天文知識

06-03

天文知識黑洞有的天體的質量十分巨大，因而引力極強，沒有任何東西能從該處逃逸，甚至光線也不例外。沒有光線返回，眼睛無法看到物體，所以稱之為「黑洞」。黃道地球上的人看太陽於一年內在恆星之間所走的視路徑，即地球的公轉軌道平面和天球相交的大圓黃道和天赤道成23度26分的角，相交於春分點和秋分點。黃極天球上與黃道角距離都是90度的兩點，靠近北天極的叫「北黃極」。黃極與天極的角距離等於黃赤交角。北黃極在天龍座與兩星聯線的中央。黃道帶天球上黃道兩邊各8度（共寬16度）的一條帶。日、月和主要行星的運行路徑都處在黃道帶內。古人為了表示太陽在黃道上的位置。把黃道分為十二段，叫「黃道十二宮」。從春分起依次為白羊、金牛、雙子、巨蟹、獅子、室女、天秤、天蠍、人馬、摩羯、寶瓶和雙魚。過去的黃道十二宮和黃道十二星座一致。由於春分點向西移動，兩千年前在白羊座中的春分點已移至雙魚座，命名與星座已不吻合。三垣包括紫微垣、太微垣、天市垣。紫微垣包括北天極附近的天區，大體相當於拱極星區；太微垣包括室女、後發、獅子等星座的一部分；天市垣包括蛇夫、武仙、巨蛇、天鷹等星座的一部分。二十八宿二十八宿分：東方七宿,西方七宿,南方七宿,北方七宿。二十八宿又稱為二十八星或二十八舍。最初是古人為比較日、月、金、木、水、火、土的運動而選擇的二十八個星官，作為觀測時的標記。「宿」的意思和黃道十二宮的「宮」類似，表示日月五星所在的位置。到了唐代，二十八宿成為二十八個天區的主體，這些天區仍以二十八宿的名稱為名稱，和三垣的情況不同，作為天區，二十八宿主要是為了區劃星官的歸屬。二十八宿從角宿開始，自西向東排列，與日、月視運動的方向相同。東方七宿角、亢、氐、房、心、尾、萁；北方七宿：斗、牛（牽牛）、女（須女）、虛、危、室（營室）、壁（東壁）西方七宿奎、婁、胃、昴、畢、觜、參南方七宿井（東井）、鬼（輿鬼）、柳、星（七星）、張、翼、軫。北方七宿斗、牛、女、虛、危、室、壁輔官或輔座此外還有貼近這些星官與它們關係密切的一些星官，如墳墓、離宮、附耳、伐、鉞、積屍、右轄、左轄、長沙、神宮等，分別附屬於房、危、室、畢、參、井、鬼、軫、尾等宿內，稱為輔官或輔座。唐代的二十八宿包括輔官或輔座星在內總共有星183顆。宇宙速度是指從地面向宇宙發射人造天體必須具備的初始速度。第一宇宙速度人們將7.9公里/每秒的速度稱為「第一宇宙速度」，又稱「環繞速度」，低於這個速度，物體就會在重力的作用下返回地球。第二宇宙速度如果我們把速度加大，直到11.2公里/每秒，這個人造衛星就可以不受地球吸引力的影響，而到太陽系內的行星際空間旅行。人們稱11.2公里/每秒的速度為「第二宇宙速度」第三宇宙速度如果我們還想讓人造衛星飛出太陽系，到其他星球去旅行，那就必須把速度加大到16.7公里/每秒，這個速度稱為「第三宇宙速度」。平年與閏年由於一回歸年的天數不是整數,所以每年的天數是不一樣的,有的是365天,有的是366天。一年的天數是366天的年份稱為「閏年」,是365天的稱為「平年」。「閏年」的二月比「平年」多1天,其他月份都是一樣的。一般來說,能被4整除的年份是「閏年」．如果年份是整百的,則要能被400整除的才是「閏年」。閏月農曆與公曆一年所包含的天數不同，公曆一年大約有365天，農曆一年有354天。為了使兩者的一年的天數相同,所以農曆有的年份要加一個月,增加的這個月叫「閏月」。因為公曆的一年比農曆的一年只多約11天,所以不能每年都加閏月,大約19年有7個閏月。回歸年地球繞太陽運行一周所用的時間叫回歸年。一回歸年為365天5小時48分46秒（合365.24219天）小知識距離地球最近的恆星——比鄰星，四點二四光年。地球赤道圓周長約四萬零七十六點五九三八公里。月球距離地球的平均距離三十八點四萬公里。月球繞地球一周，要二十七天五小時零五分四十三秒。地球繞太陽公轉一周為一年，要三百六十五天五小時零四十八分四十六秒。地球自轉一周為一天。「一天」的時間並不是24小時，而是23小時又56分鐘。月球圓缺變化的周期是二十九天十二小時零十四分三秒，就是農曆的一個月。太陽系所在的星系叫銀河系。銀河系像一隻巨大的餅，寬約8萬光年，中心厚約1.2萬光年，恆星的總數在1000顆以上。什麼是星座為了便於識別星星，古人將天球劃分為許多區域，每個區域有若干個星星．人們把這些區域叫做星座,共有88個星座,每個星座都有惟一的名字。每一星座可由其中亮星的特殊分布而辨認出來。他們的界線大致是平行和垂直於天赤道的弧線。我國古代將星空分為三垣和二十八宿。天上星星知多少天上的星星可以說有無數個。但用肉眼能看到的並不像一般人想像的那麼多。天文學家把用肉眼能看到的星星劃分為七個等級。0等星最亮,6等星最暗。各個等級的星星數量分別是：0等星6顆；1等星14顆；2等星46顆；3等星134顆；4等星458顆；5等星1476顆；6等星4840顆,共6974顆肉眼可見的星。實際上一個人同時看到的還不到一半。

天文知識（2）宇宙公元2世紀，C.托勒密提出了一個完整的地心說。這一學說認為地球在宇宙的中央安然不動，月亮、太陽和諸行星以及最外層的恆星天都在以不同速度繞著地球旋轉。為了說明行星運動的不均勻性，他還認為行星在本輪上繞其中心轉動，而本輪中心則沿均輪繞地球轉動。地心說曾在歐洲流傳了1000多年。1543年，N.哥白尼提出科學的日心說，認為太陽位於宇宙中心，而地球則是一顆沿圓軌道繞太陽公轉的普通行星。到16世紀哥白尼建立日心說後才普遍認識到：地球是繞太陽公轉的行星之一，而包括地球在內的八大行星則構成了一個圍繞太陽旋轉的行星系—— 太陽系的主要成員。1609年，J.開普勒揭示了地球和諸行星都在橢圓軌道上繞太陽公轉，發展了哥白尼的日心說，同年，伽利略·伽利雷則率先用望遠鏡觀測天空，用大量觀測事實證實了日心說的正確性。1687年，I.牛頓提出了萬有引力定律，深刻揭示了行星繞太陽運動的力學原因，使日心說有了牢固的力學基礎。在這以後，人們逐漸建立起了科學的太陽系概念。在哥白尼的宇宙圖像中，恆星只是位於最外層恆星天上的光點。1584年，喬爾丹諾·布魯諾大膽取消了這層恆星天，認為恆星都是遙遠的太陽。18世紀上半葉，由於E.哈雷對恆星自行的發展和J.布拉得雷對恆星遙遠距離的科學估計，布魯諾的推測得到了越來越多人的贊同。18世紀中葉，T.賴特、I.康德和J.H.朗伯推測說，布滿全天的恆星和銀河構成了一個巨大的天體系統。弗里德里希·威廉·赫歇爾首創用取樣統計的方法，用望遠鏡數出了天空中大量選定區域的星數以及亮星與暗星的比例，1785年首先獲得了一幅扁而平、輪廓參差、太陽居中的銀河繫結構圖，從而奠定了銀河系概念的基礎。在此後一個半世紀中，H.沙普利發現了太陽不在銀河系中心、J.H.奧爾特發現了銀河系的自轉和旋臂，以及許多人對銀河系直徑、厚度的測定，科學的銀河系概念才最終確立。18世紀中葉，康德等人還提出，在整個宇宙中，存在著無數像我們的天體系統(指銀河系)那樣的天體系統。而當時看去呈雲霧狀的「星雲」很可能正是這樣的天體系統。此後經歷了長達170年的曲折的探索歷程，直到1924年，才由E.P.哈勃用造父視差法測仙女座大星雲等的距離確認了河外星系的存在。近半個世紀，人們通過對河外星系的研究，不僅已發現了星系團、超星系團等更高層次的天體系統，而且已使我們的視野擴展到遠達200億光年的宇宙深處。宇宙演化觀念的發展在中國，早在西漢時期，《淮南子·俶真訓》指出：「有始者，有未始有有始者，有未始有夫未始有有始者」，認為世界有它的開闢之時，有它的開闢以前的時期，也有它的開闢以前的以前的時期。《淮南子·天文訓》中還具體勾畫了世界從無形的物質狀態到渾沌狀態再到天地萬物生成演變的過程。在古希臘，也存在著類似的見解。例如留基伯就提出，由於原子在空虛的空間中作旋渦運動，結果輕的物質逃逸到外部的虛空，而其餘的物質則構成了球形的天體，從而形成了我們的世界。太陽系概念確立以後，人們開始從科學的角度來探討太陽系的起源。1644年，R.笛卡爾提出了太陽系起源的旋渦說；1745年，G.L.L.布豐提出了一個因大彗星與太陽掠碰導致形成行星系統的太陽系起源說；1755年和1796年，康德和拉普拉斯則各自提出了太陽系起源的星雲說。現代探討太陽系起源z的新星雲說正是在康德-拉普拉斯星雲說的基礎上發展起來。1911年，E.赫茨普龍建立了第一幅銀河星團的顏色星等圖；1913年，伯特蘭?阿瑟?威廉?羅素則繪出了恆星的光譜-光度圖，即赫羅圖。羅素在獲得此圖後便提出了一個恆星從紅巨星開始，先收縮進入主序，後沿主序下滑，最終成為紅矮星的恆星演化學說。1924年，亞瑟·斯坦利·愛丁頓提出了恆星的質光關係；1937～1939年，C.F.魏茨澤克和貝特揭示了恆星的能源來自於氫聚變為氦的原子核反應。這兩個發現導致了羅素理論被否定，並導致了科學的恆星演化理論的誕生。對於星系起源的研究，起步較遲，目前普遍認為，它是我們的宇宙開始形成的後期由原星系演化而來的。1917年，A.阿爾伯特·愛因斯坦運用他剛創立的廣義相對論建立了一個「靜態、有限、無界」的宇宙模型，奠定了現代宇宙學的基礎。1922年，G.D.弗里德曼發現，根據阿爾伯特·愛因斯坦的場方程，宇宙不一定是靜態的，它可以是膨脹的，也可以是振蕩的。前者對應於開放的宇宙，後者對應於閉合的宇宙。1927年，G.勒梅特也提出了一個膨脹宇宙模型.1929年哈勃發現了星系紅移與它的距離成正比，建立了著名的哈勃定律。這一發現是對膨脹宇宙模型的有力支持。20世紀中葉，G.伽莫夫等人提出了熱大爆炸宇宙模型，他們還預言，根據這一模型，應能觀測到宇宙空間目前殘存著溫度很低的背景輻射。1965年微波背景輻射的發現證實了伽莫夫等人的預言。從此，許多人把大爆炸宇宙模型看成標準宇宙模型。1980年，美國的古斯在熱大爆炸宇宙模型的基礎上又進一步提出了暴漲宇宙模型。這一模型可以解釋目前已知的大多數重要觀測事實。宇宙圖景當代天文學的研究成果表明，宇宙是有層次結構的、物質形態多樣的、不斷運動發展的天體系統。層次結構行星是最基本的天體系統。太陽系中共有八顆行星：水星金星地球火星木星土星天王星海王星。（冥王星目前以被從行星里開除，降為矮行星）。除水星和金星外，其他行星都有衛星繞其運轉，地球有一個衛星月球，土星的衛星最多，已確認的有26顆。行星小行星彗星和流星體都圍繞中心天體太陽運轉，構成太陽系。太陽占太陽系總質量的99.86％，其直徑約140萬千米，最大的行星木星的直徑約14萬千米。太陽系的大小約120億千米（以冥王星作邊界）。有證據表明，太陽系外也存在其他行星系統。2500億顆類似太陽的恆星和星際物質構成更巨大的天體系統——銀河系。銀河系中大部分恆星和星際物質集中在一個扁球狀的空間內，從側面看很像一個「鐵餅」，正面看去則呈旋渦狀。銀河系的直徑約10萬光年，太陽位於銀河系的一個旋臂中，距銀心約3萬光年。銀河系外還有許多類似的天體系統，稱為河外星系，常簡稱星系。現已觀測到大約有10億個。星系也聚集成大大小小的集團，叫星系團。平均而言，每個星系團約有百餘個星系，直徑達上千萬光年。現已發現上萬個星系團。包括銀河系在內約40個星系構成的一個小星系團叫本星系群。若干星系團集聚在一起構成更大、更高一層次的天體系統叫超星系團。超星系團往往具有扁長的外形，其長徑可達數億光年。通常超星系團內只含有幾個星系團，只有少數超星系團擁有幾十個星系團。本星系群和其附近的約50個星系團構成的超星系團叫做本超星系團。目前天文觀測範圍已經擴展到200億光年的廣闊空間，它稱為總星系。運動和發展宇宙天體處於永恆的運動和發展之中，天體的運動形式多種多樣，例如自轉、各自的空間運動(本動)、繞系統中心的公轉以及參與整個天體系統的運動等。月球一方面自轉一方面圍繞地球運轉，同時又跟隨地球一起圍繞太陽運轉。太陽一方面自轉，一方面又向著武仙座方向以20千米／秒的速度運動，同時又帶著整個太陽系以250千米／秒的速度繞銀河系中心運轉，運轉一周約需2.2億年。銀河系也在自轉，同時也有相對於鄰近的星系的運動。本超星系團也可能在膨脹和自轉。總星系也在膨脹。現代天文學已經揭示了天體的起源和演化的歷程。當代關於太陽系起源學說認為，太陽系很可能是50億年前銀河系中的一團塵埃氣體雲(原始太陽星雲)由於引力收縮而逐漸形成的（見太陽系起源）。恆星是由星雲產生的，它的一生經歷了引力收縮階段、主序階段、紅巨星階段、晚期階段和臨終階段。星系的起源和宇宙起源密切相關，流行的看法是：在宇宙發生熱大爆炸後40萬年，溫度降到4000K，宇宙從輻射為主時期轉化為物質為主時期，這時或由於密度漲落形成的引力不穩定性，或由於宇宙湍流的作用而逐步形成原星系，然後再演化為星系團和星系。熱大爆炸宇宙模型描繪了我們的宇宙的起源和演化史：我們的宇宙起源於200億年前的一次大爆炸，當時溫度極高、密度極大。隨著宇宙的膨脹，它經歷了從熱到冷、從密到稀、從輻射為主時期到物質為主時期的演變過程，直至10～20億年前，才進入大規模形成星系的階段，此後逐漸形成了我們當今看到的宇宙。1980年提出的暴漲宇宙模型則是熱大爆炸宇宙模型的補充。它認為在宇宙極早期，在我們的宇宙誕生後約10-36秒的時候，它曾經歷了一個暴漲階段。哲學分析宇宙概念有些宇宙學家認為，我們的宇宙是唯一的宇宙；大爆炸不是在宇宙空間的哪一點爆炸，而是整個宇宙自身的爆炸。但是，新提出的暴漲模型表明，我們的宇宙僅是整個暴漲區域的非常小的一部分，暴漲後的區域尺度要大於1026厘米，而那時我們的宇宙只有10厘米。還有可能這個暴漲區域是一個更大的始於無規則混沌狀態的物質體系的一部分。這種情況恰如科學史上人類的認識從太陽系宇宙擴展到星系宇宙，再擴展到大尺度宇宙那樣，今天的科學又正在努力把人類的認識進一步向某種探索中的「暴漲宇宙」、「無規則的混沌宇宙」推移。我們的宇宙不是唯一的宇宙，而是某種更大的物質體系的一部分，大爆炸不是整個宇宙自身的爆炸，而是那個更大物質體系的一部分的爆炸。因此，有必要區分哲學和自然科學兩個不同層次的宇宙概念。哲學宇宙概念所反映的是無限多樣、永恆發展的物質世界；自然科學宇宙概念所涉及的則是人類在一定時代觀測所及的最大天體系統。兩種宇宙概念之間的關係是一般和個別的關係。隨著自然科學宇宙概念的發展，人們將逐步深化和接近對無限宇宙的認識。弄清兩種宇宙概念的區別和聯繫，對於堅持馬克思主義的宇宙無限論，反對宇宙有限論、神創論、機械論、不可知論、哲學代替論和取消論，都有積極意義。【宇宙的創生】有些宇宙學家認為，暴漲模型最徹底的改革也許是觀測宇宙中所有的物質和能量從無中產生的觀點，這種觀點之所以在以前不能為人們接受，是因為存在著許多守恆定律，特別是重子數守恆和能量守恆。但隨著大統一理論的發展，重子數有可能是不守恆的，而宇宙中的引力能可粗略地說是負的，並精確地抵消非引力能，總能量為零。因此就不存在已知的守恆律阻止觀測宇宙從無中演化出來的問題。這種「無中生有」的觀點在哲學上包括兩個方面：①本體論方面。如果認為「無」是絕對的虛無，則是錯誤的。這不僅違反了人類已知的科學實踐，而且也違反了暴漲模型本身。按照該模型，我們所研究的觀測宇宙僅僅是整個暴漲區域的很小的一部分，在觀測宇宙之外並不是絕對的「無」。現在觀測宇宙的物質是從假真空狀態釋放出來的能量轉化而來的，這種真空能恰恰是一種特殊的物質和能量形式，並不是創生於絕對的「無」。如果進一步說這種真空能起源於「無」，因而整個觀測宇宙歸根到底起源於「無」，那麼這個「無」也只能是一種未知的物質和能量形式。②認識論和方法論方面。暴漲模型所涉及的宇宙概念是自然科學的宇宙概念。這個宇宙不論多麼巨大，作為一個有限的物質體系，也有其產生、發展和滅亡的歷史。暴漲模型把傳統的大爆炸宇宙學與大統一理論結合起來，認為觀測宇宙中的物質與能量形式不是永恆的，應研究它們的起源。它把「無」作為一種未知的物質和能量形式，把「無」和「有」作為一對邏輯範疇，探討我們的宇宙如何從「無」——未知的物質和能量形式，轉化為「有」——已知的物質和能量形式，這在認識論和方法論上有一定意義。【時空起源】有些人認為，時間和空間不是永恆的，而是從沒有時間和沒有空間的狀態產生的。根據現有的物理理論，在小於10-43秒和10-33厘米的範圍內，就沒有一個「鍾」和一把「尺子」能加以測量，因此時間和空間概念失效了，是一個沒有時間和空間的物理世界。這種觀點提出已知的時空形式有其適用的界限是完全正確的。正像歷史上的牛頓時空觀發展到相對論時空觀那樣，今天隨著科學實踐的發展也必然要求建立新的時空觀。由於在大爆炸後10-43秒以內，廣義相對論失效，必須考慮引力的量子效應，因此有些人試圖通過時空的量子化的途徑來探討已知的時空形式的起源。這些工作都是有益的，但我們決不能因為人類時空觀念的發展或者在現有的科學技術水平上無法度量新的時空形式，而否定作為物質存在形式的時間、空間的客觀存在。人和宇宙從本世紀60年代開始，由於人擇原理的提出和討論，出現了人類存在和宇宙產生的關係問題。人擇原理認為，可能存在許多具有不同物理參數和初始條件的宇宙，但只有物理參數和初始條件取特定值的宇宙才能演化出人類，因此我們只能看到一種允許人類存在的宇宙。人擇原理用人類的存在去約束過去可能有的初始條件和物理定律，減少它們的任意性，使一些宇宙學現象得到解釋，這在科學方法論上有一定的意義。但有人提出，宇宙的產生依賴於作為觀測者的人類的存在。這種觀點值得商榷。現在根據暴漲模型，那些被傳統大爆炸模型作為初始條件的狀態，有可能從極早期宇宙的演化中產生出來，而且宇宙的演化幾乎變得與初始條件的一些細節無關。這樣就使上述那種利用初始條件的困難來否定宇宙客觀實在性的觀點失去了基礎。但有些人認為，由於暴漲引起的巨大距離尺度，使得從整體上去觀測宇宙的結構成為不可能。這種擔心有其理由，但如果暴漲模型正確的話，隨著科學實踐的發展，一定有可能突破人類認識上的困難。【宇宙物質多樣性】太陽系天體中，水星、金星表面溫度約達700K，遙遠的冥王星向日面的溫度最高時也只有50K；金星表面籠罩著濃密的二氧化碳大氣和硫酸雲霧，氣壓約50個大氣壓，水星、火星表面大氣卻極其稀薄，水星的大氣壓甚至小於2×10-9毫巴；類地行星(水星、金星、火星)都有一個固體表面，類木行星卻是一個流體行星；土星的平均密度為0.70克／厘米3，比水的密度還小，木星、天王星、海王星的平均密度略大於水的密度，而水星、金星、地球等的密度則達到水的密度的5倍以上；多數行星都是順向自轉，而金星是逆向自轉；地球表面生機盎然，其他行星則是空寂荒涼的世界。太陽在恆星世界中是顆普遍而又典型的恆星。已經發現，有些紅巨星的直徑為太陽直徑的幾千倍。中子星直徑只有太陽的幾萬分之一；超巨星的光度高達太陽光度的數百萬倍，白矮星光度卻不到太陽的幾十萬分之一。紅超巨星的物質密度小到只有水的密度的百萬分之一，而白矮星、中子星的密度分別可高達水的密度的十萬倍和百萬億倍。太陽的表面溫度約為6000K，O型星表面溫度達30000K，而紅外星的表面溫度只有約600K。太陽的普遍磁場強度平均為1×10-4特斯拉，有些磁白矮星的磁場通常為幾千、幾萬高斯（1高斯＝10-4特斯拉），而脈衝星的磁場強度可高達十萬億高斯。有些恆星光度基本不變，有些恆星光度在不斷變化，稱變星。有的變星光度變化是有周期的，周期從1小時到幾百天不等。有些變星的光度變化是突發性的，其中變化最劇烈的是新星和超新星，在幾天內，其光度可增加幾萬倍甚至上億倍。恆星在空間常常聚集成雙星或三五成群的聚星，它們可能占恆星總數的1／3。也有由幾十、幾百乃至幾十萬個恆星聚在一起的星團。宇宙物質除了以密集形式形成恆星、行星等之外，還以瀰漫的形式形成星際物質。星際物質包括星際氣體和塵埃，平均每立方厘米只有一個原子，其中高度密集的地方形成形狀各異的各種星雲。宇宙中除發出可見光的恆星、星雲等天體外，還存在紫外天體、紅外天體、X射線源、γ射線源以及射電源。星系按形態可分為橢圓星系、旋渦星系、棒旋星系、透鏡星系和不規則星系等類型。60年代又發現許多正在經歷著爆炸過程或正在拋射巨量物質的河外天體，統稱為活動星系，其中包括各種射電星系、塞佛特星系、N型星系、馬卡良星系、蠍虎座BL型天體，以及類星體等等。許多星系核有規模巨大的活動：速度達幾千千米／秒的氣流，總能量達1055焦耳的能量輸出，規模巨大的物質和粒子拋射，強烈的光變等等。在宇宙中有種種極端物理狀態：超高溫、超高壓、超高密、超真空、超強磁場、超高速運動、超高速自轉、超大尺度時間和空間、超流、超導等。為我們認識客觀物質世界提供了理想的實驗環境。現代天文學已經揭示了天體的起源和演化的歷程。當代關於太陽系起源學說認為，太陽系很可能是50億年前銀河系中的一團塵埃氣體雲(原始太陽星雲)由於引力收縮而逐漸形成的（見太陽系起源）。恆星是由星雲產生的，它的一生經歷了引力收縮階段、主序階段、紅巨星階段、晚期階段和臨終階段。星系的起源和宇宙起源密切相關，流行的看法是：在宇宙發生熱大爆炸後40萬年，溫度降到4000K，宇宙從輻射為主時期轉化為物質為主時期，這時或由於密度漲落形成的引力不穩定性，或由於宇宙湍流的作用而逐步形成原星系，然後再演化為星系團和星系。熱大爆炸宇宙模型描繪了我們的宇宙的起源和演化史：我們的宇宙起源於200億年前的一次大爆炸，當時溫度極高、密度極大。隨著宇宙的膨脹，它經歷了從熱到冷、從密到稀、從輻射為主時期到物質為主時期的演變過程，直至10～20億年前，才進入大規模形成星系的階段，此後逐漸形成了我們當今看到的宇宙。1980年提出的暴漲宇宙模型則是熱大爆炸宇宙模型的補充。它認為在宇宙極早期，在我們的宇宙誕生後約10 -36 秒的時候，它曾經歷了一個暴漲階段。時空起源有些人認為，時間和空間不是永恆的，而是從沒有時間和沒有空間的狀態產生的。根據現有的物理理論，在小於10 -43 秒和10 -33 厘米的範圍內，就沒有一個「鍾」和一把「尺子」能加以測量，因此時間和空間概念失效了，是一個沒有時間和空間的物理世界。這種觀點提出已知的時空形式有其適用的界限是完全正確的。正像歷史上的牛頓時空觀發展到相對論時空觀那樣，今天隨著科學實踐的發展也必然要求建立新的時空觀。由於在大爆炸後10 -43 秒以內，廣義相對論失效，必須考慮引力的量子效應，因此有些人試圖通過時空的量子化的途徑來探討已知的時空形式的起源。這些工作都是有益的，但我們決不能因為人類時空觀念的發展或者在現有的科學技術水平上無法度量新的時空形式，而否定作為物質存在形式的時間、空間的客觀存在。人和宇宙從本世紀60年代開始，由於人擇原理的提出和討論，出現了人類存在和宇宙產生的關係問題。人擇原理認為，可能存在許多具有不同物理參數和初始條件的宇宙，但只有物理參數和初始條件取特定值的宇宙才能演化出人類，因此我們只能看到一種允許人類存在的宇宙。人擇原理用人類的存在去約束過去可能有的初始條件和物理定律，減少它們的任意性，使一些宇宙學現象得到解釋，這在科學方法論上有一定的意義。但有人提出，宇宙的產生依賴於作為觀測者的人類的存在。這種觀點值得商榷。現在根據暴漲模型，那些被傳統大爆炸模型作為初始條件的狀態，有可能從極早期宇宙的演化中產生出來，而且宇宙的演化幾乎變得與初始條件的一些細節無關。這樣就使上述那種利用初始條件的困難來否定宇宙客觀實在性的觀點失去了基礎。但有些人認為，由於暴漲引起的巨大距離尺度，使得從整體上去觀測宇宙的結構成為不可能。這種擔心有其理由，但如果暴漲模型正確的話，隨著科學實踐的發展，一定有可能突破人類認識上的困難。未來宇宙科學宇宙科學大大深化了人們對宇宙結構、起源和演化的認識，為了解物質結構和相互作用提供了新的統一圖景。在地外生命等重大問題的研究中，天文學將更進一步與物理學交叉，並與許多領域緊密地聯繫在一起。中國的載人飛船和空間站何時能夠遨遊太空？在新千年即將來臨之際，67歲的飛船總設計師戚發軔教授發表了談話。試驗飛船發射入軌並圓滿返回到預定區域，為我國在21世紀前十年內實現把宇航員送上太空並安全返回打下了堅實的基礎。21世紀，人類開發利用豐富的空間資源將成為必然。空間資源主要有軌道資源、環境資源和物質資源。開發利用空間資源，人必須要較長時間在空間環境工作，並要往返於地球和空間站之間。載人飛船隻是往返天地之間的運輸工具，最終必須依賴長期在空間工作的空間站。建立空間站，一要解決太空人出艙，二要解決飛船與空間站的相互交會對接等技術難題。下個世紀，我國掌握空間站的關鍵技術應該不成問題。「宇宙」一詞，最早大概出自我國古代著名哲學家墨子（約公元前468-376）。他用「宇」來指東、西、南、北，四面八方的空間，用「宙」來指古往今來的時間，合在一起便是指天地萬物，不管它是大是小，是遠是近；是過去的，現在的，還是將來的；是認識到的，還是未認識到的……總之是一切的一切。從哲學的觀點看。人們認為宇宙是無始無終，無邊無際的。不過，對這個深奧的概念我們不打算做深入的探討，還是留給哲學家們去研究。我們不妨把眼光縮小一些，講一講利用我們現有的科學技術所能了解和觀測的宇宙，人們把它稱為「我們的宇宙」或「總星系」。從最新的觀測資料看，人們已觀測到的離我們最遠的星系是130億光年。也就是說，如果有一束光以每秒30萬千米的速度從該星系發出，那麼要經過130億年才能到達地球。這130億光年的距離便是我們今天所知道的宇宙的範圍。再說得明確一些，我們今天所知道的宇宙範圍，或者說大小，是一個以地球為中心，以130億光年的距離為半徑的球形空間。當然，地球並不真的是什麼宇宙的中心，宇宙也未必是一個球體，只是限於我們目前的觀測能力，我們只能了解到這一程度。在這個以130億光年為半徑的球形空間里，目前已被人們發現和觀測到的星系大約有1250億個，而每個星系又擁有像太陽這樣的恆星幾百到幾萬億顆。因此只要做一道簡單的數學題，你就不難了解到，在我們已經觀測到的宇宙中擁在多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如滄海一粟，渺小得微不足道。一直以來，天文學家和我們一樣，想知道宇宙究竟有多大。最近，美國的太空網報道，經過艱苦的計算工作，天文學家發現宇宙超乎尋常的大，其長度至少為1560億光年。「這樣一個有關宇宙大小的發現，顯然是以"宇宙是球形的，是有限無邊的』為前提條件的。」中國國家天文台的研究員陳大明在接受記者專訪時說，「長期以來，宇宙學研究領域一直有這樣一個爭論，宇宙究竟是球形的、馬鞍形的、還是平坦的。」北京師範大學副教授張同傑說：「國際主流宇宙學普遍認為宇宙是平坦的，是無限的。」那麼，圍繞宇宙的爭論從何而來？理據何在？一種最為普遍的觀點：在大爆炸之後，宇宙誕生了。「根據現代宇宙學中最有影響的大爆炸學說，我們的宇宙是大約137億年前由一個非常小的點爆炸產生的，目前宇宙仍在膨脹。」陳大明研究員說，「這一學說得到大量天文觀測的證實。」這一學說認為，宇宙誕生初期，溫度非常高，隨著宇宙的膨脹，溫度開始降低，中子、質子、電子產生了。此後，這些基本粒子就形成了各種元素，這些物質微粒相互吸引、融合，形成越來越大的團塊，這些團塊又逐漸演化成星系，恆星、行星，在個別的天體上還出現了生命現象，能夠認識宇宙的人類最終誕生了。宇宙是球形的、有限無邊的？「認為宇宙是球形的觀點在很長時間內存在著，儘管不是國際宇宙學界的主流。」陳大明介紹說，「它的每一次提出，都會引起人們的關注，就是因為這一觀點很奇特。」一個最為明顯的例子就是不久前，由美國數學家傑弗里·威克斯構建的宇宙模型：一個大小有限、形狀如同足球的鏡子迷宮。「形如足球」的模型令科學界震驚，因為這一學說宣稱，宇宙之所以令人產生無邊無界的「錯覺」，是因為這個有限空間通過「返轉」效應無限重複映現自身。威克斯認為，人們之所以感覺宇宙是無限的，是因為宇宙就像一個鏡子迷宮，光線傳過來又傳過去，讓人們發生錯覺，誤以為宇宙在無限伸展。這一驚人推斷後來被《新科學家》雜誌收錄，同時作為一種「奇談」在民間廣為流傳著。

