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天文漫谈

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  • 作者:shunyuting 时间:2016-10-24 22:39
    从今天开始,和大家聊聊天文,有兴趣的朋友们可以一起讨论,本文有误之处也希望能够指出。

    绪论
    首先,我们先聊下什么是天文学。
    按照正统教材讲,天文学(Astronomy)是一门研究天体和宇宙的科学,它研究天体的分布、位置、运动规律、化学组成和物理状态以及天体和宇宙的结构和演化。
    但是,这个说法太笼统了,或者说显得太过于高端了。实际上,天文学并非那么遥远,而是与我们息息相关,存在于我们日常生活的每个角落。当然,如果你想钻研到极致,那么对不起,你需要掌握的知识就太多了,而且全是看上去非常高深的科目。但是,在另一个极端,天文学也是十分接地气的,我们每个人在生活中都离不开天文学。而且,只要你稍稍留意一下,一不小心,你就有可能成为一个业余天文爱好者。
    如果要问天文学是从什么时候起源的,这个可不好说,但可以肯定的是当人类有了文明的时候就有了天文学,甚至可以说,在人类进入文明时代之前天文学已经有了雏形。
    当人类有了住所,就要考虑朝向的问题;当人类有了农田,就要考虑四季的变化。人们试图找出日月星辰的变化与大地上的联系,于是,不管是在东方还是西方,人们对天空的探索从来没有停止过。
    关于天文学的历史,足以写上几部著作,在这里就不再多说了,最后,我们再总结下天文学是干什么的。
    天文学,是人类最古老的科学,是研究我们从哪里来,到哪里去的终极科学。
    作者:shunyuting 时间:2016-10-24 23:40
    1. 星空的运转
    1.1 天上有什么
    看到这个标题估计大家都会说,天上有什么?当然是太阳、月亮和星星了。
    是的,没错,但是除了太阳和月亮,大家对星星了解有多少呢?
    大家知道我们通过肉眼可以看到多少颗星星吗?理论上,全天肉眼可见的星星,包括南北半球,总共有6000多颗,百度上有个数字是6974颗。这个数字可能会有些出入,但基本在这个级别内。
    对于生活在某个区域的个人来说,实际上可以看到的星星也就3000多颗,因为另外的星星在地球的另一边,被地球遮住了。然而,就是这3000多颗星星,我们如何辨认呢?这个问题我们的祖先已经解决了。
    我国古代把天空中的星星划分成三垣二十八宿,“垣”是墙的意思,“宿”是住址的意思。日月穿行在黄道附近,黄道附近的星星分成28个大小不等的星区,叫28宿。月球在绕地球公转运动过程巾,每日从西往东经过一宿。28宿以外的星区划分为三垣:紫微垣、太微垣和天市垣。紫微垣包括北天极附近的星区,太微垣大致包括室女座、后发座和狮子座,天市垣包括蛇夫座、武仙座、巨蛇座和天鹰座等星座。
    作者:shunyuting 时间:2016-10-24 23:58



    作者:shunyuting 时间:2016-10-25 09:07
    楼上这么晚还没睡啊!很有观测的潜质啊,呵呵。当年我们观测时也是很晚才睡,或者半夜爬起来。不过现在城市中已经没有太好的观测条件了。
    我一般晚上更新,白天有时间的话可以答疑或者随便聊聊。
    作者:shunyuting 时间:2016-10-25 10:32
    天文学本来就是一门范围非常广的学科,地理本是属于天文研究的一部分,但自成一门也是没问题的。中学课本中一般也是在地理课上介绍一些天文知识。
    作者:shunyuting 时间:2016-10-25 12:50
    本文的结构参考了其他一些基础天文教材,但有些过于繁琐的公式和计算就不在这里讲述了,比如天球坐标和计算,都是比较专业的东西,对大家也没什么用。这里尽可能介绍一些大家能理解或者感兴趣的知识,后面会逐渐由浅入深,从地球到太阳系,到银河系,最后到宇宙。
    每个人在深夜仰望星空,当他抛开心中杂念的时候,都会被无数的星星吸引,因为,那里是我们的故乡,我们的过去和未来都在那里,我们都是宇宙的孩子!
    作者:shunyuting 时间:2016-10-25 22:48
    我们的祖先给天上的亮星起了名,有的根据神话故事,如牛郎星、织女星、天狼星、老人星等;有的依据二十八宿命名,如角宿一、心宿二、娄宿二、参宿四和毕宿五等;有的根据恒星颜色命名如大火(心宿二);还有的依据恒星所在天区命名的,如天关星、北河二、北河三、南河三、天津四、五车二和南门二等。
    在其他国家和地区,当地的人们也分别对天上的星星做出了划分。
    在埃及地区,当地人把赤道附近的星星分为36组,每组管10天,叫做旬星(decans)。当一组星星在黎明前恰好升起的时候,就标志着这一旬的到来。现已发现最早的记载旬星的文物属于第三王朝(前2686~前2613)。
    在两河流域,迦勒底人把天上的星星用想象的虚线连接起来,组成各种动物和人的形象,这就是今天星座的由来。白羊、金牛、双子、巨蟹、狮子、室女、天秤、天蝎、人马、摩羯、宝瓶、双鱼这12个星座,是世界上最初诞生的星座。由于这些星座都位于黄道上,所以也成为黄道十二宫。这些星座的大体形状在公元前28世纪就已经有了。
    作者:shunyuting 时间:2016-10-25 22:49



