天文學(xué)的基本知識

　　科普知識是一種用通俗易懂的語(yǔ)言，來(lái)解釋種種科學(xué)現象和理論的知識文字。用以普及科學(xué)知識為目的。下面和小編一起來(lái)看天文學(xué)的基本知識，希望有所幫助！

　　宇宙是如何形成的?

　　1.科學(xué)家認為它起源為137億年前之間的一次難以置信的大爆炸。這是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙邊緣的光到達地球要花120億年到150億年的時(shí)間。大爆炸散發(fā)的物質(zhì)在太空中漂游，由許多恒星組成的巨大的星系就是由這些物質(zhì)構成的，我們的太陽(yáng)就是這無(wú)數恒星中的一顆。原本人們想象宇宙會(huì )因引力而不在膨脹，但是，科學(xué)家已發(fā)現宇宙中有一種“暗能量”會(huì )產(chǎn)生一種斥力而加速宇宙的膨脹。

　　2.宇宙學(xué)說(shuō)認為，我們所觀(guān)察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一個(gè)體積極小、溫度極高、密度極大的奇點(diǎn)。在141億年前左右，奇點(diǎn)產(chǎn)生后發(fā)生大爆炸，從此開(kāi)始了我們所在的宇宙的誕生史。

　　3.宇宙大爆炸后0.01秒，宇宙的溫度大約為1000億度。物質(zhì)存在的主要形式是電子、光子、中微子。以后，物質(zhì)迅速擴散，溫度迅速降低。大爆炸后1秒鐘，下降到100億度。大爆炸后14秒，溫度約30億度。35秒后，為3億度，化學(xué)元素開(kāi)始形成。溫度不斷下降，原子不斷形成。宇宙間彌漫著(zhù)氣體云。他們在引力的作用下，形成恒星系統，恒星系統又經(jīng)過(guò)漫長(cháng)的演化，成為今天的宇宙。

　　宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年齡是多少?

　　宇宙是萬(wàn)物的總稱(chēng)，是時(shí)間和空間的統一。從最新的觀(guān)測資料看，人們已觀(guān)測到的離我們最遠的星系是130億光年。也就是說(shuō)，如果有一束光以每秒30萬(wàn)千米的速度從該星系發(fā)出，那么要經(jīng)過(guò)130億年才能到達地球。根據大爆炸宇宙模型推算，宇宙年齡大約200億年。

　　宇宙有多少個(gè)星系?每個(gè)星系有多少顆恒星?

　　在這個(gè)以130億光年為半徑的球形空間里，目前已被人們發(fā)現和觀(guān)測到的星系大約有1250億個(gè)，而每個(gè)星系又擁有像太陽(yáng)這樣的恒星幾百億到幾萬(wàn)億顆。因此只要做一道簡(jiǎn)單的數學(xué)題，你就不難了解到，在我們已經(jīng)觀(guān)測到的宇宙中擁有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如滄海一粟，渺小得微不足道。

　　太陽(yáng)和地球的年齡?

　　據估計太陽(yáng)的年齡比地球大1000萬(wàn)-2000年年，而通過(guò)放射性計年，地球的年齡是45億年，因此太陽(yáng)的年齡是45.1億年。

　　銀河系簡(jiǎn)介?

　　是地球和太陽(yáng)所屬的星系。因其主體部分投影在天球上的亮帶被我國稱(chēng)為銀河而得名。銀河系呈旋渦狀，有4條螺旋狀的旋臂從銀河系中心均勻對稱(chēng)地延伸出來(lái)。銀河系中心和4條旋臂都是恒星密集的地方。從遠處看，銀河系像一個(gè)體育鍛煉用的大鐵餅，大鐵餅的直徑有10萬(wàn)光年，相當于946080000億公里。中間最厚的部分約3000～12000光年。銀河系整體作較差自轉，太陽(yáng)位于一條叫做獵戶(hù)臂的旋臂上，距離銀河系中心約2.5萬(wàn)光年。

　　在銀河系里大多數的恒星集中在一個(gè)扁球狀的空間范圍內，扁球的形狀好像鐵餅。扁球體中間突出的部分叫“核球”，半徑約為7千光年。核球的中部叫“銀核”，四周叫“銀盤(pán)”。在銀盤(pán)外面有一個(gè)更大的球形，那里星少，密度小，稱(chēng)為“銀暈”，直徑為7萬(wàn)光年。銀河系是一個(gè)旋渦星系，具有旋渦結構，即有一個(gè)銀心和兩個(gè)旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋轉速度和周期，因距銀心的遠近而不同。1971年英國天文學(xué)家林登·貝爾和馬丁·內斯分析了銀河系中心區的紅外觀(guān)測和其他性質(zhì)，指出銀河系中心的能源應是一個(gè)黑洞，但是由于目前對大質(zhì)量的黑洞還沒(méi)有結論性的證據。

　　銀河系如何運轉?太陽(yáng)繞銀河系公轉是多少年?銀河系的年齡是多少?