牛郎織女牛郎織女是我國最有名的一個民間傳說，是我國人民最的關於星的故事。這個故事是誰最先說出來的，什麼時候開始在民間流傳——這兩個問題不曉得已經有人考證出來沒有。南北朝時代寫成的《荊楚歲時記》里有這麼一段：「天河之東，有織女，天帝之子也。年年織杼役，織成雲錦天衣。天帝憐其獨處，許嫁河西牽牛郎。嫁後遂廢織紝。天帝怒，責令歸河東。唯每年七月七日夜，渡河一會。」關於織女，古書里還有幾處提到她。《後漢書·天文志》：「織女，天子真女。」《史記》：「三星，在天紀東端，天女也。」《焦林大斗記》：「天河之東，有星微微，在氐之下，謂之織女。」天河就是我們在夜裡看到的那條橫貫天空的光帶；我國古人也把它叫做「銀漢」、「星河」、「天杭」、「銀潢」、「明河」、「高寒」等等。現在天文學家叫它「銀河」。織女星在銀河的東邊，它的西名是Vega。從前我國人把天空分作二十八宿和三桓，現在全世界的天文學家公定把天空分作88個「星座」。織女星是天琴星座里最亮的恆星。附近銀河裡有五個幾乎一樣亮的恆星排成十字架的形狀，那五個星屬天鵝座。銀河的西邊稍為南一點有三個星排得很近，中間那個比較亮一些的星就是牛郎星，也叫牽牛星，我國古稱「河鼓」、「何鼓」、「黃姑」，西名叫Altair。牛郎是天鷹座里最亮的恆星。它和兩旁那兩個亮度小一點的星，有時候被人們合起來稱為「扁擔星」。神話里說旁邊那兩個星是牛郎和所生的孩子。天鵝在銀河裡漂游，河畔有一位姑娘在織布，對岸有一個牧人帶著兩個小孩子在放牛。這是多麼美麗的一幅圖畫。宋代詞人秦觀也被牛郎織女這個悲裡帶歡、歡裡帶悲的故事激動了文思；他把這可歌可泣的故事的意境用長短句很巧妙地表達出來。「鵲橋仙」是詞里很美麗的一首。纖雲弄巧，飛星傳恨，銀漢迢迢暗度。金風玉露一相逢，便勝卻人間無數。柔情似水，佳期如夢，忍顧鵲橋歸路。兩情若是久長時，又豈在朝朝暮暮。從前我國許多人相信牛郎和織女真的在七夕渡河相會一次。那一夜，婦女們都穿針乞巧民，又以瓜果祀織女星。這個故事也常被用作戲劇的資料，京劇、話劇和各地的地方戲裡多半有「牛郎織女」這齣戲。在戲劇里，牛郎是一個農村裡放牛的孩子。他不肯幫哥哥種田，不肯幫嫂嫂車水，不肯幫媽媽做家務事。牛郎只是貪玩，只愛作奇怪的幻想。他的最好的朋友就是他所看守的老牛。有一晚，他在夢幻中看到天上的仙境。他便牽著老牛動身到天上去。同時，在天上有一位織女卻想要下凡來享受人間的溫暖。王母娘娘可憐織女的孤寂，便差遣金童玉女和喜鵲把織女帶到天涯海角去和牛郎相會。「金風玉露一相逢」，真是「勝卻人間無數」。一對愛侶被送上九霄雲外度蜜月去了。牛郎游遍了天上的勝境，日子一久，也便覺得平淡無奇了。織女得繼續紡織雲錦天衣，不能老陪著他。牛郎越來越感覺無聊，又從金童得知家裡的人日夕在盼望他回去，便把回家的意念告訴織女。織女決心和他同到地上去享受那可愛的春天。可惜事機不密，給西王母曉得了。她趕來用玉簪劃成銀河一道，把牛郎和織女隔開，只答應每年七夕遣喜鵲結成天橋，使他們渡河相會一次。牛郎回到人間，很高興地再看到母親、哥哥、嫂嫂。從此，他不再偷懶，不再作無謂的幻想，天天努力勞動。他覺悟到在現實生活里也可以創造出美麗來。他聞到泥土的香味了，他洞悉生活的意義了。他唯一的惋惜，就是所愛的織女不能也到地上來和他一起勞動，一起享受人間的溫暖。不過每年七夕還可以相會一次，那已經比永別好多了。有個話劇里有幾首歌曲，其中一首是俞鵬所作的《鵲相會》：誰知道天長地久何時了？誰知道離恨年年有多少？度盡了長歲，好難得這七夕良宵；卻又是無限悲愁相逢在鵲橋。夢長夜短總是多情惱。見東山晨星已現，天將曉。可奈何，喜鵲頻噪，催人分道。只好待明年的七夕快快的來到。一直到今天，我國還有好些人真的相信牛郎織女兩星每年七夕渡河相會一次，許多婦女還在那一夜向織女乞巧。很可惜，科學告訴我們：牛郎織女這個故事並不是真的，它只是一個富有詩意的神話而已。近年來，天文學的進步，使我們對這個恆星，對其他的恆星和銀河中，都認識得比從前清楚得多。銀河並不是一條河，銀河裡並沒有一滴水，也沒有橋。它是很多恆星和星雲的集合，用大望遠鏡就可以看出來。牛郎織女兩星雖然不是絕對的「恆」，但每逢七夕並不能看出它們向對方移動絲毫，當然更談不到「渡河」。每年七夕，還是一在河之東，一在河之西，彼此都在望河興嘆。科學的進步竟打碎了他們的美夢，這使作者想起曹雪芹替太虛幻境的牌坊所作的對聯：厚地高天，堪嘆古今情不盡；痴男怨女，可憐風雲債難酬。恆星的「恆」字，只是和行星的「行」字相對而言。實際上天上沒有一個星是絕對地「恆」；每個星都在動，動多動少而已。牛郎星每年在天球上移動0.658角秒；此外，每秒鐘還以26千米（每小時93600千米）的速度離開我們往外跑。所以，牛郎星在空間的速度比地上最快的客機還快幾十倍。織女動得慢一點，不過在女子百米比賽里還是可以得冠軍。她每年在天球上移動0.345角秒，每秒鐘以14千米的速度離開我們行為往外跑。牛郎和織女都比太陽大得多、亮得多。為什麼我們看起來只是兩小點的光呢？那是因為這兩個恆星比太陽遠得多。牛郎的光度為太陽的10.5倍，直徑大7成，質量差不多大7成。織女的光度等於太陽的60倍，直徑等於太陽的2.76倍，質量差不多等於太陽的3倍。所以，織女比牛郎大，比牛郎亮，比牛郎重，算來還是牛郎的大姐姐。牛郎離我們的距離為154萬億千米，比太陽遠100萬倍；織女離我們的距離為250萬億千米，比太陽遠170萬倍。織女不僅比牛郎大好些、亮好些，而且又遠好些，所以我們看起來兩個星差不多一樣亮。光從牛郎星來到我們的眼裡，需要16年4個月；光從織女星來，需要26年5個月。牛郎織女兩星不是在同一方向，兩星之間的距離是16.4光年。無線電波的速度和光一樣，假使牛郎想打一個無線電話給織女，得等32年才有收到回電的可能。恆星在大小、光度、溫度、顏色方面相差都很大，質量卻差得不很多。20世紀以來，天文學家把許多恆星分門別類，好像生物學家把動植物分門別類那樣。科學家已經證明日光和星光都是從原子能來的。因此，牛郎和織女這兩個星也可以說是兩個非常大的原子彈。它們把肚子里的原子能變成光線發射出來。人類在欣賞它們的燦爛的光輝的時候，竟幻想出一個哀艷動人的故事來。童話和神仙故事並不會因物質文明的進步而被消滅。它們可以提高少年人的幻想能力，可以作成年人的業餘的消遣，又可以作為各種藝術的原料。中國的牛郎織女可以和希臘的奧德賽、金羊毛，法國的尼貝倫指環等故事並列。每年七夕，大家不妨繼續提出牛郎織女這個故事來談：一方面欣賞這富有詩意的神話，一方面也可藉機會提倡科學，使一般人注意到科學家替我們所發現的許多關於星星的新知識。

