天文學是一門研究天體比如說太陽、行星、衛星、恆星、星雲和星系的科學。
天文領域通常被稱為最後的邊疆。這門學科是一個令人興奮的領域,大多數人對它都至少有一些興趣。簡單地來講我們就有數百個事實可以瞭解,在此我們將不分先後地將其縮小到10個主要事實:
1.當你看著夜空時,會感覺它似乎在移動。所有的星星和興趣點似乎都在從東向西移動。這種運動現象是由於地球無時無刻不在自轉。地球自轉的速度大約是每小時1000英里。而這正是物體東昇西落的原因。如果你能夠像關閉燈泡一樣關閉太陽,你在白天也可以看到這個現象。
我們都知道一年有365天,但地球繞太陽一週實際上需要365.25天。這就是為什麼我們必須每4年計算一次閏年,以計算額外的0.25天,否則這四年合在一起的一天就會被忽略掉了。大多數人都知道我們剛講的這一點,但你知道嗎:我們每400年還會再計算一次閏年。這是因為地球繞太陽公轉365.25圈,我們透過每400年再計算一次閏年來彌補這一點。
2.天空以星座為標誌來劃分。人們把天空的全部區域分成了88個星座。所謂星座就是能夠構成一定圖案的恆星,以神話中的人物或其形式命名。2500多年前,希臘人首次發現了這些星座。
北斗七星是最常見的星座之一。它是組成大熊座的星座之一。你還可以告訴人們說,你知道小北斗七星是烏爾薩小調的一部分。最小的星座被稱為克魯克斯星座,而有幾個較大的星座,大熊座就是其中之一。你將看到的大多數星座都是因為它們看起來像什麼東西而命名的,儘管它們通常看起來沒有那麼像。
3.太陽系中有九顆行星被命名,雖然冥王星在2006年被定義為“矮行星”,也就是說它與我們所知道的其他行星不再屬於同一類了。地球、水星、金星、木星、火星、天王星、土星和海王星是另外八顆行星。冥王星最初被發現時,天文學家普遍認為它是一顆行星,但多年來全球各地的天文學家一直在為它是否應該被歸類為一顆行星而爭論不休。最後他們得出了“矮行星”的結論。
太陽系中最大的行星是木星。離太陽最近的行星是水星。土星以伴隨它的壯麗光環而聞名。行星被定義為圍繞恆星執行的天體。它還必須足夠大,以便透過重力形成球體的形狀。如果它太大並導致熱核聚變,它就不再被認為是行星了。
.恆星的確切數量總是在變化,因此想要知道準確的數量基本上是不可能的。即使是猜測也是極其困難的。你可以說有數以萬億計的恆星,但這與最低數量可能還有一定差距。許多你不用望遠鏡就能看到的星星,它們的名字都可以追溯到遠古時代。自那時候開始,古人用來命名星星的許多傳統和習俗都發生了許多戲劇性的變化。我們現在有一個非常不同的為我們的恆星選擇名字的過程。
你可能會發現很多星星都有阿拉伯名字。這是因為在中世紀,伊斯蘭國家對天文學有著非常強烈的興趣。事實上,北斗七星都是用阿拉伯語命名的。在那之後,當歐洲人開始對天文學產生濃厚的興趣時,拉丁語成為一種流行的較好的選擇。紫微星,即我們常說的北極星,就是一個很好的例子。
5.要想給太陽系外的所有恆星命名或記住它們是不可能的。儘管在許多研究中心捕獲並記錄了數十萬個目錄,但仍有成百上千的目錄。你會發現,在大多數星座中,以“A”開頭命名的那顆星是最亮的。下一個亮度則會以“B”開頭,以此類推。氐宿一就是一個很好的例子,它是天秤座中最亮的一顆星。這種方法唯一的缺點是希臘字母表只有24個字元。因此,如果一個星座有超過24顆恆星,就不可能按照亮度遞減的順序給它們命名。
在沒有裝置的幫助下,肉眼在夜間可以看到大約6000顆恆星。在北半球,這一數字下降到約3000顆。不管你在哪裡,情況都會是這樣,因為你永遠不可能看到整個天空。一些資料暗示,天空中大抵有多達7000顆星星,你一次約可以看到3500顆星星。雖然這不是一個確切的數字,但這應該能讓你對自己能看到多少星星有一個估計。
6.星表在我們有效命名星星和跟蹤已經命名的星星的能力方面發揮了很大作用。由於大多數天文學家不能有效地使用希臘的恆星命名方法,他們便編輯名稱並新增到這些星表中。最重要的星表之一是阿格蘭德(F.W. Argelander)於19世紀中期在德國建立的。它被命名為波昂星表(Bonner Durchmuterung)。它位於邦德天文臺(Bond observatory),列出了數十萬顆恆星。
在1920年左右的美國,為了幫助天文學領域跟蹤恆星,另一個非常重要的星表被建立了。它被稱為亨利·德雷伯(Henry Draper)星表。這個星表中的星星是按HD號碼排列的。你可以把它想象成圖書館的書號。雖然並不完全一樣,但會幫助你更好地理解它。亨利·德雷伯是一名已逝的內科醫生,他的遺孀是為該星表提供資金並以他的名字命名的人。