　　銀河系是一個(gè)巨型旋渦星系，Sb型，共有4條旋臂。包含一、二千億顆恒星。太陽(yáng)距銀心約2.3萬(wàn)光年，以250千米/秒的速度繞銀心運轉，運轉的周期約為2.5億年。關(guān)于銀河系的年齡，目前占主流的觀(guān)點(diǎn)認為，銀河系在宇宙誕生的大爆炸之后不久就誕生了，用這種方法計算出，我們銀河系的年齡大概在145億歲左右，上下誤差各有20多億年。而科學(xué)界認為宇宙誕生的“大爆炸”大約發(fā)生……

　　什么叫星系?宇宙有多少個(gè)星系和恒星?

　　天穹上的大多數光點(diǎn)是銀河系的恒星，但也有相當大量的發(fā)光體是與銀河系類(lèi)似的巨大恒星集團，歷史上曾被誤認為是星云，我們稱(chēng)它們?yōu)楹油庑窍�，現在已知道存在1000億個(gè)以上的星系，著(zhù)名的仙女星系、大小麥哲倫星云就是肉眼可見(jiàn)的河外星系。星系的普遍存在，表明它代表宇宙結構中的一個(gè)層次，從宇宙演化的角度看，它是比恒星更基本的層次。宇宙中有1000億～2000億個(gè)像銀河系這樣的星系。如果銀河系的恒星數量以最低的2000億(有人推算是10000億)顆計算，由此推算出的宇宙中的恒星數量為2×1022～4×1022顆。

　　銀河系有多少顆恒星?銀河系的質(zhì)量是太陽(yáng)的多少倍?宇宙有多少顆恒星?

　　銀河系物質(zhì)約90％集中在恒星內，銀河系里還有氣體和塵埃，其含量約占銀河系總質(zhì)量的10％。銀河系的總質(zhì)量大約是我們太陽(yáng)質(zhì)量的1萬(wàn)億倍，大致10倍于銀河系全部恒星質(zhì)量的總和。銀河系所有的恒星的總質(zhì)量?jì)A向于認為有7000億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，而據計算，1顆恒星的平均質(zhì)量是太陽(yáng)的質(zhì)量的0.7倍，那么7000億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量也就是意味著(zhù)有10000億顆恒星了。宇宙中太約有800億-1250億個(gè)星系，有著(zhù)800萬(wàn)億億顆恒星，其誤差是10倍左右，也有人計算是5000萬(wàn)億億顆恒星，與實(shí)際情況不會(huì )超過(guò)6倍。

　　銀河系每年誕生多少顆恒星?

　　銀河系大約已有120億年的歷史了，在這期間共形成了大約7000億顆恒星，即每年誕生恒星的速率是50多顆。大約是有500顆恒星是在最近1000萬(wàn)年間形成的，當然還有數以千計的，正在形成恒星的產(chǎn)星星云。

　　那些星系距銀河系最近?

　　人馬矮星系是最近的一個(gè)，距離約有78200光年。接下來(lái)是大麥哲倫云，距離159000光年，以及小麥哲倫云，距離189000光年。

　　地球離銀河系中心有多遠?

　　地球離銀河系中心約25000光年，誤差是1600光年。

　　銀河系有多少顆類(lèi)似太陽(yáng)的恒星?

　　銀河系類(lèi)似太陽(yáng)相同的顏色和光度的恒星約有26348顆。

　　太陽(yáng)系的邊緣距離太陽(yáng)有多遠?

　　太陽(yáng)系極遠處的柯伊伯帶是一個(gè)匯聚著(zhù)慧核和一些大天體的盤(pán)狀區域，離太陽(yáng)也許有240億公里。

　　什么是行星?太陽(yáng)系有多少顆行星?

　　如何定義行星這一概念在天文學(xué)上一直是個(gè)備受爭議的問(wèn)題。國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì )大會(huì )2006年8月24日通過(guò)了“行星”的新定義，這一定義包括以下三點(diǎn)：

　　1、必須是圍繞恒星運轉的天體；

　　2、質(zhì)量必須足夠大，它自身的吸引力必須和自轉速度平衡使其呈圓球狀；

　　3、不受到軌道周?chē)�其他物體的影響，能夠清除其軌道附近的其它物體。

　　一般來(lái)說(shuō)，行星的直徑必須在800公里以上，質(zhì)量必須在50億億噸以上。

　　按照這一定義，目前太陽(yáng)系內有8顆行星，分別是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

　　太陽(yáng)系行星大小的排列順序和相對地球的比例?