天文術語（共收集106條天文術語）[此文章來自空間天文網]漢語拼音引索-A>> 暗物質 an既看不見又不發出輻射的物質，占宇宙質量的90%。它們不可見，但通過對它們對星系和銀河星團的引力作用可以推斷它們確實存在。>> 奧伯斯佯繆 ao b德國天文學家奧伯斯1826年指出, 靜止,均勻,無限的宇宙模型會導致一個重大矛盾,即無論從哪一個方向觀看天空,視線都會碰到一個星星因而整個天空就要亮的象太陽一樣,實際上夜空卻是黑的。理論和觀測之間的這種矛盾就叫做奧伯斯佯繆。即使天體之間有吸光物質,這個矛盾也仍然存在。有些人從天體非均勻分布,天體壽命有限的效應或演化效應來解釋; 也有人通過假設引力常數隨距離的增加而減少到零來解釋。對於奧伯斯佯繆,現在一般都傾向於從膨脹宇宙模型來解釋。這個矛盾是從觀測和理論相聯繫的角度考慮宇宙的大尺度性質時提出來的。它標誌著科學的宇宙學的萌芽。>> 奧爾特雲 ao e包圍在太陽系外面的一個由冰質物質構成的巨大的球形雲，是長周期彗星的儲存庫。漢語拼音引索-B>> 白矮星 bai a白矮星的光譜屬於Ａ型，是高溫、體積小的緻密星，即使大小如地球般，質量已介乎於十分之三及一·四個太陽質量間，密度是水的十萬倍。現時大約測度到一千多顆白矮星，白矮星是恆星演化晚期歸宿之一，我們的太陽終歸是走上這一條路途的。>> 白洞 bai d廣義相對論所預言的一種與黑洞相反的特殊天體。和黑洞類似，它也有一個封閉的邊界，聚集在白洞內部的物質，只可以經邊界向外運動，而不能反向運動，就是說白洞只向外部區域輸出物質和能量，而不能吸收外部區域的任何物質和輻射。球狀白洞的幾何邊界也是以史瓦西半徑為半徑的球面。其外部時空由史瓦西度規描述。白洞是一個強引力源，其外部引力性質與黑洞相同。白洞可以把它周圍的物質吸積到邊界上形成物質層。白洞學說主要用來解釋一些高能天體現象，有人認為，類星體的核心就可能是一個白洞。當白洞內中心奇點附近所聚集的超密態物質向外噴射時，就會同它周圍的物質發生猛烈碰撞，而釋放出巨大能量。因此，有些劇烈的射電射線現象可能與白洞的這種效應有關。白洞目前還是一種理論模型，尚未被觀測所證實。>> 棒旋星系 ban一種有棒狀結構貫穿星系核的漩渦星系。在星系的分類中，以符號SB表示，以區別於正常螺旋星系S。在全天的亮星系中,棒旋星系約佔15%.當統計到較暗的星系時,棒旋星系的比例提高到25%. 棒旋星系在質量,光度和光譜上,在成員天體的星族類型, 氣體和塵埃的分布, 星系盤和星系暈的結構以及空間分布的特等方面，都和正常的螺旋星系相似.按照哈勃的分類法和沃庫洛的分類法,棒旋星系可分為三類:①正常棒旋星系SBa、SBb、和SBc; ②透鏡型棒旋星系SB0；③不規則棒旋星系SBd和SBm.正常棒旋星系的特徵是棒狀結構明顯，旋臂從棒端伸出,通常與棒體成90度。旋臂從a到c越來越展開。SBa和SBb的棒狀結構光滑，而SBc的棒體和旋臂上都有明顯可見的亮星、亮節或亮團.透鏡型棒旋星系SB0與橢圓星系的不同之處則是沒有旋臂.它的外形猶如希臘字母的Θ,即中心有一亮核,核外為一圈亮度較暗並與核共心的透鏡型星系盤,棒體的兩端一般交於盤體的周邊之上. 不規則棒旋星系SBd和SBm的棒狀結構不一定在星系的中心位置上。棒狀結構的光度約佔星系光度的10~20%; 顏色往往比旋臂紅. 棒旋星系在運動方面的特徵是:核心常為一個大質量的快速旋轉體,運動狀態和空間結構複雜棒狀結構內部和附近的氣體和恆星都有非圓周運動; 星系盤在星系的外部似乎居主要地位, 占星系質量的很大一部分. 棒旋星系有許多基本問題尚待解決,如棒狀結構是怎樣形成的,它在星系演化過程中起什麼作用等.>> 本星系群 ben以銀河係為中心，半徑約為百萬秒差距（３００多萬光年）的空間內的星系之總稱。也有人把本星系群的中心定義為銀河系和仙女星系（Ｍ３１）的公共重心。目前已知本星系群的成員星系和可能的成員星系有４０個左右。其中有兩個巨型旋渦星系（銀河系和仙女星系），一個中型旋渦星系（三角星系），一個矮型棒旋星系（大哲倫雲），可能還包括一個透鏡型巨星系（馬菲１），其餘都是矮橢圓星系和不規則星系。本星系群是一個典型的疏散群，沒有向中心集聚的趨勢。但其中的成員三、五聚合為次群，至少有以銀河系和仙女星係為中心的兩個次群。本星系群的總質量為六千五百億倍，銀河系和仙女星系二者質量之和佔了絕大部分。近距離星的公共重心。目前已知本星系群的成員星系和可能的成員星系有４０個左右。其中有兩個巨型旋渦星系（銀河系和仙女星系），一個中型旋渦星系（三角星系），一個矮型棒旋星系（大哲倫雲），可能還包括一個透鏡型巨星系（馬菲１），其餘都是矮橢圓星系和不規則星系。本星系群是一個典型的疏散群，沒有向中心集聚的趨勢。但其中的成員三、五聚合為次群，至少有以銀河系和仙女星係為中心的兩個次群。本星系群的總質量為六千五百億倍，銀河系和仙女星系二者質量之和佔了絕大部分。近距離星系團的空間分布表明，有一個以室女星系團為中心的更高一級的星系成團現象，長徑約為３０～７５百萬秒差距，包括５０個左右星系團和星系群，稱為本超星系團，本星系群是它的一個成員。>> 閉合宇宙 bi所擁有的質量產生的引力足以對抗其膨脹的宇宙，這種宇宙最後將以坍縮為結局。>> 變星 bian凡是能夠觀測到亮度變化的恆星，都稱為變星。變星主要分為造父變星和食變星兩類。食變星實際上是雙星系統造成的，兩顆星彼此繞著對方旋轉，互相遮掩彼此的光芒，從而引起觀測亮度的變化。這類變星的代表是英仙座的大陵五。造父變星的變光現象，確實是由它自身造成的，如仙王座的造父一。這類變星就象人體的心臟一樣，總在不停地搏動－－膨脹與收縮，從而引起亮度的變化，其搏動的周期也就是它亮度變化的周期。>> 標準時 biao把地球按地理經度分為24個時區，沒一個時區包含地理經度15°。並以格林尼治本初子午線東、西各7°、5°的範圍作為零時區，在零時區以東為東一區（東經7°.5-22°.5），東二區……東十二區；以西為西一區（西經7°.5-22°.5），西二區……西十二區（與東十二區重合）。每一時區都按它的中央子午線來計量時間，即採用它的中央子午線的地方平時，叫做標準時。相鄰兩時區，時間相差1小時。我國地域廣闊，橫跨東五區到東九區五個時區。為了方便，一律採用第八區時，即東經120°標準時，一就是我們通常所說的北京時間。北京時間比世界是早八小時。即：北京時間=世界時+8小時。漢語拼音引索-C>> 超新星 chao xin x一顆看來暗淡的恆星，由於本身內部的突然爆發，向外拋射大量物質及能量，光度驟增一千萬倍，亮度超過本身的十七個視星等。這時我們稱之為超新星爆發（爆炸）　超新星並非星，而只是一個爆發現象，也是恆星演化到晚期的一個階段，亮度增幅少於十七個視星等的稱為新星爆發（爆炸）。恆星的歸宿是按其質量大小和爆發的程度而進入不同的最後階段，新星爆炸後就進入白矮星階段，超新星爆炸後則演化成中子星或黑洞>> 超星系團 chao xing數千個星系在引力的連接下結成的巨大星群。>> 赤道坐標 chi d一種「天文坐標「。以赤經和赤緯兩個坐標表示天球上任一天體的位置。由春分點的赤經圈（時圈）與通過該天體的赤經圈在北天極所成的角度，或在天赤道上所夾的弧長，稱為該天體的赤經計量方向自春分點起沿著與天球周日運動相反的方向量度，以時、分、秒表示。從天赤道開始沿赤經圈到天體的角距離稱為該天體的赤緯。計量方向從天赤道起，由0－90度，天赤道以北為正。>> 赤經、赤緯 chi j在天球的赤道坐標系中，天體的位置根據規定用經緯度來表示，稱作赤經（α）、赤緯（δ）。我們知道，赤道和地球的公轉軌道面也就是黃道是不重從合的，二者間有23°左右的夾角（天文學稱之為「黃赤交角」）。這樣，天赤道和黃道就有了兩個交點，而這兩個交點在天球上是固定不變的。黃道自西向東從赤道以南穿到赤道以北的那個交點，在天文學中稱之為「春分點」。我們把通過這一點的經線定為天球赤道坐標系經線的0°。與地球經度不同的是赤經不分東經、西經，它是從0°開始自西向東到360°。而且，它的單位事實上也不是「度」，而是時間的單位時、分、秒，範圍是0~24時。天球赤道坐標系的緯度規定與地球緯度類似。只是不稱作「南緯」和「北緯」，天球赤緯以北緯為正，以南為負。>> 沖 cho行星在其軌道上與地球隔著太陽正相對的一點。漢語拼音引索-D>> 大爆炸宇宙學 da現代宇宙學中最有影響的一種學說。與其它宇宙模型相比，它能說明較多的觀測事實。它的主要觀點是認為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期里，宇宙體系並不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質密度從密到稀地演化。這一從冷到熱從密到稀的過程如同一次規模很大的爆發。根據大爆炸宇宙學的觀點，大爆炸的整個過程是：在宇宙的早期，溫度極高，在１００億度以上。物質密度也相當大，整個宇宙體系達到平衡。宇宙間只有中子、質子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態的物質。但是因為整個體系在不斷膨脹，結果溫度很快下降。當溫度降到１０億度左右時，中子開始失去自由存在的條件，它要麼發生衰變，要麼與質子結合成重氫、氦等元素；化學元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到１００萬度後，早期形成化學元素的過程結束。宇宙間的物質主要是質子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當溫度降到幾千度時，輻射減退，宇宙間主要是氣態物質，氣體逐漸凝聚成氣雲，在進一步形成各種各樣的恆星體系，成為我們今天看到的宇宙。大爆炸模型能統一說明以下幾個觀測事實：１大爆炸理論主張所有恆星都是在溫度下降後產生的，因而任何天體的年齡都應比自溫度至今天這一段時間為短，即應小於２００億年。各種天體年齡的測量證明了這一點。２觀測到河外天體有系統性的譜線紅移，而且紅移與距離大體成正比。如果用多普勒效應來解釋，那麼紅移就是宇宙膨脹的反映。３在各種不同天體上，氦丰度相當大，而且大都是３０％。用恆星核反應機制不足以說明為什麼又如此多的氦。而根據大爆炸理論，早期溫度很高，產生氦的效率也很高，則可以說明這一事實。４根據宇宙膨脹速度以及氦丰度等，可以具體計算宇宙每一歷史時期的溫度。大爆炸理論的創始人之一伽莫夫曾預言今天的宇宙已經很冷，只有絕對溫度幾度。１９６５年，果然在微波波段上探測到具有熱輻射譜的微波背景輻射，溫度大約為３Ｋ。這一結果無論在定性上或者定量上都與大爆炸理論的預言相符。但是，在星系的起源和各向同性分布等方面，大爆炸宇宙學還存在一些未解決的困難問題。...................................................>> 地方時 di f恆星時、視時、平時都由時角定義，而時角是從子午圈量起的，對於地面上不同地理經圈的地方，它們的子午圈是不同的，施加也就不同。因此，以地方子午圈為基準所決定的時間，叫做地方時。在同一計量系統內，同一瞬間測得地球上任意兩點的地方時刻之差，在數值上等於著兩點的地理經度差。...................................................>> 地平經度（方位角） di p自北點沿地平圈向東度量的天體的距離。...................................................>> 地球的磁層 di qiu de c地球磁場，簡言之是偶極型的，近似於把一個磁鐵棒放到地球中心，使它的Ｎ極大體上對著南極而產生的磁場形狀。當然，地球中心並沒有磁鐵棒，而是通過電流在導電液體核中流動的發電機效應產生磁場的。地球磁場不是孤立的，它受到外界擾動的影響，宇宙飛船就已經探測到太陽風的存在。太陽風是從太陽日冕層向行星際空間拋射出的高溫高速低密度的粒子流，主要成分是電離氫和電離氦。因為太陽風是一種等離子體，所以它也有磁場，太陽風磁場對地球磁場施加作用，好像要把地球磁場從地球上吹走似的。儘管這樣，地球磁場仍有效地阻止了太陽風長驅直入。在地球磁場的反抗下，太陽風繞過地球磁場，繼續向前運動，於是形成了一個被太陽風包圍的、慧星狀的地球磁場區域，這就是磁層。地球磁層位於地面600～1000公里高處，磁層的外邊界叫磁層頂，離地面5～7萬公里。在太陽風的壓縮下，地球磁力線向背著太陽一面的空間延伸得很遠，形成一條長長的尾巴，稱為磁尾。在磁赤道附近，有一個特殊的界面，在界面兩邊，磁力線突然改變方向，此界面稱為中性片。中性片上的磁場強度微乎其微，厚度大約有1000公里。中性片將磁尾部分成兩部分：北面的磁力線向著地球，南面的磁力線離開地球。1967年發現，在中性片兩側約10個地球半徑的範圍里，充滿了密度較大的等離子體，這一區域稱作等離子體片。當太陽活動劇烈時，等離子片中的高能粒子增多，並且快速地沿磁力線向地球極區沉降，於是便出現了千資百態、絢麗多彩的極光。由於太陽風以高速接近地球磁場的邊緣，便形成了一個無碰撞的地球弓形激波的波陣面。波陣面與磁層頂之間的過渡區叫做磁鞘，厚度為3～4個地球半徑。地球磁層是一個頗為複雜的問題，其中的物理機制有待於深入研究。磁層這一概念近來已從地球擴展到其他行星。甚至有人認為中子星和活動星系核也具有磁層特徵。...................................................>> 地球的輻射帶 di qiu de f早在20世紀初，就有人提出太陽在不停地發出帶電粒子，這些粒子被地球磁場俘獲，束縛在離地表一定距離的高空形成一條帶電粒子帶。50年代末60年代初，美國科學家范艾倫根據「探險者」1號、3號、4號的觀測資料證實了這條輻射帶的存在，確定了它的結構和範圍，並發現其外面還有另一條帶電粒子帶，於是離地面較近的輻射帶稱為內輻射帶，離地面較遠的稱為外輻射帶，因是范艾倫最先發現的，故又稱為內范艾倫帶和外范艾倫帶。這兩條地球輻射帶對稱於地球赤道排列，且只存在於低磁緯地區上空。內輻射帶的中心約在1.5個地球半徑，範圍限於磁緯±40°之間，東西半球不對稱，西半球起始高度低於東半球，帶內含有能量為50兆電子伏的質子和能量大於30兆電子伏的電子。外輻射帶位於地面上空約2～3個地球半徑處，厚約6000公里，範圍可延伸到磁緯50°～60°處，其中的帶電粒子能量比內帶小。一般說來，在內輻射帶里容易測得高能質子，在外輻射帶里容易測得高能電子。地球輻射帶是空間探測時代的第一項重大天文發現。1992年2月初，美國和俄羅斯的空間科學家宣布，他們發現了地球的第三條輻射帶。新輻射帶位於內外范艾倫帶當中的位置，是由所謂的反常宇宙線——大部分是丟失一個電子的氧離子構成的。...................................................>> 第二宇宙速度 di e使航天器繞太陽運行的最低速度(11.2km/s)。...................................................>> 第三宇宙速度 di s使航天器脫離太陽系飛向星際空間的最低速度(16.7km/s)。>> 第一宇宙速度 di y發射人造地球衛星並使之圍繞地球飛行的最低速度(7.9km/s)。漢語拼音引索-F>> 方位角（地平經度） fa自北點沿地平圈向東度量的天體的距離。.................................................漢語拼音引索-G>> 光斑（譜斑）guang b太陽光球層上比周圍更明亮的斑狀組織。用天文望遠鏡對它觀測時，常常可以發現：在光球層的表面有的明亮有的深暗。這種明暗斑點是由於這裡的溫度高低不同而形成的，比較深暗的斑點叫做「太陽黑子」，比較明亮的斑點叫做「光斑」。光斑常在太陽表面的邊緣「表演」，卻很少在太陽表面的中心區露面。因為太陽表面中心區的輻射屬於光球層的較深氣層，而邊緣的光主要來源光球層較高部位，所以，光斑比太陽表面高些，可以算得上是光球層上的「高原」。光斑也是太陽上一種強烈風暴，天文學家把它戲稱為「高原風暴」。不過，與烏雲翻滾，大雨滂沱，狂風卷地百草折的地面風暴相比，「高原風暴」的性格要溫和得多。光斑的亮度只比寧靜光球層略強一些，一般只大10%；溫度比寧靜光球層高300℃。許多光斑與太陽黑子還結下不解之緣，常常環繞在太陽黑子周圍「表演」。少部分光斑與太陽黑子無關，活躍在70°高緯區域，面積比較小，光斑平均壽命約為15天，較大的光斑壽命可達三個月。光斑不僅出現在光球層上，色球層上也有它活動的場所。當它在色球層上「表演」時，活動的位置與在光球層上露面時大致吻合。不過，出現在色球層上的不叫「光斑」，而叫「譜斑」。實際上，光斑與譜斑是同一個整體，只是因為它們的「住所」高度不同而已，這就好比是一幢樓房，光斑住在樓下，譜斑住在樓上。...................................................>> 光年 guang n光在一年中走過的路程，等於9,470,000,000,000千米。...................................................>> 過去光錐 guo將一塊石頭扔進水塘，水表面的漣漪向四周散開，漣漪以圓周的形式越變越大，這個二維的池塘水面加上一維的時間，擴大的水圈與時間就能畫出一個圓錐，頂點是石頭擊中到水面的地方和時間，類似地，從一個事件出發的光在四維的空間－時間裡形成了一個三維的圓錐，這個圓錐稱為事件的過去光錐，它的宇宙學意義就是當我們遙望夜空的時候，我們並沒有看到目前狀態的宇宙，天空所顯示的圖像不同於一副瞬時拍攝的快照因為光從遙遠的地方到達我們這裡要花一定的時間，我們在天空中所見到的任何一個天體都是它在發光瞬間的像。望遠鏡好比是「望時鏡」。天體離的越遠，我們今天見到的像在時間上就倒退的越早。實際上我們所見的宇宙是一個穿越時空回溯的像。同樣道理，一個事件將產生一個未來光錐，事件以光速向我們逼近，它的物理影響在到達前是完全無法預測的，因為我們沒有發現事件發生，我們此刻還在這個事件的未來光錐之外。例如，假定太陽在三分鐘之前停止發光，這個事件不會對此刻的地球發生影響，我們只能在五分鐘後，當地球位於太陽停止發光這一事件的未來光錐之內才受到絕對過去發生的這一事件的影響。...................................................漢語拼音引索-H>> 合 he兩個天體與觀測者的視線成一條直線。.................................................>> 黑洞 hei引力極強的地方，沒有任何東西能從該處逃逸，甚至光線也不例外。黑洞可從大質量恆星的「死亡」中產生，當一顆大質量恆星耗盡其內部的核燃料而抵達其演化末態時，恆星就變成不穩定的並發生引力坍縮，死亡恆星的物質的重量會猛烈地沿四面八方向內擠壓，當引力大的無任何其他排斥力相對抗時，把恆星壓成一個稱為「奇點」的孤立點。有關黑洞結構的細節可用愛因斯坦解釋引力使空間彎曲和時鐘變慢的廣義相對論來計算，奇點是黑洞的中心，在它周圍引力極強，通常把黑洞的表面稱為視界，或叫事件地平，或者叫做「靜止球狀黑洞的史瓦西半徑」，它是那些能夠和遙遠事件相通的時空事件和那些因信號被強引力場捕獲而不能傳出去的時空事件之間的邊界。在事件地平之下，逃逸速度大於光速。在數學模型方面研究的相當完善。.................................................>> 赫羅圖 he l1911年丹麥天文學家赫茨普龍，1913年美國天文學家羅素各自獨立繪出亮星的光度—溫度圖，發現大多數恆星分布在圖中左上方至右下方的一條狹長帶內，從高溫到低溫的恆星形成一個明顯的序列，稱為「主星序」。為了紀念兩位科學家作出的貢獻，人們稱這種圖為赫—羅圖(HR-diagram)。該圖顯示出恆星的光度和表面溫度隨時間變化的情形，橫坐標是恆星的光譜型，按照O、B、A、F、C、G、K、M順序排列，是恆星的溫度序列。縱坐標是絕對星等，即恆星光度。大多數恆星集中在主星序，少數集中在右邊中部組成巨星序，一些光度特別大的超巨星分布在圖的上方。那些溫度高、光度弱的白矮星集中在左下方一個較密集的區域。赫羅圖對研究恆星的演化有重要作用。.................................................>> 河外星系 he w河外星系指的是銀河系之外的其他星系，它們都是與銀河系屬於同一量級的龐大恆星系統。河外星系一般用肉眼看不見，就是通過一般望遠鏡去觀察，也還是一片霧，天文學家才發現二者完全是兩碼事：河外星雲實際上是和我們銀河系、類似的星系，而真正的「星雲」，都是我介銀河系的內部成員，是由恆星之間的稀薄氣體和塵埃組成的。因此，現在再也不用「河外星雲」這個詞了，而一律改稱「河外星系」。.................................................>> 「恆顯圈」與「恆隱圈」 heng xian地球上不同緯度地區能看到的星座是不一樣的。對於某一點，有些星座永遠也看不到的；反過來呢，有些星座在那兒一年四季都看得見。對於一個地方來說，到底哪些星座看不到呢？這裡有一個小竅門，假設一個地點的緯度是φ，那麼赤緯小於-（90°-φ）的天體在這裡就永遠看不到。反之，凡是赤緯大於（90°-φ）的天體，在這裡就總能看到。因此，在天文學上，赤緯（90°-φ）稱之這一地區的「恆顯圈」，而赤緯-（90°-φ）叫做該地區的「恆隱圈」。比如在北京，赤緯50°就是北京地區的「恆顯圈」，位於赤緯50°以上的星星老是在天上，永遠也不會落到地平線以下去。而赤緯-50°叫做北京地區的「恆隱圈」，位於赤緯-50°經南的星星北京永遠也看不到。而在赤道上（緯度為0°），即使赤緯是+90°和-90°的天體也能看到，也就是說，赤道上沒有「恆隱圈」，在赤道上各個位置的天體都能看得見。反之，在地球的南北極，則始終只能看到半個天空，另一半天空永遠看不到，這兩處擁有地球上最大的「恆隱圈」。.................................................>> 恆星時 heng xin天球的周日旋轉是地球自轉的反映，我們就利用太陽、恆星或天球上假想點的周日運動來建立時間系統。由於選取的特定點不同，在天文學中就有幾種不同的計量時間系統，如恆星時、真太陽時、平太陽時等。恆星是以春分點的周日視運動來確定的計量時間的系統。一個地方的恆星時以春分點對於該地子午圈的時角類量度。春分點連續兩次上中天的時間間隔為1恆星日，再分為24個恆星小時……等等。.................................................>> 紅外天文學 hong w利用天體在波長界於1.0-350微米的紅外波段來研究天文現象的天文分之學科。整個紅外波段可分為近紅外（1.0-5微米）、中紅外（5-30微米）和遠紅外（30-350微米）三個波段。表面溫度近於3000° K的物體的主要輻射能量集中在近紅外波段，且溫度越低，輻射的峰值波長就越長。因此諸如紅巨星、原恆星、恆星延伸大氣中的塵埃包層、氣體星雲和星際介質等均宜於在紅外波段進行觀測研究。由於星際介質對紅外光的吸收較小，因此對掩埋在氣體和塵埃區域的天體更只好用紅外波段進行觀測研究了。隨著半導體物理學的發展和軍事偵察的需要，研製出了靈敏度很高而熱雜訊很低的單元（測輻射熱計）和陣列紅外檢測器件（紅外CCD），紅外天文學在近年獲得了巨大的發展。已經和正在研製的大口徑光學望遠鏡均是與紅外共用的。當然不僅紅外檢測器本身的熱輻射會防礙對微弱信號的檢測，天空背境和環境的熱輻射也是討厭的雜訊源。因此紅外檢測元件和一些核心的相關的部件必須在液氮或甚致液氦條件下工作。特別是中紅外和遠紅外，最好到地球大氣外去工作。迄今最重要和最成功的紅外探測計劃是口徑60厘米的IRAS紅外天文衛星（1983年發射，觀測到245839個紅外源）。其次有ISO中紅外空間天文台，大視場紅外實驗裝置和深空近紅外巡天裝置等。宇宙背景探測器（COBE）也包含了紅外波段，對2.74K背景輻射的探測起了巨大的作用。紅外波段對於研究星系的起源和恆星及其行星系統的起源是十分重要和有用的。