    作者:shunyuting 时间:2016-10-25 22:49
    后来,巴比伦人继承了迦勒底人的天文学,又经腓尼基人传到了希腊,希腊人在此基础上又创立了一些新的星座。到公元前2世纪,希腊天文学家托勒玫总结出48个星座,由此构成了今天88个星座的基础。
    到了1603年,德国业余天文学家拜尔建议“平等对待”这些恒星,不能只给亮星起名,他提出:每个星座中的恒星从亮到暗顺序排列,以该星座名称加一个希腊字母顺序表示。例如猎户座a(参宿四)、猎户座p(参宿七)、猎户座7(参宿五)、猎户鹰a(参宿三)等。某个星座的恒星若超过了24个或者为了方便,就用星座的名称后加阿拉伯数字表示。如天鹅座61星、天鹅座32星、双子座65星等。天文学家有时用星表的序号来表示星名,如猎户座a星也叫HD39801(HD星表39801号)。
    1928年,国际天文学联合会(International Astronomical Union,IAU)决定,将全天划分为88个星座,北半球有29个,南半球有47个。
    作者:shunyuting 时间:2016-10-26 13:07
    @人生学孝 2016-10-26 09:28:46
    南北加起来不是88呀?
    很想听星星的分类
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    那个数字不包括黄道12星座,前面说的不是很清晰,谢谢提醒!
    其死后南北半球的星座分布不是很严禁,在北半球只要不是纬度很高的话,也可以看到部分南天星座。我后面很快就会介绍星座的,按照黄道12星座、拱极星座、四季星空几个部分来逐一介绍主要星座和如何认星,最后会简要介绍下南天星座。
    关于星星的分类,后面会讲到,但不知道你想听的是哪类。我会介绍星星的光谱分类,还有物理分类,比如白矮星、中子星等。
    作者:shunyuting 时间:2016-10-26 21:32
    1.2 天体的周日视运动
    什么叫周日视运动?这里的周日不是指星期天,而是一天的意思,因此周日
    视运动就是说我们用眼睛看到的天上星星每天的运动。
    由于地球自西向东自传,由于相对运动原理,我们不觉得是地球在运动,而是看到所有天体都围绕着一个轴(地球自转轴)自东向西运动,每24小时运转一周,这就叫天体的周日视运动。或者说天体的周日视运动是由于地球自转产生的。
    作者:shunyuting 时间:2016-10-26 21:33



    站在地球不同纬度的观测者,看到的天体升落的情况也不太一样,如上图就是在北方地区对北极星天空区域进行长时间曝光后产生的效果照片,每条亮线都是一颗星星,而圆环中心就是北极星了。
    作者:shunyuting 时间:2016-10-26 22:33



    这张图显示了在我国北京所在的北纬39度附近的太阳周日运动,其中黄色的线段表示太阳东升西落的路径,这三条线表示冬至、夏至和春秋分三个时间点。由此可以看出在冬至12月21日那天太阳在天上的行程最短,因此那天也是白天最短的一天,反之夏至6月21日则是白天最长的一天。
    作者:shunyuting 时间:2016-10-26 23:29



    这张图是表示在地球两极、赤道的天体周日视运动,从两极的示意图上,聪明的你应该可以大致理解为什么两极会出现极昼和极夜的现象了吧?当然,极昼和极夜现象还与地球倾角和地球的公转有关。后面可以再细谈。
    作者:shunyuting 时间:2016-10-28 11:49
    1.3 太阳的周年视运动
    下面介绍下天阳的周年视运动,也就是在一年之中,太阳是怎么运动的。
    在很古老的时候,人们就发现太阳在天上的位置会不断变化,每一年,太阳
    都会在天上按照固定的轨迹运动。因此,人们将太阳每年走过的路径称为黄道(ecliptic),而黄道两侧各9度的范围,称作黄道带,因为日月、八大行星与多数的小行星都在这个区域内。



    作者:shunyuting 时间:2016-10-28 12:16
    古巴比伦人对黄道上的12个星座(前面已提过迦勒底人最早建立了黄道12星座)进行了长期观测,将黄道分为12份,每份30度,太阳每个月位于其中一份上,每12个月,太阳运行一周。



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