　　1.木星1316。

　　2.土星745。

　　3.天王星65.2。

　　4.海王星57.1。

　　5.地球1。

　　6.金星0.856。

　　7.火星0.150。

　　8.水星0.056。

　　八大行星的遠近排列、大小和體積的排序?

　　太陽(yáng)系中的九大行星，按距太陽(yáng)遠近排列依次為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

　　質(zhì)量從大到小依次為：木星、土星、海王星、天王星、地球、金星、火星、水星。

　　體積從大到小依次為：木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星。

　　什么是恒星?在夜晚用人眼能看到多少顆恒星?

　　由熾熱氣體組成的，能自己發(fā)光的球狀或類(lèi)球狀天體，恒星都是氣體星球。正常恒星大氣的化學(xué)組成與太陽(yáng)大氣差不多。按質(zhì)量計算，氫最多，氦次之，其余按含量依次大致是氧、碳、氮、氖、硅、鎂、鐵、硫等。離地球最近的恒星是太陽(yáng)。其次是處于半人馬座的比鄰星，它發(fā)出的光到達地球需要4.22年。晴朗無(wú)月的夜晚，且無(wú)光污染的地區，一般人用肉眼大約可以看到6000多顆恒星。借助于望遠鏡，則可以看到幾十萬(wàn)乃至幾百萬(wàn)顆以上。

　　如何測恒星的質(zhì)量和密度?

　　只有特殊的雙星系統才能測出質(zhì)量來(lái)，一般恒星的質(zhì)量只能根據質(zhì)光關(guān)系等方法進(jìn)行估算。已測出的恒星質(zhì)量大約介于太陽(yáng)質(zhì)量的百分之幾到120倍之間，但大多數恒星的質(zhì)量在0.1～10個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量之間。恒星的密度可以根據直徑和質(zhì)量求出，密度的量級大約介于10克/厘米（紅超巨星）到10～10克/厘米（中子星）之間。

　　什么叫光年，銀河系的直徑有多少光年?

　　長(cháng)度單位，指光在真空中行走的距離，1光年=94600公里，光由太陽(yáng)到達地球需時(shí)約八分鐘，已知距離太陽(yáng)系最近的恒星為半人馬座比鄰星，它相距4.22光年。我們所處的星系——銀河系的直徑約有七萬(wàn)光年，假設有一近光速的宇宙船從銀河系的一端到另一端，它將需要多于十萬(wàn)年的時(shí)間。

　　什么是光？

　　這很有諷刺性。光就在我們周?chē)�，因為它我們才能看到東西。但是要精確的說(shuō)它是什么卻不容易。光可以被認為是有時(shí)具有波的性質(zhì)的在時(shí)空中傳播的粒子。這是因為光具有雙重的性質(zhì)。如果你想把它描述成波，想象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(wàn)千米每秒。從一個(gè)波峰到下一個(gè)波峰的距離叫波長(cháng)，一秒鐘內通過(guò)一個(gè)固定點(diǎn)的波峰叫做波的頻率。

　　太陽(yáng)的顏色

　　太陽(yáng)真正的顏色是白色，而不是我們天天看到或印象中的金黃色。因為太陽(yáng)發(fā)出的光線(xiàn)在經(jīng)過(guò)大氣層的時(shí)候，可見(jiàn)光中，波長(cháng)比較短的光，不是被大氣吸收，就是被散射掉了，只剩下黃光和部分紅光。所以在我們眼中的太陽(yáng)只能是黃色，或者像夕陽(yáng)那樣紅彤彤的。

　　你要是離開(kāi)地球大氣層在太空中看太陽(yáng)的話(huà)，你就會(huì )發(fā)現太陽(yáng)真正的顏色是白色。

　　太陽(yáng)系中表面溫度最高的行星——金星

　　其實(shí)是離太陽(yáng)最近的不是水星，而是金星，水星離太陽(yáng)最近，但是水星表面溫度在白天可以達到427攝氏度，而金星由于有著(zhù)濃密的以二氧化碳為主的大氣，導致強烈的溫室效應，使其表面最高溫度可達500多攝氏度。就算在金星的夜晚也有400多攝氏度，使得金星表面平均溫度達到400攝氏度以上。

　　順便說(shuō)一下，水星因為其夜間溫度可降至零下183攝氏度，使得水星是太陽(yáng)系中表面溫差最大的行星。表面晝夜溫差高達600攝氏度，盡管接受著(zhù)太陽(yáng)的炙烤。2014年，美國航天局派往水星的探測器信使號，卻發(fā)現北極地區一個(gè)隕石坑附近有冰的存在。

　　度日如年的行星——金星

　　沒(méi)錯，還是金星，金星的公轉周期是224.7個(gè)地球日，而自轉周期則是243個(gè)地球日。也就是說(shuō)經(jīng)濟的一天要比一年長(cháng)18個(gè)地球日，在那里可是名副其實(shí)的度日如年吶。