因此美國計劃發射空間紅外望遠鏡裝置（SIRTF），同溫層紅外天文台（SOFIA）,並在地面建造口徑8米的紅外專用望遠鏡（IRO）等。.................................................>> 紅移現象 hong y在宇宙的星系中，星系光譜的譜線向紅端的位移現象稱為紅移，那正表明了多普勒效應。星系在我們視線方向遠離我們，紅移量愈大，距離愈遠，退行速度也愈高。絕大部分的河外星系也存在著紅移，這也表明了宇宙的不斷膨脹。換句話說，紅移正是宇宙膨脹的重要證據。二十年代，天文學家哈勃定出哈勃定律，利用所測得的紅移值定出星系的距離。.................................................>> 環形山 huan環形山是月面上最顯著的地貌特徵。月面上星羅棋布、重重疊疊的環形山酷似地球上的火山口，中央有一塊圓形的平地，外圍是一圈隆起的山環，內壁陡峭，外坡平緩。環形山的中間有一個陷落的深坑，四周圍有高聳直立的岩石，環形山的高度一般在7～8公里之間。環形山大小不一，直徑相差懸殊，小的環形山直徑不足10公里，有的僅一個足球場大小；大的環形山直徑超過100公里。最大的環形山是月球南極附近的貝利環形山，直徑達295公里，比我國的浙江省小一點；　　在月面上，直徑大於1公里的環形山總數達33000多個，占月球表面積的10％；至於更小的、名副其實的月坑則數不勝數了。環形山的形狀也各不相同，有的大環形山內再套一個小環形山，有的大環形山中央有一個很深的坑穴，如牛頓環形山，中心坑穴深達8000多米；還有的大環形山中央陡然矗起一座山峰，叫做「中央峰」。環形山多以著名科學家的名字命名，如哥白尼環形山、阿基米德環形山、牛頓環形山、伊巴谷環形山、卡西尼環形山等，月球背面的環形山中，有四座分別以我國古代天文學家名字命名：石申環形山、張衡環形山、祖沖之環形山和郭守敬環形山。另外，為紀念一位傳說為嘗試飛向天空而獻身的萬戶（實際上是舊時一種官名），而命名的環形山，叫「萬戶環形山」。現在認為，大多數環形山或月坑是由流星體、小行星和慧星撞擊而成；個別的環形山則是由火山爆發而成。.................................................>> 黃道 huang dao地球上的人看太陽於一年內在恆星之間所走的視路徑，即地球的公轉軌道平面和天球相交的大圓黃道和天赤道成23度26分的角，相交於春分點和秋分點。.................................................>> 黃道帶 huang dao d天球上黃道兩邊各8度（共寬16度）的一條帶。日、月和主要行星的運行路徑都處在黃道帶內。古人為了表示太陽在黃道上的位置。把黃道分為十二段，叫「黃道十二宮」。從春分起依次為白羊、金牛、雙子、巨蟹、獅子、室女、天秤、天蠍、人馬、摩羯、寶瓶和雙魚。過去的黃道十二宮和黃道十二星座一致。由於春分點向西移動，兩千年前在白羊座中的春分點已移至雙魚座，命名與星座已不吻合。.................................................>> 黃道坐標 huang dao z一種「天文坐標」。天體在天球上的位置由黃經和黃緯兩個坐標表示。春分點的黃經圈與通過某一天體的黃經圈在黃極所成的角度，或在黃道上所夾的弧長，叫做該天體的黃經。計量方向為在黃道上由春分點起，沿著與太陽周年運動相同的方向，從0－360度。從黃道起，沿黃經圈到天體的角距離稱為該天體的黃緯。計量方向從黃道起，由0－90度，黃道以北為正。.................................................>> 黃極 huang j天球上與黃道角距離都是90度的兩點，靠近北天極的叫「北黃極」。黃極與天極的角距離等於黃赤交角。北黃極在天龍座與兩星聯線的中央。.................................................>> 回歸年 hui又稱「太陽年」。即太陽視圓面中心相繼兩過春分點所經歷的時間。回歸年比恆星年約短20分23秒，回歸年長365.2422平太陽日或365日5時48分46秒。對應1900年初回歸年長為365.24219892平太陽日，這個數值不是不變的，每百年減少0.53秒。.................................................>> 渾天說 hun中國古人對宇宙的另一種看法，將天和地化作蛋殼和蛋黃。地是蛋黃，小而圓；天是蛋殼，包圍著這個蛋黃。這種說法提出了地是球形的看法，比蓋天說進步了很多。.................................................>> 活動星系 huo能量極高的星系，中心是一個超大黑洞。.................................................漢語拼音引索-J>> 聚星 ju三顆或三顆以上靠引力聚在一起的星，稱作「聚星」。.................................................>> 絕對星等 jue假定把恆星放在距地球10秒差距(32.6光年)的地方測得的恆星的亮度。漢語拼音引索-K>> 開放宇宙 ka如果一個宇宙質量不大，引力就不足以降低其膨脹速度，會一直膨脹下去，那麼這個宇宙就叫開放宇宙。.................................................漢語拼音引索-L>>類地行星和類木行星太陽系的九大行星中，若按它們的質量、大小和結構特徵，則分為類地行星和類木行星兩類。類地行星主要由石、鐵等物質組成，體積小，密度大，自轉慢、衛星少。屬於類地行星的有水星、金星、地球、火星；類木行星主要由氫、氦、冰、氨、甲烷等物質組成，體積大、密度低，自轉相當快、衛星較多，還有由碎石、冰塊或氣塵組成的環系。屬於類木行星的有木星、土星、天王星、海王星。.................................................>>類星體六十年代發現的奇異天體，貌似恆星，卻具有極大的紅移。直徑小於一光年，但發出的能量竟是等於二百個星系的總和。根據紅移量推算，它們應是在總星系的邊陲。有些推測是宇宙大爆炸後早期形成的星系，但目前迄無定論。.................................................>>量天尺量天尺，「造父變星」的別名。要知道兩點間的距離，只要拿一把長尺子去一量就可以測出來。天上的星星離開我們很遠，星系、星團等天體就離我們更遙遠。那麼，天文學家又是怎樣在地球上知道這些星系和星團離我們的距離的呢？難道他們手中真有這樣一把長長的尺子嗎？原來在星系和星團中有一種光度周期變化的變星，典型的是仙王座中一顆我國古稱「造父一」的星，所以這種變星稱為「造父變星」。造父變星有一個絕妙的特點，它的光變周期愈長，亮度也愈大；光變周期愈短，亮度亦愈小，這種關係稱為「周光關係」。只要我們在星系或星團中測出一顆造父變星的光變周期，利用周光關係就可知道這顆變星的絕對星等。這顆變星看上去的視星等是很易通過觀測知道的。由於天文學上星星的距離，它的視星等與絕對星等之間有確定的關係。這樣只要我們知道了這顆變星絕對星等和視星等，天文學家就可計算出它的距離。因為這顆變星就在星系或星團里，所以天文學家也就知道了星系或星團的距離了。由於這些變星的光度都很大，它們好像是宇宙中特殊的指路燈塔，以它的變化著的光芒為信號，向我們指示燈塔的距離，好像一把天生的測量天體距離的尺子。所以我們叫它們為「量天尺」。.................................................漢語拼音引索-M>> 脈衝星 ma能夠發出有規律的射電脈衝信號的星球叫做脈衝星。1967年，英國天文學家首次發現了脈衝星。當時甚至於有人認為是一種名叫「小綠人」的外星人給我們地球人的一種信號。原來這種脈衝星是超新星爆炸後形成的中子星，它是半徑僅有10千米左右的超高密度星體，是由中子密集在一起，1立方厘米的質量就能有10億噸！這以一般人的習慣眼光來看真是太不可思議了。脈衝星的自轉非常快，例如金牛星座中著名的中國新星1045年爆發後遺留下一片蟹狀星雲，它的中心就是一顆脈衝星，每秒鐘可以自轉約30次，所以能以每秒以0.033秒為周期的發出射電波脈衝。中子星的這種自轉和輻射，是地球上的觀測者，有時看見，有時又看不見，所以才成為脈衝型的恆星。.................................................>> 梅西葉星表 me由110個明亮天體組成的星表，包括星團、星雲和星系。.................................................>> 米粒組織 mi l米粒組織是太陽光球層上的一種日面結構。呈多角形小顆粒形狀，得用天文望遠鏡才能觀測到。米粒組織的溫度比米粒間區域的溫度約高300℃，因此，顯得比較明亮易見。雖說它們是小顆粒，實際的直徑也有1000公里--2000公里。明亮的米粒組織很可能是從對流層上升到光球的熱氣團，不隨時間變化且均勻分布，且呈現激烈的起伏運動。米粒組織上升到一定的高度時，很快就會變冷，並馬上沿著上升熱氣流之間的空隙處下降；壽命也非常短暫，來去匆匆，從產生到消失，幾乎比地球大氣層中的雲消煙散還要快，平均壽命只有幾分鐘，此外，近年來發現的超米粒組織，其尺度達3萬公里左右，壽命約為20小時。有趣的是，在老的米粒組織消逝的同時，新的米粒組織又在原來位置上很快地出現，這種連續現象就像我們日常所見到的沸騰米粥上不斷地上下翻騰的熱氣泡。.................................................>> 秒差距 mia指一個距離，等於3.2616光年（3.0857*10^16米），在1秒差距遠的地方觀察太陽系，日地距離最大時正好是一角秒。.................................................漢語拼音引索-N>> 逆行 ni從地球上看，行星正常的運動是自西向東，與此相反的視運動叫逆行，是由行星與地球的相對運動決定的。漢語拼音引索-P>> 平太陽時 ping tai由於太陽在黃道上作變速運動，而黃道又向赤道傾斜，所以一年四季的真太陽日長短不等，在日常生活中使用不便。天文學上假設一個假想點，它每年和真太陽同時從春分點出發，也同時回到春分點來；不過它是從西向東在天球赤道上以均勻速度運行。這樣的一個假想點叫平太陽。平太陽連續兩次經過上中天的時間間隔，叫做平太陽日。1平太陽日有分為24平太陽時……等等。這個施加系統稱為平太陽時，簡稱平時。平時是以平太陽下中天起算的，平太陽時定義為：平太陽的時角加12小時。.................................................>> 平坦宇宙 ping tan所擁有的物質足以使膨脹速度減緩，但又不發生坍縮的宇宙。.................................................>> 譜斑（見「光斑」） pu b.................................................>> 普朗克長度 pu lang ke chang d經典的引力和時空開始失效、量子效應起支配作用的長度標度。它是「長度的量子」，即仍有意義的最小可測長度。普朗克長度由引力常數、光速和普朗克常數的相對數值決定，它大致等於10的-33次方厘米，是一個質子大小的10的20次方分之一。.................................................>> 普朗克常數 pu lang ke chang s將光子的能量和它的頻率聯繫起來——即將量子實體的粒子性與它的波動性聯繫起來的一個基本常數，用符號h代表。h的數值是6.626*10的-34次方焦耳·秒。語拼音引索-Q>> 奇點 qi黑洞中心無限緻密的點。.................................................>> 球狀星團 qiu由成千上萬顆、甚至幾十萬顆恆星密集而成的集團，因為呈球對稱或接近球型而得名，其半徑從10秒差距到75秒差距。銀河系中約有五百個球狀星團，全天最亮的球狀星團為半人馬座ω(NGC5139)，北半天球最亮的球狀星團是M13。球狀星團在銀河系中呈球狀分布，屬暈星族。球狀星團和銀核一樣，是銀河系中恆星分布最密集的地方，這裡恆星分布的平均密度比太陽附近恆星分布的密度約大50倍，中心密度則大到1000倍左右。球狀星團以偏心率很大的巨大橢圓軌道繞著銀心運轉，軌道平面與銀盤成較大傾角，周期一般在三億年上下。球狀星團的成員星是銀河系中形成最早的一批恆星，年齡大約在一百億年。在球狀星團中發現的變星中主要是天琴座RR變星，其餘多半是星族II造父變星，因此一些球狀星團的距離可以被較為精確的計算出來。已發現的一些球狀星團在銀河系的外面，如 NGC2419離銀心的距離大於大麥哲倫雲離銀心的距離，處於星際空間。在一些距離我們較近的河外星系中也發現有球狀星團。漢語拼音引索-R>> 日浪衝浪又稱「日浪」。太陽光球層物質的一種拋射現象。通常發生在太陽黑子上空，具有很強的重複出現的本領，當一次衝浪沿上升的路徑下落後，又會觸發新的衝浪騰空而起，如此重複不斷，但其規模和高度則一次比一次小，直至消失。位於日面邊緣的衝浪表現為一個小而明亮的小丘，頂部以尖釘形狀向外急速增長。上升的高度各不相等，小衝浪只有區區幾百公里，大衝浪則可達5000公里，最大的竟達1～2萬公里。拋射的最大速度每秒可達100～200公里，要比最快的偵察機快100多倍。當它們到達最高點後，受太陽引力的影響，便開始下降，直至返回到太陽表面。人們從高分辯率的觀測資料中發現，衝浪是由非常小的一束纖維組成，每條纖維間相距很小，作為整體一起發亮，一起運動。...................................................>> 日心說一五四三年，波蘭天文學家哥白尼經過四十多年的觀測和研究，提出了日心說。太陽是宇宙的中心，地球也會自轉。它的解釋比地心說的複雜運動解釋要簡單得多；同時它建立了人類比較正確的太陽系概念，使人類對宇宙的認識起了很大的改變。...................................................>> 儒略日和恆星時其實在天文學家的眼裡,我們目前採用的計時方法實在是既不科學也不好用. 所以,在天文學家那裡,採用了儒略日與恆星時. 儒略日是一種不用年月的長期紀日法,簡寫為JD.從公元前4713年(天文學上記為 -4712年)1月1日格林尼治時間平午(12:00)起算,連綿不絕.如果要知道相隔若干年的兩天之間的天數,用它就很方便了. 恆星時是春分點距子午圈的時角,所以準確的說,它並非一種計時方法.對應於地球上每個地方子午圈都存在一種地方恆星時....................................................漢語拼音引索-S>> 三垣四象二十八宿 sa是我國古代對星空的劃分，它們的起源遠在周、秦以前。三垣是北天極周圍的三個區域，即紫微垣、太微垣和天市垣。四象分布於黃道和白道近旁，環天一周。每象各分七段，稱為「宿」，總共為二十八宿。它們是：東方蒼龍之象，含角、亢、氐、房、心、尾、箕七宿；南方朱雀之象，含井、鬼、柳、星、張、翼、軫七宿；西方百虎之象，含奎、婁、胃、昴、畢、觜、參七宿；北方玄武之象，含斗、牛、女、虛、危、室、壁七宿。.................................................>> 時差 shi cha視時和平時的差數叫做時差，即：時差=視時-平時。時差有時為正，有時為負，它在一年中由-14.3分變化到+16.4分，並有四次等與零。.................................................>> 視差 shi cha從不同的角度觀測，一個天體在遙遠背景上的位移。.................................................>> 世界時 shi j1884年國際上決定，全世界的地理經度是從英國的格林尼治天文台的子午線（稱本初子午線）起算的。格林尼治地方時常用特定符號來表示：S表示格林尼治地方恆星時，M表示格林尼治地方平時。。格林尼治地方平時又稱為世界時，每天從子夜算起，由0時計算到24時。世界時與地方平時之間的關係為：地方平時=世界時±經度（東經用+，西經用-）.................................................>> 疏散星團 shu通過望遠鏡可以分辨出單顆恆星的恆星成團結構，大多數位於銀道面附近，因而也成為銀河星團，它們是屬於星族I的天體，形狀大致為球型，半徑從小於1秒差距到約10秒差距，包含的星數從幾十個到1000顆以上。目前在銀河系內已發現一千多個疏散星團，估計總數量接近兩萬個。因為銀道面附近星際消光教大，我們無法觀測到離太陽較遠的銀河星團。在赫羅圖上各個星團的主星序下部重合在一起，上部則向右方作不同程度的轉向。不同星團的轉向點的位置各不相同。按照恆星演化的觀點，質量大的恆星演化較快，質量小的演化較慢，因為同一星團中恆星的年齡大致相同，所以，星團中質量大的高光度恆星已經離開主星序，這就說明：轉向點越向下，星團的年齡越老，反之星團越年輕，對於十分年輕的星團來說，其中高光度的恆星已經位於主星序，而低光度的恆星尚未到達，仍處於主星序右方。利用不同年齡的星團的赫羅圖構成標準主星序，可以測定整個銀河星團和其中已知光譜型的恆星的距離。關於銀河星團的分類，大都採用瑞士天文學家特郎普勒提出的方法，即根據赫羅圖的形狀把星團分為三類，每類又分為幾個小的類型。第一類只有主序星，其中又根據星團中光譜型最早的恆星的光譜型分成幾個小類型，如果星團由Ｏ型星開始，就稱為1o型，由Ｂ型開始，就稱為1b型，然後依次為1a和1f型等。第二類除主序星外還有一些黃色和紅色的巨星，依次再分為2o，2b，2a，2f等。第三類主要是黃色和紅色的巨星，稱為3o，3b，3a，3f等。已發現的星團主要是1o，1b，2a三種類型。.................................................>> 雙星shua不但看上去離得近。實際距離也很近的兩顆星，通過萬有引力互相吸引，彼此圍繞著對方不停地旋轉。只有這種關係，才能稱作現代天文學意義上的雙星。天文學上把雙星中比較亮的一顆稱為主星，比較暗的那顆稱為伴星。.................................................>> 歲差 su地球就象是一個旋轉的陀螺，而陀螺在轉動時，它的軸並不是垂直於地面完全不動的，而且在微微晃動，這種現象在物理學上稱為「進動」。地球也是這樣，它的自轉軸在天空中的方向是不斷變化的，並不總是指向某一固定點，這在天文學上叫做歲差。.................................................漢語拼音引索-T>> 太陽黑子 ta人們平常看到的太陽表面層，叫做光球，它是太陽大氣最下面的一層。從光學望遠鏡中可以看到，光球上經常出現一些旋渦狀的氣流，像是一個淺盤，它的中間凹進去好幾百千米。這些旋渦狀氣流很像大小不等的、形狀很不規則的窟窿，很黑很黑，這就是天文學家所說的太陽黑子。黑子本身並不黑，它的溫度一般也有四五千攝氏度，但是比起光球來，它的溫度要低一二千攝氏度，在更加明亮的光球襯托下，它就成為看起來像是沒什麼亮光的、暗黑的黑子了。假設光球上百分之百地覆蓋著黑子，太陽仍舊會是相當亮的，只是比現在看到的稍微暗一些罷了。...................................................>> 天赤道和天極 tian c延伸地球赤道而同天球相交的大圓稱為「天赤道」。向南北兩個方向無限延長地球自轉軸所在的直線，與天球形成兩個交點。分別叫作北天極與南天極。天赤道和天極是天球赤道坐標系的基準。...................................................>> 天球 tian q人們為了便於研究天體，假想以空間任意點為中心，以無限長為半徑所作的球。...................................................>> 天體的自行「自行」 tian t人們肉眼可以看到的星有6000多顆。這些星可以分為兩類：一種是行星，也就太陽系的九大行星。古人觀測天空，只看到離我們最近的水星、金星、火星、木星、土星，古人發現這五顆星的位置總在變化，這說明它們在天上不停地走來走去（這種走動按現在的說法就是行星的公轉），因此稱它們為「行」星。而對於另一類星，它們在天上的位置看上去總是固定不變（當然，這得排除地球自轉、公轉造成的星星們看上去「變動」），所以稱它們為「恆」星。隨著科學的發展，人們逐漸認識到宇宙中的運動是絕對的，而「靜止」永遠是相對現象。大量觀測表明，恆星並不是不變的，它們也在運動。天文學上稱之為恆星的「自行」其實，恆星的運動如果與視線平行，我們是看不出來的。所以，自行的真正定義應該是恆星運動垂直於視線的分量。恆星自行的絕對速度並不慢，往往比行星的運動速度快得多，只不過除太陽外的恆星離我們都太遙遠了，它們跑得再快，從地球上看去也跟靜止差不多。但經過上萬年之後，恆星的位置變化就會較為明顯。...................................................>> 天文單位 tian w量度距離的一種單位，符號是AU，規定日地距離為一個天文單位，即1.5億千米。...................................................漢語拼音引索-W>> 微波背景輻射本世紀六十年代，美國兩位科學家彭齊亞斯和威爾遜在改善衛星通訊的過程中，無意中發現了宇宙背景的三Ｋ（絕對溫度）微波輻射，其特點是同向性，即是這些輻射在宇宙間的各個方向都是一樣。微波背景輻射是熱大爆炸宇宙學說的客觀證據之一，當時所量得的溫度與學說預計的相約。...................................................漢語拼音引索-X>> 吸積盤 xi是一個受恆星或黑洞引力作用的物質盤，最終將落到中心的恆星或黑洞中去。.................................................>> 小行星 xia小行星是太陽系家族中的一類成員，它們的「個頭」比大行星的衛星還小得多，一般分布在火星和木星的軌道之間－－小行星帶。它們的特點是體積小、質量小，最大的小行星直徑還未超過800公里。它們和大行星一樣，沿著橢圓軌道繞太陽運行。自1801年義大利天文學家皮亞齊偶然地發現第一顆小行星穀神星後，至今已發現了上萬顆小行星，而正式註冊、取得太陽家族「公民權」的小行星到1994年底已達5300多顆。.................................................>> 新星 xin一類能爆發的恆星，爆發時，光度能暫時上升到原來正常光度的數千乃至上萬倍。在爆發後的幾個小時內，新星的光度就能達到極大，並且在數天或數周內保持較高亮度，隨後又會緩慢的恢復到原來的亮度。這種星一般都很暗，爆發前肉眼看不到，光度的突增有時會使它們在夜空中很容易被看到，對觀測者來說，這種天體就好象是新誕生的恆星。據認為，大多數新星都存在於兩顆子星彼此靠的很近並互相繞轉的雙星系統中，這種通常被稱為密近雙星的系統是由兩顆年齡不同的子星構成，一顆是紅巨星，一顆是白矮星。在某些情況下，紅巨星會膨脹到子星的引力範圍內，引力場極強的白矮星會把紅巨星的大氣物質「吸食」到自己表面，當這種物質在白矮星表面積累到一定程度後，就會發生核爆炸，導致相當與幾十個地球的表面熱氣體被拋出。爆炸過後，白矮星恢復平靜，但引起爆炸的過程則一直重複下去，結果是在過幾年或幾十年幾百年又產生新的爆炸。.................................................