許多人可能不清楚也有一些非恆星天體的星表。這可能包括星團、星雲、星系等。在法國天文學家查爾斯·梅西耶(Charles Messier)於18世紀建立的星表中,你可以找到100個左右最亮的星團。此星表中的物件將以編號M表示。
7.天文學和時間一直是並駕齊驅的。自從有了記錄時間的需要,天文學就一直緊隨發展。即使在古代,他們也需要能夠跟蹤季節,以便恰當地計劃宗教活動,以及確定何時會有戲劇性的天氣變化。今天,我們仍然依靠這些資訊來計劃我們的假期、宗教活動和許多其他我們需要提前瞭解天氣的事情。當前的季節如何,我們的天氣可能就會如何。
那些想要更精確的時間測量的人不得不觀測太陽在天空中的位置。地球上幾乎所有的人在天黑的時候睡覺,天亮的時候活動。太陽告訴我們這一切何時發生。記錄這一點的最好的發明之一是日規。它的目的是幫助那些使用它的人保持極高的精確度。在很大程度上,它都是極其準確的。幾乎相當於我們現在的手機和鬧鐘。
為了獲得幾乎精確的時間測量,天文學家們會將目光投向子午線。所謂子午線,就是在遞球上穿過兩極和天頂的圓圈。當你能夠辨認出穿過地平線上的子午線的太陽時,你就能知道已經是中午了。當同樣的事情發生在相反的方向,但低於地平線時,午夜就已悄悄到來。
8. 人們意識到太陽並不是最準確的計時方式。原因有如下幾個:地球的軌道是日食,不是圓圈。太陽是你會聚焦的一個點且被遮擋的原因。正因為如此,地球在軌道的一部分會靠近太陽,在另一部分會移動得更遠。然後,地球會在離太陽最近的那段時間繼續加速,當它在軌道上離太陽最遠的那部分時,它則會放慢速度。
另一個原因則需要我們關注黃道,因為它傾斜了23.5度。這是與赤道有關的。大部分太陽圍繞秋分的運動方向是南北方向,而不是東西方向。冬至期間逐日向東移動的速度比春分時快。正因為如此,它更像是地球在正常自轉,而不是在黃道運動中。巨蟹座的北迴歸線和摩羯座的北迴歸線就是很好的例子。當太陽在赤道上空時,它的運動速度很慢。當它越過上面提到的兩個熱帶地區時,它開始移動得更快。
他們能夠透過創造“平均太陽”來解決這個問題。平均太陽是指如果太陽是均勻的,太陽圍繞地球旋轉的速率。它以恆定的速度移動,是一種更好的保持準確時間的方法。這樣,人們就可以保持時間,而不必考慮所有會導致時間略微改變的變數。當然,要想找到一種方法來跟蹤所有這些變數是不可能的。
你可能聽說過這個術語:太陽日。這是太陽相繼穿過平均太陽的子午線的時間間隔。這一時間被測得恰好是24小時。這一天應該完全等同於太陽系正常的一天。我們對時間的感覺可以與太陽日聯絡在一起。
9.不同季節的平均太陽系時間和表觀太陽系時間可以相差15分鐘。時間方程式就是所說的這種差別。天文學家已經繪製出圖表,讓你可以修正這個時間方程式。要做到這一點,你必須使用日規。它將是表觀太陽系時間減去平均太陽系時間。這應該會給你一個誤差範圍,你可以用日規來計算出合適的時間。
時區的發明是為了幫助那些處理商業和運輸事務的人更容易做到這一點。這對那些正在交流的人也是一個很大的幫助。所有的時鐘都設定為太陽系的平均時間。不過,首先,你必須確保子午線穿過該時區的中心,才能準確。地球由24個時區組成。其中四個時區位於美國各地。這四個時區導致西海岸和東海岸之間有3小時的時差。
恆星時是你根據恆星而不是太陽來測量時間的時候。天文學家一直在關注這一點,而不是用太陽來測量時間。在你凝視天空之前,你可以利用這個恆星時來幫助你瞄準望遠鏡。幾乎每個天文學家在觀星時都會有一個恆星鍾可用。所謂恆星時,就是一個物體在子午線上的正確升角。除了天文學家,航海家一直受益於恆星時。他們在長久的旅行中已有它的陪伴很久了。它可能對你我沒有多大用處,但這並不意味著它沒有一個非常明確和有用的目的。
10.月亮和太陽都對地球施加了引力。這就是為什麼地球會以這樣的方式自轉。正因為如此,赤道附近有一個很大的凸起。用赤道而不是從極點到極點來測量地球的距離有27英里之差。這就是為什麼你會聽到地球被稱為扁球體,而不是球體。萬有引力確實對凸起和地球產生影響,從而引起軸旋轉的變化。
如果你把地球比作旋轉的陀螺,就容易理解得多了。頂部必須旋轉,否則它會側翻。同樣,地球也會做同樣的事情。重力會使凸起受到拖拽,從而使地球變直。然而,地球總是在旋轉,所以幸運的是,這種情況不可能每一次都發生。
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