼宇宙的年齡是 130 億年，而我們卻能看到 470 億光年遠的東西？

匿名用戶：但是要注意，宇宙在膨脹 [2]。我們說的距離，是同一時刻兩個物體之間的距離。一艘船開過，10秒鐘後你在岸上看到水波，你不能說船此時距離你10波秒，這是刻舟求劍。460億光年就是考慮宇宙膨脹，修正後的距離 [3]。

#36 人類為什麼按照地球生物的生存條件來尋找外星生物？

吉翔：既然以上假說都具有理論可行性，那麼是否有可能存在一種外星生命不需要水和氧氣？這個問題我不敢否定。

pollydiary：你也可以問，為什麼生命是碳基的，因為碳原子的化學性質決定的，碳原子非常容易和其他原子結合，所以容易組成複雜的分子結構。

#37 用「金星凌日」怎麼測算日地距離？

唐佳慧：這個說法具體有兩種比較簡單的實現方法：同一經度上的測量和同一緯度的測量。具體應用到基礎幾何知識、開三定律、視差的定義和天體運行規律、底片比例尺等基礎天文知識。

王雨佳：Talk is cheap, show me the code.

#38 人類將如何面對類似小行星撞擊、磁極倒轉這樣可能導致種群滅亡的大規模自然災難？（聯動：如果地球上再發生一次希克蘇魯伯撞擊事件，人類有能力讓自己免於災禍嗎？）

豬小寶：比爾·布萊森在著名的科普暢銷書《萬物簡史》中專門用一節講述了小行星撞擊地球的問題。以下內容主要改寫自《萬物簡史》第十三章「砰！」

吉翔：如果是造成希克蘇魯伯隕石坑那樣尺寸的星體來襲，我們可以在幾十年前就發現。當然，長周期彗星或許會困難些，但無論如何至少能提前幾個月。

#39 研究宇宙起源對我們有什麼意義？

不作推薦，你們隨便逛......

#40 星座里那套說法比如「水星逆行」是真的有此天文現象還是只是一種隱喻或者曆法上的問題？

任天涯：逆行，你看看水星的軌道多小，完成公轉一周用的時間多短，只有88天樣子。這種速度差就會造成逆行的假象，因為在同一個黃道平面上，你只能看到直線運動，所以有時便會有逆行的現象。

#41 NASA 的哈勃望遠鏡已經超期服役了，它以後的命運會是怎樣？

熊鬆鬆：NASA原計劃用太空梭將哈勃帶回，並放置在博物館供人們展覽，2003年哥倫比亞號太空梭失事，導致計劃中的哈勃維護任務被推遲了（參見紀錄片《哈勃3D》）。帶回計劃也暫時只能成為一個想法。

#42 怎麼挑選天文望遠鏡？（聯動：想買個雙筒望遠鏡看星空，以後資金允許再上天文望遠鏡，有什麼性價比比較高的嗎？）

高票答案有高能反應

#43 天文望遠鏡所成的虛像是如何轉變為實像記錄在照相機里的？

章佳傑：先說結論：

1. 天文望遠鏡物鏡成的是實像，肉眼通過目鏡觀察到的是虛像
2. 相機可以記錄實像，也可以記錄虛像，沒有任何矛盾。但不管怎麼說，相機底片（CCD/CMOS）上記錄的一定是實像
3. 天文攝影也有不同類型，有的確實記錄的實像，有的確實用相機記錄虛像

#44 如何計算出海王星的存在？

Tsui Randy：大體上就是從天王星軌道的異動中推測出海王星的存在。

#45 怎樣在夜空中找到並認出金星、火星、木星等行星？

One Two：想要找到金木火土，只需在黃道附近的天區尋找即可。

#46 為什麼亞洲最大的射電望遠鏡建在上海？

劉博洋：想步美帝後塵建VLBI網。

#47 一個星體「現在」的定義是什麼？（聯動：我們看到的星空是現在的星空嗎？ 聯動2：我們看到的星星是不是有些已經不存在了？ 聯動3：在遙遠的星球做一個動作，我們在地球上看會不會有延時？）

海盜河馬&劉博洋：在銀河系內，有限光速導致的遲滯並沒有人們通常想像的嚴重。

One Two：我們是在探究一個「過去」的宇宙。但是，「過去」＝「過時」嗎？舉個栗子，我和我的小夥伴相距大約600多米（等於聲音2秒內能傳播的距離），我和小夥伴只能通過聲音傳遞信息。小夥伴在000秒時對我喊了一句「登山包」，我會在002秒時聽到，毫無疑問此時我知道這個「登山包」是我的小夥伴在兩秒之前喊出來的，屬於「過去」的信息，但是只有在收到這個「過去」的信息後，我才可能作出回應（比如回一句「超耐磨」），我沒辦法在收到別人發送的信息之前就作出回應。

匿名用戶：高度概括的總結

#48 應該是子夜天最黑吧，為什麼說黎明前最黑暗呢？

吉翔：或許可以這樣解釋：太陽光剛開始滲入時，由於紅光不易被散射，藍紫光則多被高層大氣散射，於是地面上的人接受到了更多的紅光，瞳孔縮小，從而更難接受星空的光線。人眼對黃綠光較為敏感，對紅光和藍紫光則較遲鈍，於是就會覺得天空變黑了。

#49 恆星進入暮年後具體有哪些變化？（聯動：太陽滅亡之後會怎麼樣？ 聯動2：太陽會變成黑洞嗎？）

吉翔：恆星的最終命運極大程度地取決於其質量，因此討論恆星的命運一般是就其質量進行分類。

王碩：太陽掛掉的大致過程

毛培元：其實有一些回答已經挺詳細了，不過作為知乎上第一個被邀請的問題，還是再貢獻一點附加知識吧。

唐士超：一個恆星能不能變黑洞要看它「燒完後的質量」。

#50 對著流星許的願能實現嗎？

吉翔：傳說很久很久以前對著流星許願是可以實現的，然後有個叫吳節操的人許下了這樣一個願望：讓以後的人對著流星雨許下的願望全都無效。然後，就沒有然後了。

「時光機」系列其餘文章：

時光機：知乎天文學領域問答回顧（二）

時光機：知乎天文學領域問答回顧（三）

時光機：知乎天文學領域問答回顧（四）

時光機：知乎天文學領域問答回顧（五）

2015年天文學話題問答回顧：2015 年知乎「自然科學」領域產生了哪些優質回答及用戶？ - One Two 的回答
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