>> 星等 xing d1850年,英國天文學家普森提出的衡量天體亮度的單位.一個星等規定為亮度比的2.512倍,如5等星比六等星亮2.512倍,因此星等相差5等亮度便差100倍,由於星等範圍太小,又引入了負星等,來衡量極亮的天體.視星等是地球上的觀測者所見的天體的亮度,太陽的視星等為-26.7等,滿月約為-11等,天狼星為-1.5等.絕對星等是在距天體10秒差距(32.6光年)處所看到的亮度,太陽的絕對星等為4.8等;熱星等是測量恆星整個輻射,而不是只測量一部分可見光所得到的星等;單色星等是只測量電磁波譜中某些範圍很窄的輻射而得的星等;窄頻帶星等是測量略寬一點的頻段所得的星等;寬頻帶星等的測量範圍更寬;人眼對黃色最敏感,因此目視星等也可稱為黃星等.星等是天文學上對星星明暗程度的一種表示方法，記為m。天文學上規定，星的明暗用星等來表示，星等數越小，說明星越亮，星等數每相差1，星的亮度大約相差2.5倍。我們肉眼能看到的最暗的星是6等星（6 m）。天空中亮度在6等以上（即星等數小於6），也就是我們可以看到的星有6000多顆。當然，每個晚上我們只能看到其中的一半，3000多顆。滿月時月亮的亮度相當於-12.6等（在天文學上寫作-12.6m）；太陽是我們看到的最亮的天體，它的亮度是-26.7m；而當今世界上最大的天文望遠鏡能看到暗至24m的天體。我們在這裡說的「星等」，事實上反映的是從地球上「看到的」天體的明暗程度，在天文學上稱為「視星等」。太陽看上去比所有的星星都亮，它的視星等比所有的星星都小的多，這只是沾了它離地球近的光。更有甚者，象月亮，自己根本不發光，只不過反射些太陽的光，就儼然成了人們眼中第二亮的天體。天文學上還有個「絕對星等」的概念，這個數值才能真正反映了星星們實際發光本領。.................................................>> 星名 xing m對於一些較亮的星，我國古代都起了專名，如天狼、老人、織女、大陵五、軒轅十四和北落獅門等等。現在國際通用的明明發是在星座名稱只後家希臘字母，按希臘字母的次序分別表示該星座里最亮、次亮……等（偶有例外）。如大犬座α（天狼），大犬座β……等，希臘字母用完後，在用拉丁字母幾阿拉伯數字。更暗的星也有採用赤經赤緯命名的。對於變星則另有專門規定。.................................................>> 星團 xing t如果聚星的成員超過了10個，一般就稱之為「星團」。.................................................行星運動定律 xing xing y行星運動定律是指行星在宇宙空間繞太陽公轉所遵循的定律。由於是德國天文學家開普勒根據丹麥天文學家第谷·布拉赫等人的觀測資料和星表，通過他本人的觀測和分析後，於1609～1619年先後早歸納提出的，故行星運動定律即指開普勒三定律，被稱為「星子之王」的第谷·布拉赫在天體觀測方面獲得不少成就，死後留下20多年的觀測資料和一份精密星表。他的助手開普勒利用了這些觀測資料和星表，進行新星表編製。然而工作伊始便遇到了困難，按照正圓軌道來編製火星運行表一直行不通，火星這個「狡猾傢伙」總不聽指揮，老愛越軌。經過一次次分析計算，開普勒發現，如果火星軌道不是正圓，而是橢圓，那麼矛盾不就煙消雲散了嗎。經過長期細緻而複雜計算以後，他終於發現：行星在通過太陽的平面內沿橢圓軌道運行，太陽位於橢圓的一個焦點上。這就是行星運動第一定律，又叫「軌道定律」。當開普勒繼續研究時，「詭譎多端」的火星又將他騙了。原來，開普勒和前人都把行星運動當作等速來研究的。他按照這一方法苦苦計算了1年，卻仍得不到結果。後來他發現，在橢圓軌道上運行的行星速度不是常數，而是在相等時間內，行星與太陽的聯線所掃過的面積相等。這就是行星運動第二定律，又叫「面積定律」。開普勒又經過9年努力，找到了行星運動第三定律：太陽系內所有行星公轉周期的平方同行星軌道半長徑的立方之比為一常數，這一定律也叫「調和定律」。.................................................>> 行星狀星雲 xing xing z發射星雲的一種。在望遠鏡中大都具有象天王星或海王星那樣的略帶綠色而有明亮邊緣的小圓面，因此赫歇爾在1779年發現這類天體後稱它們為行星狀星雲。用大望遠鏡觀察顯示出行星狀星雲有纖維、斑點、氣流和小弧等複雜結構。它們主要分布在銀道面附近，受到星際消光的影響，大量的行星狀星雲被暗星雲遮蔽而難以觀測，根據太陽附近的分布密度(約每千立方秒差距三十到五十個)估計，整個銀河系中應該有四五萬個，現在觀測到的只是其中很小的一部分。行星狀星雲的質量在十分之一到一個太陽質量之間，星雲中的密度在每立方厘米100-10,000個原子(離子)之間。行星狀星雲的中心星都是溫度很高的(大於等於30000K)，星雲吸收它發出的強紫外輻射通過級聯躍遷過程轉化為可見光。行星狀星雲象徵著一顆恆星到了晚年，估計行星狀星雲的壽命平均為三萬年左右，星雲氣體逐漸擴散消失於星際空間，僅留下一個中央白矮星。.................................................>> 星雲 xing y宇宙空間的很多區域並不是絕對的真空，在恆星際空間內充滿著恆星際物質。恆星際物質的分布是很不均勻的，其中宇宙塵埃物質密度較大的區域（此密度仍然遠遠小於地球上的實驗室真空）所觀測到的是霧狀斑點，稱為星雲。星雲類型主要有「亮星雲」和「暗星雲」兩種。.................................................>> 星族 xing zu銀河系以及任何一個河外星系內大量天體的某種集合。這些天體在年齡、化學組成、空間分布和運動特性等方面十分接近。銀河系所有天體分為五個星族：暈星族(極端星族Ⅱ)，中介星族Ⅱ，盤星族，中介星族Ⅰ(較老星族)，旋臂星族(極端星族Ⅰ)。暈星族分布如一個球狀的暈，包住銀河系；在銀河系恆星聚集較密的盤狀部分，當然也有暈星族的天體，但主要是盤星族和星族Ⅰ。暈星族由銀河系中最古老的天體所構成，其中包括球狀星團、亞矮星和周期長於0.4天的天琴座RR型變星(周期更短的天琴座RR變星屬盤星族)。中介星族Ⅱ的主要代表是垂直於銀道面速度超過30公里每秒的高速星以及周期短於250天、光譜型早於Ｍ5的長周期變星。盤星族包括銀核內的恆星、行星狀星雲和新星。中介星族Ⅰ包括光譜中出現較強的金屬線的恆星和A型星,極端星族Ⅰ集中分布在銀道面附近，銀面聚度最大，主要為旋臂中的年輕星如O型星、B型星、超巨星以及一些銀河星團和星際物質等。各星族的年齡相差很大。暈星族最老，其中球狀星團的年齡在100億年左右；從中介星族Ⅱ、盤星族和中介星族Ⅰ到最年輕的旋臂星族，年齡依次遞減。各個星族在化學組成上也有差別。一般來說，較老的星族所含有的重元素百分比要比年輕星族的低。這種差別可以用恆星演化過程加以解釋，恆星進入晚年期後向外拋射物質，使恆星內部核過程所形成的重元素滲入星際物質中去，這種被「加重」的星際物質形成的恆星，其重元素含量就會相應增高，因此越是年輕的恆星包含的重元素就越多。星族概念在研究銀河系的起源和演化問題上起著重要作用。.................................................>> 星座 xing zuo為了便於認識星座，古人將天球劃分為許多區域，叫做星座。每一星座可由其中亮星的特殊分布而辨認出來。現在國際通用的共有的放88座，他們的界線大致是平行和垂直於天赤道的弧線。我國古代將星空分為三垣和二十八宿。.................................................>> 宣夜說 xu也是中國古人對宇宙的另一種看法，認為天體是漂浮於太空中，不會固定在一個球面上。照此來看，宇宙是無限的，並不存在硬殼式的球面。這種無限的宇宙觀對認識宇宙來說，更是一個進步。漢語拼音引索-Y>> 掩星 ya一個天體(例如一顆恆星)被另外一個天體(例如月亮)所遮掩。................................................>> 引力透鏡 yi從遙遠的輻射源發出的輻射受到某種質量的引力場(例如星系)的作用所發生的彎曲。................................................>> 月谷 yue g月球表面一種地形構造。月面上不少地區曾發現一些黑色大裂縫，彎彎曲曲延伸數百公里，寬幾公里到幾十公里　好像浩浩蕩蕩奔赴海洋的河流，形狀與地球上的東非大裂谷相似，稱之為月谷。較寬大的月谷大多出現在月陸上較平坦的地區；最大的里塔月谷位於南海東北部，詹森環形山東面的月陸上，總長達500公里；最寬的莫希拉米月谷在東海盆地南邊，巴德環形山附近的月陸上，約有40～55公里。而那些較窄、較小的月谷（有時稱為「月溪」）則到處都有。最著名的月谷是阿爾卑斯大月谷，從柏拉圖環形山東南一直「流入」平坦的雨海和冷海，它把月面上的阿爾斯山脈攔腰截斷，很是壯觀。從太空拍得的照片資料估計，它長達130公里，寬達10～12公里。月谷往往有一定的走向，它的產生原因是一個很有意義的值得研究的課題。根據「阿波羅-15」號宇宙飛船獲得的資料分析，月谷可能是由順山而下的岩漿形成的。................................................>> 月海 yue h月面上的暗灰色地區，古代人以為這些陰暗區域是被海水覆蓋著，便定名為「月海」。事實上所謂的月海連一滴水也沒有，那裡只是一些平坦廣闊的平原，是月面上低凹的區域。上面堆積著厚度不勻的疏鬆塵土。由於這些塵土反射太陽光的本領比質地緊密的山脈要差得多，在人們的視覺中就顯得比較陰暗。現在已知整個月球表面著名的有雨海、靜海、危海、澄海、豐富海等22個月海，在月亮向著地球的一面，月海面積占整個半球的一半。其中向著地球這面有19個，背著地球那面有3個。最大的月海叫「風暴洋」，位於月球的東北部，面積達500萬平方公里，相當於我國面積的一半。雨海面積約為90萬平方公里；月面中央的靜海約有26萬平方公里，月海四周是山脈，大多呈封閉的圓形；比月海小的陰暗區域叫做「湖」，有夢湖、死湖等5個。另外，月海伸向陸地的陰暗區域叫做「灣」和「沼」，有中央灣、虹灣等5個，腐沼等3個。美國「阿波羅」宇宙飛船曾6次在月海上登陸，如「阿波羅-11」號、「阿波羅-17」號著陸於靜海，「阿波羅-12」號著落於風暴洋。12名宇航員身穿宇航服，在「海面」上行走，並留下一串串約3厘米深的腳印，發現月面的塵土是近於灰色的纖細粉末，有點像帶有粘性的木炭屑。至今留在月球表面上12名宇航員的腳印，根據美國科學家的估計，如果不受隕星的撞擊，將留存50萬年之久。這是因為月球表面沒有大氣層，也就不會有風、雨、霜、雪等天氣現象發生，而影響腳印的留存。而侵襲月球表面物質的宇宙射線，對月球的影響是微乎其微的。因而美國科學家的這一估計是有科學依據的。.................................................>> 月相 yue x隨著月亮每天在星空中自西向東移動一大段距離，它的形狀也在不斷地變化著，這就是月亮位相變化，叫做月相。「人有悲歡離合，月有陰晴圓缺」，這裡的圓缺就是指「月相變化」：在地球上所看到的月球被日光照亮部分的不同形象。由於月球本身不發光，在太陽光照射下，向著太陽的半個球面是亮區，另半個球面是暗區。隨著月亮相對於地球和太陽的位置變化，就使它被太陽照亮的一面有時對向地球，有時背向地球；有時對向地球的月亮部分大一些，有時小一些，這樣就出現了不同的月相。每當月球運行到太陽與地球之間，被太陽照亮的半球背對著地球時，人們在地球上就看不到月球，這一天稱為「新月」，也叫「朔日」，這時是農曆初一。　　過了新月，月球順著地球自轉方向運行，亮區逐漸轉向地球，在地球上就可看到露出一絲纖細銀鉤似的月球，出現在西方天空，弓背朝向夕陽，這一月相叫「蛾眉月」，這時是農曆初三、四。隨後，月球在天空里逐日遠離太陽，到了農曆初七、八，半個亮區對著地球，人們可以看到半個月亮（凸面向西），這一月相叫「上弦月」。當月球運行到地球的背日方向，即農曆十五、十六、十七，月球的亮區全部對著地球，我們能看到一輪圓月，這一月相稱為「滿月」，也叫「望」。滿月過後，亮區西側開始虧缺，到農曆二十二、二十三，又能看到半個月亮（凸面向東），這一月相叫做「下弦月」。在這一期間月球日漸向太陽靠攏，半夜時分才能從東方升起。又過四五天，月球又變成一個蛾眉形月芽，弓背朝向旭日，這一月相叫「殘月」。當月球再次運行到日地之間，月亮又回到「朔」。月相就是這樣周而復始地變化著。如果用月相變化的周期（即一次月相變化的全部過程）來計算，從新月到下一個新月，或從滿月到下一個滿月，就是一個「朔望月」，時間間隔約29.53天，中國農曆的一個月長度，就是根據「朔望月」確定的。漢語拼音引索-Z>> 造父變星 za一類高光度周期性脈動變星，典型星為仙王座δ，中名造父一。光變周期約50天，但也有超過的，如銀河系經典造父變星武仙座BP的周期為83.1天；小麥哲倫雲中的經典造父變星周期長達二百天。造父變星可見光波段的光變幅度為0.1到2個星等，光譜由極大時的F型變到極小時的G-K型。它們的光變曲線正好是變星大氣視向速度曲線的鏡像反映，即極小光度對應著極大視向速度。光度和光變周期之間存在著密切關係，成為周光關係。這種關係可用來建立天體的距離尺度，利用造父變星的周光關係來測定天體距離是天文學中非常重要的課題，只要在星團或星系中發現有造父變星，就可以確定星團或星系的距離，因此，造父變星有「量天尺」之稱。.................................................>> 真太陽時 zhe太陽視圓面中心連續兩次上中天的時間間隔叫做真太陽日。1真太陽日又分為24真太陽時……等等。這個時間系統稱為真太陽時。真太陽時是以真太陽視圓面中心的時角來計量的，它的起算點是真太陽上中天，而我們日常生活中，習慣的起算點是半夜（下中天），正好相差12小時。因此，為了和人們的日常生活習慣一致，把真太陽時定義為：真太陽視圓面中心的時角加12小時。因為真太陽時是觀測太陽視圓面中心得到的，所以真太陽時也稱為視太陽時，簡稱視時。.................................................>> 中微子天文學 zhong w天體物理的一個分支，主要研究恆星上可能發生的中微子過程以及這些過程對恆星的結構和演化的作用。中微子是不帶電的靜止質量為零或很小的基本粒子。它和一般物質的相互作用非常弱，除特殊情況外，在恆星內部產生的中微子能夠不受阻礙地跑出恆星表面，因此探測來自恆星內部的中微子可以獲得有關其內部的信息。最早的研究集中在太陽。太陽的能源主要來自內部的質子-質子反應，因而會產生大量的中微子。美國布魯克海文實驗室的戴維斯等人用大體積四氯化碳作靶，利用37Cl俘獲中微子的反應來探測太陽的中微子發射率。實測的結果遠遠小於恆星演化理論的太陽標準模型的預期值，這就是著名的中微子失蹤案。近年來人們發現原來使用的恆星大氣中元素的不透明度太小，改進後已有所改善。進一步日震研究改進了太陽內部結構，從而大大地緩和了這個矛盾。另一個可能是中微子有很小的靜質量。果如此則可以解釋宇宙中的質量短缺問題。中微子還大量地產生於超新星爆發時和宇宙中其它物理過程中。在日本的一個礦井和美國的俄亥俄用一個巨大的水容器來探測切連可夫輻射，從而探測到了來自超新星SN 1987A的中微子輻射。歐洲共同體的GALLEX和俄國的一個裝置利用中微子和鎵的相互作用來探測中微子。.................................................>> 中子星 zhong z1932年發現中子後不久，郎道就提出可能有由中子組成的緻密星。1934年巴德和茲威基也分別提出了中子星的概念，並且指出中子星可能產生於超新星爆發。1939年奧本海默和沃爾科夫通過計算建立了第一個中子星的模型。1967年，英國射電天文學家休依什和貝爾等發現了脈衝星。不久，就確認脈衝星是快速自轉的、有強磁場的中子星。典型中子星的外層為固體外殼，厚約一公里，密度高達每立方厘米一千億克以上，由各種原子核組成的點陣結構和簡併的自由電子氣組成。外殼內是一層主要中子組成的流體,在這層還有少量的質子、電子和m介子。對於中子星內部的密度高達10億億克每立方厘米的物質態，目前有很多不同的看法：①超子流體；②固態的中子核心;③中子流體中的p介子凝聚。在極高密度下，當重子核心彼此重迭得相當緊密時，物質的性質如何是一個完全沒有解決的問題。中子星的質量下限約為0.1太陽質量，上限在1.5-2太陽質量之間。中子星半徑的典型值約為10公里。根據李政道等提出的反常核態理論，可能存在穩定的反常中子星，它們可能是晚期恆星的一個新的類型或新的階段，緻密星可能有第三個質量極限，即反常中子星的極大質量，約為3.2太陽質量。.................................................蛀洞 zhu d1985年夏，美國著名科幻作家卡爾·薩根完成了他的新作《接觸》。在該作尚未刊出之前，他將原稿送交加利福尼亞理工學院的基普·索恩博士，希望能為科幻小說中的時間旅行尋找一個合理的解釋。此時索恩正在指導兩名青年作哲學博士論文，索恩即以薩根提出的問題作為試題，帶領兩位研究生進行探討，並將其研究成果發表在美國物理學會的《物理評論通訊》上。索恩等認為：從理論上來說，利用他們發現的大尺度蛀洞的新特徵，人們不僅可以縮短星際旅行的時間，還可以返回過去。蛀洞作為一種新的概念，提出已經有70多年了。當愛因斯但提出廣義相對論之後不久，物理學家就開始對蛀洞發生興趣。大尺度蛀洞是愛因斯但廣義相對論場方程的一個解，它標誌著一種空間和時間的幾何結構。在這種結構中，宇宙的兩個區域是由短而窄的"咽喉狀部分"相連接。1916年卡爾·施瓦茲奇爾德解愛因斯但廣義相對論場方程得到的施瓦茲奇爾德蛀洞具有動態結構。蛀洞由零半徑膨漲到最大半徑，然後又收縮回零。這一過程進行得極快，即使以光速運動也無法從一個孔口到達另一孔口。此外，蛀洞有很強的引力，當人們離它還有相當的距離時就會被引力撕成碎塊。這樣的蛀洞當然不能作為旅行的通道。索恩等入構思了可通行蛀洞的幾何結構，其咽喉部保持開放，人們通過時只受到適度的加速度和潮汐力。愛因斯坦的場方程表明，任何可通行的蛀洞一定含有某種形式的奇異物質。這種奇異物質具有"負壓力"，有點象被拉長的彈簧，現在還沒有人知道這種物質是否存在。假如這種物質存在，它與其它物質的相互作用很弱，又不會傷害旅行者，那麼可通行的蛀洞就有存在的可能性。索恩從研究愛因斯坦場方程出發，發現了大尺度蛀洞的新特徵，為薩根的科幻小說找到了理論解釋。如果我們能找到索恩所構想的那種蛀洞，便可以將蛀洞的一個邊洞口開在太陽附近，另一邊洞口開在天琴座織女星附近，乘火箭沿蛀洞作星際旅行，在短時間內到達距離為25光年的織女星。瞧，科幻小說成了科學研究的先導。當然這一切僅僅是理論的延伸，到目前為止還沒有一個人觀察到蛀洞。但當人們通過計算預見到海王星的存在時，沒有一個人能觀察到海王屋，而現在觀察海王星不是什麼了不起的事情了。索恩的研究成果也為薩根科幻小說中時間旅行找到了一個合理的解釋。假設蛀洞有A、B兩個洞口，使B洞口作加速運動，其速度接近光速，而A洞口保持靜止，根據狹義相對論所測預的效應，B洞口的時鐘慢於A洞口的時鐘。這時乘火箭以接近光速的速度從A洞口向B洞口行進，到達B洞口的時刻比從A洞口出發時提前了。此時立刻通過蛀洞返回，到達出發點A洞口的時刻比離開時還要早。也就是說10點鐘時你從A洞口向B洞口以接近光速的速度運動，而到達B洞口時，時間卻是9點鐘，立刻穿過蛀洞回到A洞口，還不到10點種，這樣通過蛀洞就完成了一次逆時而行的旅行。在這裡索恩的科學推斷與薩根的科學幻想似乎很好地吻合在一起了，然而科學推斷與科學幻想之間是有很大的不同。科學幻想可以避開許多難以解決的具體問題，把它留給後人去研究，而科學推斷必須面對這些難題，逆時旅行要重新評估自然現象中的因果關係和時間演變的概念。例如，當你在逆時旅行中如果遇見了你出生前的父母，當你試圖向他們開槍射擊時，就會出現難以解決的問題：如果擊中身亡，那麼你是如何來到世上？科學家認為必須採取一些基本原理來使自然系統的演變不會自相矛盾，即採用相容性原理來補充因果律。就是說槍不是不發火就是未命中。自從索恩發表了大尺度蛀洞新的特徵之後，引起了不少物理學家的關注，一些學者提出了新的假設。也有一些人提出許多疑點，認為蛀洞理論不可能成立，因為它不僅破壞了物理學的大前題--因果律，而且還會動搖許多物理學的定律，至少從目前人類的認識來看，蛀洞的存在還有很大的不確定性。.................................................>> 主序星 zhu x當恆星能產生熱核反應　其內外壓力穩定下來　達到平衡的時期　這個時期佔去恆星的頗長時間　我們稱處於這個階段的恆星為主序星　大的恆星壽命較短促　小的則較長　我們的太陽在主序星階段約為一百億年　現在才活了五十億年　還有五十億年才踏上紅巨星的階段.................................................自行 zi x自行，恆星在一年內沿垂直於觀測者視線方向走過的距離對觀測者所張的角度。天上的星星看上去是不動的，年復一年我們總在一定的時間裡能見到它們。但是，如果我們用天文望遠鏡去精細地測量它們的位置，並與過去得到的結果相比較，就會發現它們的位置是不一樣的，這是由於自行的結果。星星的自行一般都很小。要比較相隔幾十年的觀測結果才能求得，而且星星距離我們愈遠，自行愈小。但是，到目前為止，也發現了少數自行值大的星星。其中有400多顆星的自行每年等於或大於1角秒，有50顆星的自行每年大於2角秒。.................................................>> 紫外天文學 zi wa利用天體在100到4000埃的紫外波長的輻射來研究天文現象的學科。由於大氣對紫外波段的吸收十分嚴重，因此需要到高空或大氣外進行觀測。由於氫原子賴曼線系限外的連續吸收以及光學天文學的交叉，紫外天文學的研究範圍實際上只限於912～3000埃之間。由於元素的中性和電離態的共振線在紫外區比在可見光區豐富得多，共振線對研究天體的物理狀態和化學組成極為敏感，因此我們很有必要把觀測波段擴大到紫外區。當然第一個研究對象是太陽，對研究色球和日冕間過度層以及耀斑活動提供了有價值的信息。對太陽系內的行星和彗星等天體的紫外光譜、反照率和散射的觀測，有利於確定它們大氣組成，從而建立大氣模型。我國天文學家余青松在20世紀30年代首先認識到紫外波段的觀測對研究熱星的重要性。1978年1月28日發射的IUE地球同步衛星載有一架口徑45厘米的卡塞格林望遠鏡和兩台攝譜儀（高色散和低色散），工作於1150-4000埃間。發現了大量的紫外天體並編輯出版了IUE星表。在1990年6月1日發射的ROSAT衛星上還載有EUV（極端紫外）望遠鏡，探測能量在25-100電子伏特間的源。結果共發現384個源，其中主要為白矮星和晚型活動星。其他為激變變星和河外天體。1992年6月7日發射了EUVE（極紫外探測者）衛星。上載三個掠射掃描望遠鏡和一個譜望遠鏡（50-740埃）。發現的天體中55%為晚型星，30%為白矮星，其他為激變變星、早型星和河外天體。最亮的源為εCMa，一個光譜型為B2II的藍巨星。目前正在天上工作的哈勃空間望遠鏡也有紫外觀測儀器，是這一領域中的最大者。.................................................>> 子午線 zi wu想像中在天空上經過天頂連接正南和正北點的連線。.................................................>> 總星系 zo現時所測得星系總數的統稱，也是現時我們可見的宇宙。總星系的邊陲並不是宇宙的盡頭，只是我們的技術不能探索到更深遠的新世界，我們要不斷的改善技術去發掘這個新世界。

星空的秘密（這些天文知識你知道嗎？）如果一個人能對著天上的事物沉思，那麼在他面對人間時就會更加高尚。中子星和黑洞：中子星和黑洞是宇宙中密度和引力最強大的兩類頗具神秘感的天體。光是中子星就已經夠不可思議了，偏偏還要添上黑洞。它是宇宙中的死亡陷井和無底深淵，沒有物質能擺脫它的強大引力，包括光線。在它附近，今天的所有物理定律都顯得不適用了。

我們知道，當恆星走完其漫長的一生後，小質量和中等質量的恆星將成為一顆白矮星，大質量和超大質量的恆星則會導致一次超新星爆發。超新星爆發後恆星如何演變將取決於剩下星核的質量。印度天體物理學家昌德拉塞卡於上世紀三十年代末發現，當留下的星核質量達到太陽的一點四倍時，其引力將大到足以把星核內的原子壓縮到使電子和質子結合成中子的程度。此時這顆星核就成了一顆中子星，其密度相當於把一個半太陽的質量塞進直徑約二十四公里的一個核內。中子星的表面溫度約為一百十萬度，輻射χ射線、γ射線和和可見光。中子星有極強的磁場，它使中子星沿著磁極方向發射束狀無線電波（射電波）。中子星自轉非常快，能達到每秒幾百轉。中子星的磁極與兩極通常不吻合，所以如果中子星的磁極恰好朝向地球，那麼隨著自轉，中子星發出的射電波束就會象一座旋轉的燈塔那樣一次次掃過地球，形成射電脈衝。人們又稱這樣的天體為「脈衝星」。超新星爆發後，如果星核的質量超過了太陽質量的兩至三倍，那它將繼續坍縮，最後成為一個體積無限小而密度無窮大的奇點，從人們的視線中消失。圍繞著這個奇點的是一個「無法返回」的區域，這個區域的邊界稱為「視野」或「事件地平」，區域的半徑叫做「史瓦西半徑」。任何進入這個區域的物質，包括光線，都無法擺脫這個奇點的巨大引力而逃逸，它們就像掉進了一個無底深淵，永遠不可能返回。天文學家稱這種由於恆星死亡形成的天體為恆星級黑洞。一般認為，宇宙中的大多數黑洞是由恆星坍縮形成的。此外，在許多恆星系的中心也有一個因引力坍縮而形成的超大質量黑洞，比如在類星體星系的中心。在宇宙誕生初期可能曾經形成過很多微型黑洞（太初黑洞），這些黑洞的體積很小，質量相當於一座大山。雖然黑洞本身不可見，但可以用至少兩種方法檢測出它的存在。當一個黑洞吸引塵埃、氣體或恆星時，它的強大引力會把這些物質撕碎成原子微粒，原子微粒會從黑洞的邊緣沿螺旋線墜向中心，速度會越來越快，直至達到每秒九百多公里。當物體被黑洞吞沒時，會因為互相碰撞而使溫度上升到幾百萬度，並發出χ射線和γ射線。在宇宙中，只有黑洞能使物體在密集的軌道上加速到如此高的速度；也只有黑洞才會以這種方式發射χ射線和γ射線。任何物質或輻射到達黑洞邊緣，越過它的視界就永遠消失了。在黑洞的奇點附近，現有的任何物理定律都是不適用的。黑洞的奇點和我們現已認識的宇宙中的所有物質狀態截然不同。到目前為止，還沒有任何科學方法能用來測量黑洞。現在我們說找到了一個黑洞都是通過間接途徑推算出來的。星雲和星團：以前人們總是把星系和星雲弄混。因為那時候沒有威力足夠大的望遠鏡將它們區分開來。人們還以為那些長得像旋渦的雲霧狀深空天體和獵戶座里的大星雲是同一類東西。儘管今天有時我們還管某些星系叫星雲，但在本質上已不會把這兩類有明顯區別的天體弄錯了。

發光星雲和反射星云：但要給星雲下一個嚴格的定義卻並不是那麼容易。我們知道星系實際上是由大量恆星圍繞著一個共同的中心構成的一種大型宇宙天體系統，而星雲則主要是由飄浮在星際空間的塵埃和氣體組成的。各種星雲從幾光年到幾千光年大小不同，姿態各異。但我們的銀河系雖屬中等規模的星系，其銀盤直徑仍有十二萬光年，與之相比星雲顯然小多了。

著名的馬頭星雲。星雲局部不透光，在明亮的背景下顯得較黑暗。

馬頭星雲的局部。它由寒冷、黑暗的塵埃和氣體組成。在其頂端有一顆仍包裹在雲團中的新星(HST)。

十七萬光年外位於大麥哲倫雲中的星雲N159是一個恆星育嬰場。初生恆星的強大星風正在重塑星雲的形狀(HST)。

「老鷹星雲」(M16)里的巨大分子雲柱，雲柱中孕育著許多初生的恆星。位於七千光年外的天蛇座(HST)。

兩萬五千光年外的「手槍星雲」位於人馬座，正中的巨大恆星是迄今觀測到的銀河系中最明亮的恆星(HST)

獵戶座大星雲M42位於約一千六百光年外，是天空中最明亮的大星雲。

天文常識1001條第一章天文學、天文學家和專業工具1 天文學是…研究宇宙中一切物體（除了地球）的自然科學的一個分支。但是，天文學家確實也研究太陽和地球高層大氣的作用，包括極光等。2 大部分天文學家其實是天體物理學家。直到19世紀後期，天文學是很難描述和計算的。天文學家通過望遠鏡給天體照相併計算一些像日月蝕，行星的位置，恆星的位置和距離。儘管如此，天文學家是缺少對恆星物理性質和主宰它們為什麼發光、怎樣演化的物理機理的真正了解的。從那以後，我們在原子結構和物質作用知識上的突破使得天文學家通過物理規律的大方面應用而發現了宇宙的內在工作機制。這樣，今天的大部分天文學家實際是天體物理學家並在做天體物理。這一頭銜可以在雞尾酒會上給人留下深刻印象。3 天文學家大體上可以分為觀測天文學家和理論天文學家。雖然一些人兩方面都做，大部-分人更適合其中之一。儘管觀測天文學家不必要整天埋頭觀測，他們要進行望遠鏡和儀器（如相機，光度計，光譜儀等）的研究設計來獲得和分析宇宙天體的數據。另一方面，理論天文學家典型的是應用超級計算機建立模擬宇宙現象的模型。4 觀測天文學家和理論天文學家的工作經常是互相補充的。有時，觀測天文學家會發現宇宙中無法解釋的現象而理論天文學家會試著用數學和已知物理規律來解釋觀察到的東西。還有時，理論天文學家會發展一種理論預示了宇宙中某種現象或某種物理條件存在而觀測天文學家會試著通過觀察驗證這種理論對不對。第一個例子是脈衝星的發現和後來的中子星理論。第二個例子是黑洞存在的理論假設和接著黑洞被真正發現。5 總體來講，研究宇宙是一件令人氣餒的被動的活動。物理學家、化學家、生物學家有一個共同點：他們可以鑽進實驗室或到達目的地有效的創造出他們要研究的現象。他們可以接觸到它，操作它，直接的和它們聯繫。問一個物理學家一個物質有多重，他們可以放在秤上稱並馬上讀出來。問一個化學家一個反應放出多少熱，他可以用溫度計測出來。問一個生物學家一個血樣有什麼遺傳特徵，他可以立刻進行一系列小心的檢測。對於天文學家來說整個宇宙就是一個實驗室。但是，宇宙，用定義說就是「延展在那兒」的遠在我們直接接觸範圍之外的所在。天文學家雖然可以測出一顆恆星離我們的距離，但是他不能用一盒捲尺去測量來驗證這個距離。天文學家想知道太陽表面的溫度，但是他不能去太陽那兒插一個溫度計。天文學家想知道一個遙遠星系的組成，但是他不能去那兒採樣再運回地球分析。然而我們確實知道恆星的距離，太陽的溫度，遙遠星系的組成。這就是天文學為什麼是一個如此令人著迷的領域，是一件對人類思想創造性靈活性有如此貢獻的禮品。6 天文學家通過收集分析宇宙天體的光和其它波段輻射研究宇宙。天文學家不能去宇宙中大部分的行星，恆星，和星系。取而代之，他們通過天體發送給我們的信息研究宇宙。能夠攜帶信息給我們的就是光和其他波段輻射。這樣天文學家主要通過天體輻射，研究宇宙天體（由物質構成）。很快我們就會談到輻射。你也會在本章末找到關於物質的部分。7 光學望遠鏡是一件通過聚光使我們可以看到比我們只用肉眼看到的更弱物體的設備。望遠鏡的原理本質上是相同的。進入望遠鏡的光被一系列的透鏡、面鏡不斷聚焦成更細的光柱。因為光和輻射是天文學家研究宇宙的手段，所以越多的輻射被收集，能了解的信息就越多。8 有兩種基本的光學望遠鏡類型。大部分不是折射望遠鏡就是反射望遠鏡。9 折射望遠鏡用透鏡系統聚光。小的時候大部分人有這樣的經驗，在晴天我們用放大鏡點燃一片樹葉或紙。這個實驗的原理就是放大鏡把表面的光聚焦成一點，使這一點的溫度特別高，即光度特別大。一架折射望遠鏡用透鏡組完成同樣的事情。在折射望遠鏡大的一端有兩片大小相等但不同類型的鏡片。當光通過它們，它們共同工作把光聚焦在望遠鏡筒另一端。在這一點，不管望遠鏡指向哪裡都會成像。10 反射望遠鏡用一面或多面反射鏡完成相同的事情。在一架簡單的反射望遠鏡中，遙遠光束落在反射鏡上。這面反射鏡不是平的，它是凹面的。結果就會產生聚焦的效果。一種具體的形狀是拋物面，可以使平行光軸的入射光聚焦在同一點。像折射望遠鏡一樣，遙遠物體在這一點成像。11 一種簡單的普通的被廣大天文愛好者喜愛的反射望遠鏡是牛頓發明的。這一款今天被稱為牛頓式反射望遠鏡的設計，在鏡筒一端用凹拋物面集光聚焦。為了觀測者方便，在鏡筒裡面另一端放置一塊平面鏡把光反射到鏡筒側面安裝目鏡的地方。許多天文愛好者都有這種設計的望遠鏡。12 口徑幾到幾十厘米的折射望遠鏡比反射望遠鏡昂貴。比如，平均15厘米的反射望遠鏡要幾百美元，而15厘米的折射望遠鏡要幾千美元。原因是這種大小下，磨製天文觀測使用的反射鏡比磨製透鏡系統便宜。13 對於需要便攜性的愛好者來說，折射望遠鏡和牛頓反射式都是笨重的。一個典型的10英寸的牛頓反射式大約6到7英尺長100多磅重，而一個6英寸的折射望遠鏡就有這樣大。很清楚，除非你有固定的場所安裝這些設備，否則你要面臨運輸的困難。14 另一種被稱為施米特—卡塞格林的望遠鏡設計提供了一個有趣的優點。它是用反射鏡和透鏡的結合。口徑幾到幾十厘米大小的施米特—卡塞格林式遠比牛頓式昂貴但比純折射的便宜，並且有著當牛頓式性能相近鏡筒只有其三分之一長的優點。這樣，施米特—卡塞格林式更便攜且可以放在一個小的因而便宜的地方。因為它短，在有風的時候晃動的就很少。這是很重要的，因為望遠鏡的放大作用，即使很小的微風引起的震動在望遠鏡的像上也會產生很大的晃動。15 我們看到最暗物體的下限取決於有多少光進入我們的眼睛而被聚焦。我們能看到東西因為光通過瞳孔被眼內的透鏡系統聚焦在視網膜上成像，信號再被送到大腦。越多的光進入眼睛，越多的光落到視網膜上，越強的信號被送到大腦，就感到物體越亮。當我們剛進入一個黑屋子或剛從明亮的環境走到戶外，我們感覺到什麼都看不見。但當眼睛「適應」後，就可以看的更清楚了。適應是指瞳孔逐漸變大允許更多的光通過。儘管如此，還是有一個極限，能看多暗取決於瞳孔最大能變多大。16 望遠鏡能讓我們看到更暗物體是因為它們讓更多的光進入我們的眼睛。即使在最暗的條件下，平均來說，認得瞳孔不能擴張大於8毫米。所以我們只能看到最暗和通過8毫米見方的光通量呈正比亮度。但是望遠鏡可以使我們欺騙大自然而把更多的光聚焦成適合瞳孔大小的光柱。用你的裸眼去看星空，你只能用瞳孔的8毫米見方集光。用望遠鏡看星空相當於用250毫米見方的透鏡或面鏡集光，這樣相當於有了直徑250毫米的瞳孔。這就怪不得望遠鏡能讓我們看到宇宙中遠比用裸眼看的暗的多的東西。理解這一基本原理你就明白能給我們揭示迄今為止都為盡知的宇宙的望遠鏡的神奇魔力了。我們將要看到，專業天文學家並不用眼睛而是用遠比眼睛客觀的儀器接受信號。但是位置是一樣的。17 天文學家傾向用主鏡的口徑稱呼一架望遠鏡。天文學家傾向用「36英寸」或「2.4米」稱呼一架望遠鏡。這樣做的時候，他們使用英尺或米作單位指出望遠鏡主鏡的直徑。主鏡通常被稱為物鏡。18望遠鏡能夠給我們看更遠更暗天體的能力取決於主鏡的面積。雖然天文學家用目鏡的直徑稱呼望遠鏡，但望遠鏡聚光的能力正比於目鏡的面積而不是起直徑。根據圓面積公式，10英尺的望遠鏡實際上比5英尺的望遠鏡多聚4倍的光。望遠鏡聚集光的能力有時被稱為聚光能力。但是這和望遠鏡的放大率沒有任何關係。19 為了放大望遠鏡中的像，你需要一個目鏡。天文愛好者買的望遠鏡大多帶有一組分類的目鏡。每一個目鏡典型的是一個小的包含透鏡系統的圓柱。不同的目鏡得到不同的放大率。20 為了計算出一個特定目鏡下一架特定望遠鏡的放大率，你必須理解焦距。每一個望遠鏡物鏡和目鏡有一個所謂的焦距。它其實是一個距離，通常用毫米衡量。（1英寸等於25.4毫米）如果你曾經用放大鏡燒過樹葉，放大鏡鏡片和燃燒物之間的距離就是焦距。換句話說，它就是透鏡和來自遙遠的光（此處是太陽）會聚的點。目鏡的焦距通常寫在目鏡筒的側面或末端，物鏡的焦距經常包含在望遠鏡的文獻里。21 計算放大率，你要做的只是一個除法。當你在望遠鏡上插入一個特定的目鏡需要計算它的放大率時，你要做的只是用物鏡的焦距除以目鏡的焦距。例如，一架望遠鏡物鏡焦距是2540毫米，你插入了一個焦距25.4毫米的目鏡，它的放大率是100。這樣，意味著當你通過這架觀測時，你會看到比你用裸眼近100倍或大100倍的物體。22 理論上，用任一架望遠鏡可以得到任一放大率。為了得到更大的放大率你要做的只是選用越來越短焦距的目鏡。這樣，如果25.4毫米焦距的目鏡得到100倍放大率，那麼一半焦距的目鏡，即12.7毫米，再同一望遠鏡上可以得到200倍的放大率。6.35毫米焦距的目鏡可以得到400倍的放大率。理論上你可以一直這樣做下去直到百萬倍的放大率或者更多。但是這裡面有一個問題，那就是……23 望遠鏡的有用放大率。必須要記住的是目鏡放大的是通過物鏡的經聚焦形成的像。所有的目鏡要利用這個像來放大因此就有一個限制，即在多少光的總量下能有效的工作。簡而言之，目鏡接受越多的光，它就可以把像放的越大並仍能在你眼睛的視網膜上產生足夠明亮和清晰的像。換而言之，對於特定的望遠鏡，你把像放到多大仍然可以看到足夠清晰明亮的像有一個實際的限制。超出這個限制就會得到不好的結果。隨著越來越大的放大率，你確實得到越來越大的像，但它會變的更暗，更模糊。實際上你很難看到細節。所以遠比「這架望遠鏡放大率是多少？」重要的問題是「這架望遠鏡的最大有用放大率是多少？」24 一架特定望遠鏡的有用放大率的值取決於主鏡的尺寸大小。雖然一架望遠鏡有用放大率會取決於很多因素，包括望遠鏡的光學質量，某個晚上地球大氣的穩定程度。為了得到大約的最大有用放大率，你應該找到一架望遠鏡，以英寸為單位測出其直徑再乘以40。因此，30英尺的望遠鏡在大多數晚上可用的最大放大率大約3*40=120（也寫成120X），6英寸的在同一晚上在放大率是6*40=240時可以看到相同清晰明亮的像。因此，儘可能買佩有最大物鏡的望遠鏡是值得的。25 有時選用較低放大率比選用最大放大率明智。低放大率目鏡會得到較小的像，但是像更尖銳更明亮。大多數情況，這會更適於眼睛。並且，對於某些比較大的天體，比如星團，彗星，月亮，寬視場低放大率的目鏡能得到更好的圖像。26 雙筒望遠鏡對於簡單享受天空的樂趣來說可以算是非常令人滿意的工具了。為了堅持「物超所值」的信條，雙筒望遠鏡是我們能滿足從望遠鏡里看天空的可以負擔的起的一個選擇。儘管雙筒不能提供給你一般望遠鏡可以提供的月球和行星的細節，但是你只是躺下來隨便掃過星空，它們已經是非常美妙的了。另外裝備了雙筒以後，你可以享受很多美妙的時刻，比如順著銀河巡航來找你可以在本書看到的星雲和星團，也可以觀察雙星，月蝕和不期而遇的彗星。27 雙筒上的數字告訴你它的大小和放大率。雙筒經常是用兩個數字和一個×來描述的，如7×35或10×50。兩個數字中的第一個數字表示雙筒的放大率，第二個數字用毫米表示雙筒主鏡的口徑。因為25毫米約等於一英寸，一隻10×50 的雙筒有一個50毫米或兩英寸的物鏡和10倍的放大率。28 晚上用一隻7×50的雙筒是一個很好的選擇。很多人感覺7×50的雙筒可以比7×35的雙筒（經常用在白天觀看體育賽事上）提供更強的聚光能力，但是並不比更大放大率的雙筒笨重麻煩。可以給我們提供銀河壯觀景象的更高放大率更大口徑的雙筒最好是用三角架支撐它們的重量使其穩固。29 更高質量的折射望遠鏡和雙筒使用鍍膜的鏡片。這些化學塗層使鏡片看起來發藍，它們減少內部的反射從而使儀器產生完美像質。30 天文業餘愛好者通常可以告訴你他們正在使用的望遠鏡的放大率，而專業天文學家不是這樣思考問題。放大率是專業天文學家一般不在意的問題。那是因為專業天文學家通常從望遠鏡上拿下目鏡，用望遠鏡上其他光學器件把光聚焦到CCD 上，就像被用作一架照相機或光度計的一部分或一台光譜儀。這樣的話，專業天文學家感興趣的是像的大小，能夠看到的細節程度，和能夠到達CCD的光波長或顏色。31 專業天文學家更感興趣的是望遠鏡的解析度而不是放大率。解析度指的是一架望遠鏡理論上讓你看到細節的優良程度。細節的優良程度可以這樣說，你能看到多小的物體，或者說兩個物體靠的多近時仍然可以被分辨。望遠鏡的解析度是以角秒來衡量的。32 一架望遠鏡的理論解析度很容易計算。一架以角秒衡量的光學望遠鏡的理論解析度可以很容易的以13除以這架望遠鏡的以厘米衡量的主鏡的口徑來計算。（2.54厘米等於一英寸）這樣一架100英寸(254厘米)的望遠鏡理論解析度約為0.05角秒。一架200英寸望遠鏡理論解析度約為0.025角秒（只有滿月直徑的1/36000）。換句話說，第二架望遠鏡可以分辨只有0.025角秒的天空中的兩顆星。而100英寸的望遠鏡只能把它們看成一顆星。尖銳的像是高質量的像，因此天文學家希望得到最好的解析度。這是另一個天文學家垂涎儘可能大的望遠鏡口徑的原因。33 你好，某某？請給我一張星圖。就像有德克薩斯和阿富汗的地圖，也有天空的地圖。它們曾經是用手畫的，但是現在天文學家主要依靠的是照片或計算機圖像。其中一個範圍最廣的這類照片和圖像由加利福尼亞進行的帕洛馬天文台巡天和智利歐洲南方天文台進行的南半球巡天聯合組成。幾百幅圖像顯示了整個天空暗至20等的恆星。另一個範圍廣的星圖是為哈勃空間望遠鏡編得導星目錄表。它包括了暗至15等的超過一千五百萬顆的恆星，只能從大容量的CD-ROM里得到。在觀測以前，天文學家可能會掃一眼它需要的目標周圍的較顯眼的恆星，這樣就可以作為他它需要的目標的路標。34 天文學家用一套類似於地理經緯度的方法定位天空中的物體。就像地球上的物體可以用經度和緯度指明一樣，天空中的任何一個物體可以用一套類似的坐標系統指明，在這個系統中赤緯代替了緯度，赤經代替了經度。35 赤緯以度數衡量。在天球坐標中和地球赤道平行的大圓叫做天赤道。就像緯度一樣，如果一個物體位於天赤道以北，就說他有正的赤緯。類似的，在天空中天赤道以南找到的物體有負的赤緯。到北或南的距離用度數角分角秒衡量（和緯度一樣）。36 赤經用時間的單位衡量。赤經坐標在天空中向東衡量。像經度也應該有一個零點。就像零度子午線穿過英國格林威治，天空中的零度子午線是穿過春分點的子午線，一個天體的赤經是地球從這條零度子午線在正南方時起自轉到所求天體在正南方時止的時間長度。這樣，天體的赤經就以小時、分鐘和時間上的秒來衡量。37 星圖一般包括所含宇宙天體的坐標。就像地圖一般在邊上標出經緯度一樣，星圖一般在其所描繪的區域標出赤經赤緯。天體的表和目錄一般也列出每一個天體的坐標。赤經（right ascension）一般縮寫為R.A.;赤緯(declination)一般縮寫為Dec.。這樣，例如冬季星空中最燦爛的天狼星可以在天空中R.A.6h14m，Dec.-16°35＇找到。而夏季星空中最亮的織女星位於R.A.18h34m，Dec.+38°41＇。這些坐標就像經緯度能夠定為洛杉磯或海上的一條船一樣方便精確的定位出天上星星的位置。38 相對於恆星運動的天體天球坐標不斷改變。因為太陽月亮和行星相對於恆星不斷運動，它們的赤經赤緯也在不斷改變。這樣，列出他們的位置的表每晚都需要改變。對於哪些是運動特別大的天體，比如月亮，有時需要列出起每小時的坐標。39 天文學家為什麼需要這樣一個坐標系統？他們不能只是把望遠鏡指向他們想看的地方，就像你使用你的雙筒？有很多這個系統必須的原因。首先，很多專業望遠鏡有上噸重，很難以轉動。第二，望遠鏡通常放在只允許看到一條天空的天文台里，天文學家通常看不到全天情況。第三，天文學家選用的目標星通常太暗了，肉眼沒法看到。第四，如果在德國的一個天文學家想告訴在智利的同夥把望遠鏡只向他們感興趣的一顆星，他不能只是說，把望遠鏡指向那兒。這沒有任何意義。40 許多望遠鏡都是計算機輔助跟蹤，指向天文學家想要研究的天體的正確的赤經赤緯。許多專業望遠鏡甚至一些愛好者的鏡子都是計算機控制，自動移動指向正確的天球坐標的。近些年來，一些愛好者裝備的計算機甚至事先裝載了包括行星以及亮的恆星和其它一些好看的星團星雲星系的坐標的軟體。只要輸入你想要看得天體名稱，按一個按鈕，望遠鏡會為你找到它。41 天文學家不喜歡閃爍的星星。漫天閃爍的星星是一個很浪漫的景象。但諷刺的是，它是天文學家害怕的事情。那是因為當恆星閃爍時表明地球大氣狀況很糟。只有當地球大氣乾淨穩定時望遠鏡才能產生天體非常清晰的像。但是有時地球大氣極不穩定，表明大氣中有無數不斷移動的湍流。這時透過大氣觀察天體就像透過一條幹凈的急速流動的小溪看底下的東西。小溪底下的物體像是不斷的波動，被水的湍流扭曲。同樣的，大氣湍流也把穿過它的光線折射扭曲了。對於裸眼，這些不穩定的大氣是星星不多閃爍。望遠鏡使問題更複雜了，因為在放大天體像的過程中，它也放大了大氣的擾動，是星星的像彌散成一個不斷變換大小和形狀的光斑。天文學家把大氣不穩定的夜晚稱為大氣的視寧度不好。這樣，一架望遠鏡在某一夜晚的解析度比起其本身的尺寸跟依賴於大氣狀況。42 天文學家通常試圖把天文台建造在有更長時間大氣視寧度的地方。選擇天文台新台址的最大考慮是一個地方大氣穩定性或說好的視寧度的持續性。這樣的地方通常選在盛行風從比較平坦的地形或海洋上吹來的較高的山峰上。如此平坦的地形產生的空氣流動可以保持光滑平行，從而只有儘可能小的垂直運動。這樣，比如Kitt峰國家天文台位於較平坦的亞利桑那沙漠上幾公里高的山峰上。世界上最好的一些天文台位於像夏威夷的一座名叫莫那克亞的死火山和智利安第斯山脈一系列的山峰上，這些都在於這些地方的向風面是一望無際的海洋。然而儘管在如此理想的地方，一些大望遠鏡的解析度很少超過1角秒。43 為了找到建造天文台的地方，天文學家也在尋找最晴朗的地方。可以理解，天文學家不僅希望找到大氣穩定的地方，它們也希望找到最晴朗的地方。這當然意味著每年有儘可能多的無雲日。夏威夷的一些地方覆蓋著熱帶雨林，但是在13000英尺以上，莫那克亞的最高峰如此之高，除了偶爾的大雪，它已超出了「氣象帶」。智利的那些天文台在乾燥的沙漠之上，一年也可能見不到一滴雨。44 另一個選擇台址的重要因素是遠離污染。這看起來也很明顯，但當說到污染，光學天文學家關心的不僅僅是空氣中沒有那些化合物。他們關心的是另一種形式的其他他人沒有想過的污染，光污染。城市裡發出的燈光和車燈光射向天空洗去了暗星河銀河的光，使得一些天文研究除了在郊區實際上無法進行。向曾經是20世紀天文研究重地的威爾遜山和帕洛馬山，已經因為來自洛杉磯和聖地亞哥等大城市的光污染逐漸變得不能用了。甚至Kitt峰也日益受到圖森不斷膨脹的人口的威脅。天文學家已經搬向更遠的像在夏威夷和智利的山峰。45 大眾可以幫助減少光污染。不需要減少晚上街道和高速公路需要的安全照明量，政府和大眾可以採取一些簡單的不需增加負擔的措施而顯著的減少它們產生的光污染。僅僅在路燈上加上燈罩和使用不同的光給高速公路照明可以使我們重新擁有不僅是對天文觀測至關重要的也是不斷減少的自然資源的美麗星空。想要學習大眾應該怎樣做，請聯繫：Dr.David CrawfordDark Sky Association3545 Stewart StreetTucson,Arizona 85716146 當我們談到宇宙研究時，我們需要注意更多我們的眼睛可以注意的東西。有時天空看起來非常的晴朗但對於某些天文研究卻不能接受。對觀測光學這一精確測定天體視亮度的天文分支尤其正確。例如，實際上對裸眼來說不可見的一塊非常薄的雲，在這樣的儀器里產生非常大的波動致使數據報廢。47 能造多大的望遠鏡有著技術上的限制。望遠鏡的主鏡越大，它成的像越亮越尖銳。那麼為什麼不簡單的用一塊巨大的鏡子呢？問題就在於造這個鏡子的物質有一個承受力的極限。為了使望遠鏡的透鏡或凹面鏡能精確的把光聚成一個清晰的像，透鏡或凹面鏡的鏡面必須有精確到幾百萬分之一英寸的只有光波長的幾分之一的鏡面形狀。現代磨製鏡面的工藝可以達到這樣的精度，但是鏡面重到一定程度以後會在自身的重力下變形。變形量不能達到眼睛看到的程度但是足夠把光扭曲到不能精確成像。48 世界上最大的折射望遠鏡在威斯康星，最大的反射望遠鏡在俄羅斯。（截止到2006年，最大的反射望遠鏡是歐洲北方天文台的GTC望遠鏡，口徑11.5米——空間天文網注）世界上最大折射望遠鏡主鏡口徑有1米。它位於威斯康星州芝加哥大學管理的葉克斯天文台。1948年，加利福尼亞帕洛馬山上直徑5米的反射望遠鏡落成。幾十年內它始終是世界上最大的。直到20世紀70年代，高加索山脈的一座6米的反射望遠鏡才落成，但是不幸的是它的光學系統始終不是太好。49 新材料和新技術導致了更大望遠鏡的出現。20世紀80年代一項令人激動人心的望遠鏡設計技術的進步是天文學家否認了原來認為的光學望遠鏡尺寸有限制的想法。這一理念包括把幾個單獨的鏡片合成一個望遠鏡並使它們單獨接收到的光產生一個聯合的像。這樣的方法使單獨鏡片的總面積等效於整個它們聯合起來的面積。夏威夷莫那克亞山上的凱克望遠鏡用36塊直徑1.8米的鏡片拼在一起。1990年首次進行測試，1996年放在它旁邊的雙子鏡（凱克2）開始加入。更大的多鏡面望遠鏡設計正在進行中。50 其它的望遠鏡設計用激光和計算機征服自然。在一個被稱為自適應光學的研究領域，科學家正在調查利用激光不斷探測望遠鏡上空的大氣並且把信號傳給計算機控制的支持主鏡的馬達使其精確的改變主鏡的形狀來抵消大氣湍動的變化。如果成功的話，這種望遠鏡可以達到前所未有的清晰度。51 另一種望遠鏡設計技術把幾個望遠鏡的光合成以達到很高的清晰度。在最近的英國劍橋大學的一項實驗中，天文學家把來自三面指向同一目標的不同望遠鏡的光合成產生一幅圖像。主要原理是干涉測量法，因為圖像是通過計算機分析來自不同望遠鏡的光的干涉得到的。通過這樣的分析計算機能得到大量關於目標物體的信息並且最終產生和使用整個一塊面積等同於單獨望遠鏡之間相隔的距離一樣的像。在最初的實驗中，三架望遠鏡大約20英尺遠，這樣就模擬合成了一架有20英尺口徑的望遠鏡。結果是成了一幅等同於讓你在600英里以外看到一個許可證書的清晰度的五車二恆星系統的星像圖。不久望遠鏡可以被放得更遠來產生更高的解析度。使用不同的分光儀，美國的一個小組最近得到一個好10倍的結果，分辨了一對只有0.0032角秒的雙星——相當於一輛在月球上的汽車看上去的尺寸。52 其它地方也計劃著相似的望遠鏡陣。從智利澳大利亞到美國都在計劃或正在建造其它的光學干涉儀。另外，凱克和凱克II能夠也正在準備這樣連接起來。隨著計算機變得更快，能夠處理越來越多的數據，這樣的系統在我們進入21世紀無疑會在天文領域扮演一個重要的角色。儘管如此，這樣的系統也有它的缺點，就像生活中一樣，科學中也沒有免費的午餐。第一，這樣的系統需要大量的計算機功率。第二，圖像的最終完成需要望遠鏡幾天或幾個小時的時間。53 天文學家實際上很少花時間通過他們的望遠鏡觀測。這聽起來很奇怪，但卻是事實。大型望遠鏡是一個很昂貴的日用品而眼睛是一部不靈敏不客觀的設備。現代天文學家改為坐在天文台里花大量的時間看電腦屏幕。其中典型的是顯示天文學家正在研究的行星、恆星、星系或其它物體。但是圖像也會經常的是附近的一個不相關的物體。並且圖像甚至不是來自主鏡而是連在主鏡上的小望遠鏡。利用這個小望遠鏡和屏幕上對應的像，天文學家使主鏡跟蹤天空中的物體。在其它的監視器上，它保存從比人眼更可靠的科學儀器上記錄下的數據並且分析主鏡收集的他正在研究的天體的輻射。54 有些情況，天文學家甚至不需要去天文台。現代成熟的遠程控制技術已經達到了可以讓天文學家在晚間天文台只有一個助手幫助打開關閉設備和糾正設備可能產生的錯誤下，通過從他家或辦公室連出的計算機指導望遠鏡的工作。55 有些情況下天文學家根本不可能去天文台。當然，天文學家利用哈勃空間望遠鏡和其它繞轉的空間器作為天文台必須完全依靠來自地面的遠程控制。（只有航天員偶爾拜訪哈勃空間望遠鏡做做修理或安裝新設備，天文學家是不讓接近的。）在這種情況下，經過特殊訓練的工程師和技師把天文學家想用哪台特殊設備觀測那個特殊天體的要求翻譯成計算機指令，通過電磁波傳送到航天器上。天文學家當時可以在他們正在做觀測的台站（只要他們答應不碰任何東西）或者就呆在家裡通過郵件或計算機連接收到數據來做後面的分析。56 在天文學家的工具箱里有特定的基本工具，其中最常見的是照相機。照相術最早被引進天文領域是19世紀中葉。這個進步是令人振奮的，因為，第一次，天文學家可以客觀地記錄下他們的望遠鏡指向的物體而不要用他們的手畫，這樣一個天文學家可能和另一個記錄下的顯著不同。多年來，對膠片在天文領域應用的主要限制是它對光相對不敏感，別是天文上特別暗的天體。隨著時間的推移，膠片提高了靈敏度，並且天文學家從在使用前在爐子上烤乾膠片到冷卻它發展了一系列技術改進它。雖然一些天文圖像是彩色的，但是為了天文研究的目的拍攝的照片大多是黑白的。57 近年來，一種膠片的電子替代品席捲了天文界。它就是CCD或者說電荷耦合器件。你可以在你家的可攜式攝像機中找到。這樣的設備是由幾萬到幾十萬個很小的被稱為像素的在曝光時產生電荷的光敏元組成。通過讀出每一個像素中的電荷計算機可以重現原來照射到CCD上的光的分布從而成圖在監視器上顯示或列印出來。CCD比照相膠片的優點是對光更敏感，膠片只能用一次，CCD可以一次又一次重複使用。另外的，CCD圖像存儲在計算機里，可以向其它數字圖像一樣改變對比，找出細節，從而可以電子化的處理。CCD和其它的一些技術進步是今天的天文學家在同一時間內比他們幾十年前的前輩多得到幾百倍的數據。58 CCD通常被用來在航天器上成像。如果在天文台進行傳統的照相，它可以簡單的在一間方便的暗室中進行。但當到了航天器上，拍攝和換膠片就不是那麼簡單了。所以現代的航天器用CCD和類似的照相機進行電子化的成像。圖像存儲在航天器上的計算機里或者以數字的形式存儲在磁帶里，然後以電磁波的形式傳回地球，在地面上用計算機重新成圖。59 另一件天文領域通用的工具是光度計。光度計是用來精確測量物體有多亮的電子器件。物體可以是行星恆星星系或其它任何天體。天文學家用的光度計實質上等同於你可以在35mm照相機中找到得非常非常靈敏的光度計。光度計的核心是一塊在光落到上面時可以發射電子流的物質。光越亮，電子流越強。流的大小被記錄在計算機里。通常，每次一系列的慮光片被一次放在光源和光度計之間。這樣行星恆星星系或其它任何天體在不同顏色的相對亮度就可以測量了。有時在光柱中放一個偏振片然後旋轉來看來自目標物體的光本身是不是偏振的。60 可能現代天文學家使用的最萬能的工具是光譜儀。光譜儀是利用稜鏡或磨光表面的刻上很多精細的平行條紋的衍射光柵把來自天體的光分裂成彩色的光譜。這個光譜被記錄在一張膠片上，或者如果使用了CCD，光譜的數據被收集存儲在計算機里以備顯示或分析。從光譜里可以決定一個物體很多難以置信的性質，比如它的溫度、化學組成、尺寸、自轉速率、接近或遠離我們的速率、磁場的強度和表現等等。再一次，在所有情況下，天文學家收集和研究光和其它形式的輻射。61 光譜有三種基本形式。就是通常所說的連續譜、吸收譜和發射譜。62 熱固體或者高壓下的熱氣體產生連續譜。連續譜就是顏色連續擴展開，例如從紅到紫。一個熱的鐵撥火棍，電燈泡里白熾的燈絲，或恆星的內部都產生連續譜。63 很多恆星有吸收譜或黑線譜。吸收譜或黑線譜就像它的名字顯示的，是有黑線穿過的連續譜。當一個恆星產生連續譜後，在輻射穿過空間傳送到我們地球這兒以前必須穿過恆星大氣。恆星大氣中的冷的氣體可以吸收連續譜中特定波長的輻射並且在所有的方向折射反射這些不連續的顏色。這樣，這些特定波長的光就很少向我們這個方向傳播，這些波長就在恆星的光譜中顯示成暗線。隨後要討論的，恆星中的每種元素吸收特定的波長，所以譜線的鑒定可以告訴我們特定恆星大氣中的元素和其他很多東西。64 行星也展示出吸收譜線。行星本身不發射光，但是僅僅把太陽光反射到宇宙空間。結果就是，行星的光譜實際就是太陽的光譜只不過由於光線穿進穿出行星大氣而產生了額外的對應黑線。65 非常低的壓力下的氣體通常產生髮射譜或亮線譜。在宇宙空間中這種狀態通常存在於恆星的熱的稀薄的大氣中（像太陽大氣中叫做色球層的區域）和恆星吹出的叫做行星星雲的氣體層。就像名字暗示的，發射譜由疊加在連續的或暗的背景上的一系列亮線組成。66 什麼是光？這很有諷刺性。光就在我們周圍，因為它我們才能看到東西。但是要精確的說它是什麼卻不容易。光可以被認為是有時具有波的性質的在時空中傳播的粒子。這是因為光具有雙重的性質。如果你想把它描述成波，想像一下大海中一排排的波浪。當然光波不是水組成的而是電能和磁能在空間的共同傳播。我們叫做電磁波或電磁輻射。真空中光波的速度是30萬千米每秒。從一個波峰到下一個波峰的距離叫波長，一秒鐘內通過一個固定點的波峰叫做波的頻率。67光波有非常短的波長。鑒於你習慣於在大海或湖泊中看到的波長有幾分米到幾米的長短，光波波長大約從300納米到700納米。68 這種不同就是我們稱作的顏色。當650納米的光照射到你的眼睛時，你看到紅色。不是因為你生氣了，而是這個波長的電磁波刺激了具有正常顏色分辨能力的人的眼睛的視網膜才讓你看到了紅色。如果400納米左右的電磁波射到你的眼睛你會看到紫色。波長在上述中間的電磁波刺激我們的眼睛可以讓我們看到其他的從紅到橙然後到黃、綠和藍再到紫。不同的顏色只是由於不同的波長而沒有什麼其它的。這一我們人眼敏感的顏色或波長分布就被稱作可見光譜。69 在可見光譜以外還有很多很多。只是因為我們的眼睛看不到比紫色光波波長更短的波長並不意味著自然不產生它們。實際上存在。這就是那些可以使我們產生灼傷和使某些物質發熒光的高能射線。因為這些射線有著紫外以外的波長我們叫它紫外射線。在更短的波長我們發現輻射有著更高的能量可以穿過人的身體。我們叫它們X射線。在更短波長更高能量我們發現γ射線。在另一方向，在紅光以外我們發現輻射刺激皮膚是我們感覺到熱卻看不到它。我們叫它紅外。在更長的波長上，我們碰到能使你的晚餐迅速做好的微波。再長的波長（現在就在厘米和米的量級了），我們有世界上用來傳播音樂、新聞和信息的波——電磁波。70 所有這些不同形式的電磁輻射有著不同的名稱是因為我們在不同的時間發現它們的。最重要的一點實際上它們都是相同的。它們都是電磁波。它們只是波長不同。加起來，這一整個的從射電波到γ射線的跨度組成了電磁波譜。71 人眼只是對整個電磁波譜中的一小部分敏感。可見光只組成了整個電磁波譜的一小部分。因為這個原因我們實際上只看到了我們身邊東西的一小部分。想想做一個類比，只能聽到鋼琴上的一個鍵或者管弦樂隊演奏的中音C兩邊的很少一部分。這就指出了我們只用眼睛或光學望遠鏡看到的整個宇宙的部分的多少。72 宇宙中的物體發射出比我們的眼睛看到的寬的多的輻射譜。我們的太陽在光學波段發出比其它波段多的多的輻射（這正是我們眼睛敏感的波長範圍，這恐怕不是一個巧合），但是太陽實際上輻射所有的波譜。太陽實質發出射電波，紅外和紫外波，也發射X射線和γ射線。實際上所有的其他恆星和星系都一樣。使用適當的儀器，連續譜、吸收譜和發射譜或者天體在其它波段的直接的像可以得到並且研究。73 天體在不同的波段看時經常顯得奇異。如果我們的眼睛可以像可見光一樣看到其它波段的光的話，使用適當的儀器，天文學家可以使天體形成我們眼睛看到的一樣的像。（可以把紅外輻射轉換成可見光而使我們看到黑暗中的物體的夜視鏡和醫院中拍的X射線片是簡單的非天文應用的例子。可見光譜以外的天文圖像可能是驚人的。例如在X射線波段，太陽明亮的盤幾乎是黑的，但是在可見光波段幾乎是黑的磁暴在X射線波段有著極其明亮的並且每天甚至每小時都在爆發性變化的光暈。另外，我們眼睛看來非常平靜沒有變化的夜空，在X波段和γ波段看來是一個混亂充滿暴力的地方。74 天文學家能夠收集和研究越多的天體波長，他們就越能了解這個天體。因為天體在不同的波段看來可能是根本的不同，那麼我們能夠收集和研究越多的輻射波段，我們就能越多的了解這個天體。確實，把不可見的波段變成可見是20世紀天文最大的發展和勝利。過去所叫的天文現在正確的叫法是可見光波段天文，在過去的半個世紀里我們看到了射電天文、微波天文、紅外天文、自外天文、X射線天文和γ射線天文的興起。相同的天體在不同的波段可以產生不同的圖像，這些圖像互相補充，以期為我們提供了天體和宇宙的更充分的理解。這些圖像聯合起來組成了比其單獨部分有著更大效用的作用。75 在地面上只能接受很少一部分電磁波。只有可見光、很少一部分的紅外紫外光、和大部分的射電波譜部分能夠很容易得穿過地球大氣。（有些射電部分甚至可以穿透雲層，因此在陰天也可以到達地面。）因為這個原因，光學天文和射電天文大部分在地球表面上做。76 一些來自空間的輻射只能穿過大氣層的一部分。紅外波段很難穿過水汽。因為低層大氣有著大量的水汽，紅外望遠鏡一般位於乾燥的地區或山峰之上也會放在氣球和在高空飛行的噴氣飛機上。77 有些輻射根本不能穿過大氣。X和γ射線不能穿透大氣（對我們來說是一件幸事），除了一些不幸的臭氧空洞，大部分的紫外波譜也不能穿過。這樣，想做紫外、X射線和γ射線波段的天文學家除了把他們的儀器送上大氣層以外別無選擇，這些觀測天文學分支的發展必須等到太空時代的黎明的到來。因為紅外天文也受到大氣的妨礙，紅外天文衛星也越來越多地隨著地球衛星飛行了。78 不同波段使用的望遠鏡看起來非常的不同。用來做紅外和紫外天文的望遠鏡看起來非常像光學天文中使用的反射望遠鏡。而射電望遠鏡外表看起來像衛星或雷達的碟形衛星天線。X射線望遠鏡不能用普通的鏡子聚焦X射線因為X射線是如此之強而可以直接穿過鏡子不被反射！取而代之，X 射線望遠鏡的裡面看起來像一堆底被敲掉的拋光的金屬碗，來到的X射線被拋光金屬面散射而被聚焦。收集所有電磁輻射中能量最大的γ射線望遠鏡更像一個蓋革計數管。79 一眼看過去，射電望遠鏡看來和光學望遠鏡很不相同，實際上不是的。射電望遠鏡看起來像衛星的蝶形天線，但是它們工作起來和光學反射望遠鏡十分相似。碗形的天線代替了光學望遠鏡的反射主鏡，並且在天文學家放儀器的地方把遙遠天體的射電波收集聚焦。因為這是射電天文，探測器不能是照相機或光度計取而代之的是一個非常靈敏的射電接受器。這種類推對於你的電視衛星天線也是有效的。都是接受射電波的設備。但是射電望遠鏡對於接受到的射電波比你私人的電子設備靈敏幾百萬倍。80 類似於光學望遠鏡，射電望遠鏡越大，它可以收集越多的輻射。但是射電望遠鏡也因為另一個原因而需要更大。我們早先提到的，一架望遠鏡的解析度決定於主鏡的尺寸。儘管如此那次給的簡單公式有點太簡單了，因為它只工作與光學波段。實際上，望遠鏡的解析度也取決於它所聚焦的波長。波長越長，同樣尺寸的望遠鏡得到的像越模糊。因為射電波長比光學波長長了幾千到幾百萬倍，為了得到相同的清晰度射電望遠鏡的接收天線應當比光學望遠鏡主鏡大幾千到幾百萬倍。因為這樣的工程技術還達不到，射電望遠鏡只有幾百英尺的接收天線。最大的單接收天線射電望遠鏡位於波多黎各一個山谷，有1000英尺的口徑。這架望遠鏡仍然不能像大多數的光學望遠鏡在光學波段看得那樣清楚。81 就像光學望遠鏡，射電望遠鏡可以連在一起產生干涉。天文學家可以克服射電波長的自然缺陷，他們把兩個或多個單個的射電望遠鏡連在一起，有效地把單個的望遠鏡綜合成具有它們之間距離的口徑的望遠鏡。一個例子就是VLA，或者說深大陣列。它是由27個每個80英尺口徑的射電望遠鏡排列在新墨西哥州的一個Y形的鐵軌上組成。天線之間最大的距離是26英里。結果就像我們擁有了一架由華盛頓環城路那麼大的射電望遠鏡。VLA可以在射電波段以0.1角秒的解析度看清物體的細節——比地面上任何一個單獨的光學望遠鏡都好。82 超越VLA。世界上不同地方的射電望遠鏡甚至把它們所有的信號都聯合起來模擬一架有我們整個星球大的天線。這樣一個陣被稱為VLBI，或稱為甚長基線干涉儀。這樣的一個網路從太平洋中部的夏威夷延伸到加勒比海的St.Croix。單個的射電望遠鏡離的越遠，計算機就需要越長的時間整合數據。83 另一些望遠鏡探測一種叫做宇宙線的東西。就像它們的名字顯示的，宇宙線不是電磁波。它們是很小的亞原子粒子（大多數是質子和氦核）以接近於光速的速度從空間流進我們的大氣層。它們的起源仍然在爭論之中，但是大多數看起來像是由於超新星的爆發或是含有緻密的中子星的雙星系統的相互作用產生的。然後粒子被星系的磁場加速，從任何可以想像的方向打向我們。當宇宙射線進入地球大氣層的時候，它們可能和我們頭頂的高層大氣碰撞產生很弱的只能被非常靈敏的探測器檢測到的光。宇宙射線也可以用氣球載的或飛機載蓋革計數器直接研究。84 一些望遠鏡是埋在地底下的。更奇怪的是，有時它們需要裝滿液體。這些望遠鏡更正確的是被叫做探測器，它們由能裝幾萬到幾十萬加侖的大罐子組成。被用來探測太陽、其他恆星和超新星爆發發出的中微子。當中微子穿過這個大罐子，它們只有很小的機會和其中一個原子碰撞比把它轉化為另一種原子。定期的沖洗檢查罐子里的東西，科學家可以確定有多少中微子穿過探測器。其它的中微子探測器裝滿了純水。當中微子穿過並和水互相作用，產生很小的閃光而被放在水中的極其靈敏的測光計捕捉。這些罐子都埋在在很深的地下（在像南達科他州的一個廢棄金礦和伊利湖的一個鹽礦里）來屏蔽其它粒子向宇宙線的的影響，而只讓中微子通過。85 其他探測器在宇宙深處尋找引力波。根據愛因斯坦的廣義相對論，運動狀態快速變動的物體可能產生引力波，實際上是時空的扭曲。物體的質量和加速度越大，引力波的波幅越大。引力波傳過地球上的物體時會在這些物體上產生微小的動量扭曲，如果物體和外界震動充分隔絕並且和足夠靈敏的探測器相連，就可以記錄下來。馬里蘭大學的約瑟夫·韋伯建造的早期的引力波探測器被證明不夠靈敏。正在美國的不同地方建造的新的探測器應該能夠探測到7000萬光年以外的災難性事件比如中子星碰撞釋放出來的能量。物質的性質86 最基本的物質形式叫做原子。世界上有從水到特氟綸的數十億種自然的和人造的物質，但是所有的這些都可以在化學實驗室中分解成更簡單的物質。例如利用電流水可以分解成兩種氣體，即氫氣和氧氣，或者其它的，普通的食鹽（氯化鈉）可以分解成金屬鈉，和一種有毒氣體叫做氯氣。這四種物質中的每一個——氫氣、氧氣、納和氯氣——有這獨一無二的性質。沒有哪一種能夠進一步分解而不丟失它們的性質，還是氫氣、氧氣、納和氯氣。它們是最基本的物質因此被叫做元素。依然保持這種元素性質的最小單元叫做原子。儘管如此，原子被認為是由更小的叫做質子、中子和電子的粒子組成的。通常，質子和中子緊密結合在原子的中心，電子以一定距離繞核旋轉。實際上又一個整個的亞原子粒子家族，除了極少例外，本書不會接觸它們。87 當原子組合在一起，它們組成了分子。兩個或更多原子結合在一起，形成了分子。例如，一個碳原子和一個氧原子組成一個一氧化碳分子。一個碳原子和兩個氧原子組成一個二氧化碳分子。分子只含有很少幾個原子的通常叫做簡單分子，含有很多原子的分子叫做複雜分子。究竟幾個原子從簡單變為複雜決定於你談話的對象。當射電天文學家在星際空間找到6到8個原子的分子時，他們把它叫做複雜分子，因為沒有人會想到在險惡的宇宙空間可以找到這種東西。但是生化學家可能會把這種分子稱為很簡單的分子。88 在整個宇宙，只有92種自然產生的元素。唯一的決定這種特定的元素是這種元素而不是其它的元素的是在原子核里的質子數量。例如，在宇宙中每個原子核里有一個質子的原子是氫，每個核里有兩個質子的原子是氦而不會是其他。碳原子有6個質子，氧原子有8個質子等等。一直到核里有92個質子的鈾。原子核里有相同質子和電子數的元素具有相似的化學性質，為了簡便，科學家們按照質子數目把元素進行了分組，這就是元素周期表。世界上每個化學實驗室里或課堂上通常會有這麼一張。這是世界的藍本，因為就92個基本的元素構成了我們的世界。Armand Deutsch許多年前寫過精彩的科學小說。一組未來的考古學家在開鑿古火星人的文明遺迹，發現了一所大學。他們正為無法破解火星語言而感到困惑的時候來到一個化學實驗室，在實驗室的牆上發現了元素周期表---一個馬上被他們識別的東西。因為它代表了通用的，超越文化甚至是種族的東西。所以，元素周期表成了破解火星語言的敲門磚。核中具有少量質子的元素有時被稱為輕元素或簡單元素；有大量原子的就叫重元素或複雜元素。89 什麼是離子？在雞尾酒會上，當談話轉到「原子物質」時，經常聽到的另外兩個詞是離子和同位素。在討論離子時，我們就必須注意一類叫做電子的繞著原子核轉的小東西。通常情況下，原子的整體是中性的，因為在原子核內帶正電的質子數和核外繞核旋轉的帶負電的電子數相同。但是因為一些電子離原子核非常遠，它們被頻繁的撞擊出去，這樣剩下的原子所帶的正電就比負電多。同樣的道理，電子也可以頻繁的被加給原子，使它凈增負電荷。簡單的說，帶有正的或負的凈電荷的原子就叫做離子。90 什麼是同位素？在任何關於同位素的討論中，我們必須關注在原子核里另外一種粒子---中子。同位素是原子核里含有不同數目中子的同種元素的不同形式。舉個例子來說，存在三種碳的同位素，它們是碳-12，碳-13和碳-14。這些數字與每個原子核內各自的中子數有關。因為原子核內的質子數決定著它是何種元素，所有核內有12個質子的原子都是碳原子，而不是考慮它們是不是有12、13或者14個中子。每種同位素在質量上都有微小的差距。所有碳構成的東西，不管是石墨還是鑽石，都是碳同位素的混合體。91 一些元素的某些同位素是放射性的。放射性原子自發的變成其他原子，這是一個很快的反應。有時某些原子失去原子核中的中子，變成原來元素的同位素。這樣的過程叫做放射性衰變。舉例來說，鈾能經歷一系列的放射性衰變而最終變成鉛。一些元素的某些同位素是具有強放射性的，這表示它們衰變成其他東西的速率相對於其他一些衰變非常慢或根本不衰變的元素要快得多。那些衰變慢或不衰變的原子叫做放射性穩定。92 放射性衰變以不同的速率發生。在所有給出的放射性物質的樣品中，你不能事先預測其中的哪些原子將要自發衰變。原子也不會事先告訴你它們將要做什麼。但是通過觀察和認真的測算，科學家已經發現同種同位素的整個樣品的衰變率是個常數。使任何給定樣品的同位素衰變成總量一半所需的時間叫做同位素的半衰期。強放射性的同位素的半衰期很短，而穩定的同位素半衰期則很長。93 放射性衰變是重要的科學工具。所有的這些知識變成測定某物存在時間長短的一項重要的工具。例如，如果你將存在於某物（範圍可以從恐龍的骨頭到都靈的壽衣再到月球上的岩石）中某种放射性同位素的總量與這個樣本中與之相同元素的另一種穩定的同位素的總量相比較，然後將這些數字與你已知的不怎麼久遠的物品中相同的同位素的量相比較，並且你知道它放射性同位素半衰期的長度，那麼你就能算出你所研究的樣本有多古老。生物學家，考古學家和古生物學家大量的運用此種技術，尤其是大量使用碳的同位素，這個過程叫做碳定年。天文學家有時也採用該技術，有的時候為了方便除了碳也使用其他元素的同位素。94 物質典型存在於三種態。我們知道三態分別是：固態，液態和氣態。在特定的時間特定的地點物質處於什麼態取決於物質的化學本質，環境的溫度和壓強。在地球上，我們找一個事物為例，我們能看到它的三個態。它由兩個氫原子和一個氧原子組成：。在一般情況下，當溫度低於華氏32度時我們稱之為冰，當溫度在華氏32度到212度之間時我們稱之為水，高於華氏212度時，我們稱之為水蒸氣。（在非常高的溫度下，氫和氧原子之間的鍵被打破，它的本質就不再是水蒸氣，就是氫氣和氧氣的混合氣體。）95 我們在溫度和壓強的特定範圍內在宇宙中搜尋，物質會有很奇怪的組成和行為方式。以在火星上為例，氣壓計液柱將很難移動，因為火星幾乎沒有大氣，所以在火星表面上基本上沒有氣壓。在這種情況下，直接從氣態的水蒸氣變為固態的冰，中間沒有經過變為液態水的過程。所以今天的火星上沒有河流或湖泊。我們把這個過程叫做升華。樟腦球做成的東西在地球上就會升華（它們不會在衣櫥里留下水湯）。簡而言之，正常的狀態是什麼和你要進行的預測都取決於你身處於哪裡。當天文學家了解了這些，研究整個宇宙就會更順手一些。96 當離子以氣態存在時，它們形成等離子體。一些人把這個狀態認為是物質的第四種狀態，因為等離子體帶電而常規的氣體是電中性的。這個還有一點語義學的味道，只要我們知道什麼是什麼就好。恆星是典型的由氣體組成的物體，大多數氣體非常熱，它們處於等離子態。這變得很有意義，因為磁場與等離子體有關而與中性氣體無關。大多數恆星所帶的磁場對恆星、恆星大氣和物質在恆星表面上的移動或穿越有很大的影響。97 流體：你把它放在什麼樣容器里它就擁有什麼形狀。液體，氣體和等離子體常常都被稱為流體，因為它們顯現的都是承載它們的容器的形狀。（把一品脫水倒進一個餡餅盤裡，水就呈現餡餅盤的形狀，把它倒入魚缸里，它又呈現魚缸的形狀。同樣的，在貼著「氖」標籤罐子里的氣體呈罐子的形狀。）當你把兩個固體拿到一起磨擦（就像天冷的時候你搓手那樣），這個動作將遇到一個對抗的力，這個力叫做阻力，它會產生熱量。我們通常認為流體沒有阻力，但它們確實有。然而，在一定的溫度和壓強下，這個阻力可以變為零。在某種條件下的這種特性叫做超流。大多數恆星由流體組成的，但中子星卻是由超流的中子組成。98 固體一些固體具有晶體結構，這意味著它們的原子是按照一定的有規則的幾何樣式排列的。例如鹽和處於金剛石狀態的碳。其他固體，比如用來做塑像的粘土，它們是無定形的，因為它們的原子不是剛性的排列。白矮星的內部類似於晶體，儘管它們的電子在核外自由的運動著，但它們的原子核是按規則的樣式排列的。99 「暗物質」是一種不同的物質。基於對星系和星系團里恆星運動的學習，天文學家知道宇宙的大部分不處於我們上面提到的那幾種態，大部分物質由其他形式的離子組成。到目前為止，這種物質避過了直接觀測，因為它們好像與普通的物體或任意波段的輻射都作用甚微。正因為這個原因，天文學家稱呼它暗物質。暗物質的本質仍然是20世紀後期天體物理學的幾個重大未解之謎之一。100 最後，我們來介紹反物質。在恆星的研究中，斯科蒂和吉奧蒂總是很關心反物質。反物質同普通物質一樣，也是由粒子組成。其實，這個粒子和我們常見的普通的粒子除了電荷相反意外，其他是一致的。所以，電子的反粒子叫做正電子，它的質量與電子相同但是帶正電荷。質子的反粒子叫做反質子，質量與質子一樣但是帶負電。如果一個物質的粒子與它的反粒子碰撞，它們互相消滅並只釋放出能量。（這就是為什麼斯科蒂和吉奧蒂喜歡反物質的原因。）反物質存在於宇宙中，但是因為在它們周圍存在太多的普通物質，所以它們一經產生就面臨著湮滅的厄運。大塊的反物質甚至是原子大小的反物質在我們的宇宙里都是不存在的。其他宇宙主要由反物質組成在理論上是可能的。