　　由于原因還沒(méi)有定論，不過(guò)有一點(diǎn)需要注意的是，金星是太陽(yáng)系中唯一一顆逆向自轉的大行星，自轉方向是自東向西。就是說(shuō)在金星上看太陽(yáng)是西升東落的。

　　地球與月球之間的距離

　　它們之間的距離要比你想象的大，而且還能放得下剩下的那7顆大行星，月球與地球的平均距離約為38.4萬(wàn)千米。這點(diǎn)距離在天文學(xué)的尺度上來(lái)說(shuō)實(shí)在是微不足道，甚至都不能稱(chēng)之為距離。但是就是在這個(gè)小到可以忽略不計的距離中，足以塞下太陽(yáng)系中其他的七大行星，這足以表現出我們這個(gè)宇宙是多么的空曠。

　　照射在你身上的陽(yáng)光（每天吸一吸百年日光）

　　我們都知道，光從太陽(yáng)的表面到地球上只需8分多鐘，但光子從太陽(yáng)內部產(chǎn)生到達太陽(yáng)的表面卻是一個(gè)漫長(cháng)的過(guò)程。因為太陽(yáng)是一個(gè)巨大的等離子體團，太陽(yáng)中心產(chǎn)生的光子在向外行進(jìn)時(shí)，要與太陽(yáng)內部無(wú)數的原子、電子等帶電粒子相互作用，不斷被吸收、釋放、再吸收、再釋放，就這樣一點(diǎn)一點(diǎn)的來(lái)到太陽(yáng)表面，才能獨立的以光速傳播。

　　平均算下來(lái)，太陽(yáng)內部的光子大約需要百萬(wàn)年的時(shí)間才能來(lái)到太陽(yáng)表面。也就是說(shuō)你現在看到的陽(yáng)光很可能是在還沒(méi)有人類(lèi)的時(shí)候產(chǎn)生的古老陽(yáng)光。

　　天王星躺著(zhù)繞地球公轉

　　我們知道地球自轉有一個(gè)傾角，與太陽(yáng)黃道平面垂直角約成23度左右。但天王星的自轉軸傾斜的角度高達98度，可以說(shuō)是躺在軌道平面上運行的。

　　就是說(shuō)天王星的運行，好像是在打著(zhù)滾兒行走，這是它的晝夜現象和季節變化完全不同于其他的行星。那么天王星為啥一直在躺著(zhù)走呢？其原因還是個(gè)未解之謎。不過(guò)天文學(xué)家普遍認為它如今的運行姿態(tài)很可能是早期一個(gè)較大的星體撞擊形成的。就是說(shuō)原先天王星公轉的姿態(tài)和其他行星差別不大。后來(lái)由于受到一個(gè)大質(zhì)量天體的撞擊，導致其狀態(tài)大大改變，才有了今天這樣的運行方式。

　　太陽(yáng)系最有存在感的行星——木星

　　它是太陽(yáng)系八大行星中體積最大的，大到可以充當我們的擋箭牌。大到可以裝下太陽(yáng)系內其余所有的行星體積是地球的1316倍，質(zhì)量是地球的318倍。它也是太陽(yáng)系中質(zhì)量最大的行星，質(zhì)量是太陽(yáng)系內所有其他行星質(zhì)量總和的2.5倍。木星的質(zhì)量再大13倍，就會(huì )變成黑矮星！再大75倍，就會(huì )成為一顆真正的恒星。

　　最關(guān)鍵的是，沒(méi)有木星可能就沒(méi)有我們，木星用強大的引力吸引了很多像太陽(yáng)系內部飛來(lái)的隕石，并把它們一一碾碎。如果沒(méi)有木星的庇護，地球可能早就被隕石撞的千瘡百孔了。

　　木星也是太陽(yáng)系所有行星中擁有“小弟”最多的，其衛星數量79顆（已知），而其中最大的衛星木衛3，直徑還要大于水星，水星要哭暈在廁所了，質(zhì)量約為水星的一半是太陽(yáng)系中已知的唯一擁有磁圈的衛星。

　　已知體積最大的恒星盾牌座UY Scuti

　　它的個(gè)頭可以裝下45億個(gè)太陽(yáng)或者2億億個(gè)地球。

　　如果把它放在我們的太陽(yáng)系中心，那么包括我們的地球在內，太陽(yáng)、水星、金星、木星、火星以及小行星帶等，都將只能在它肚子里運行。八大行星中有5大新星會(huì )被他吞噬。即便以光速?lài)�繞這顆恒星跑一圈，也需要耗費9個(gè)多小時(shí)，是不是非常震撼呢？

　　行星兼并，形成“混合星系”

　　星系合并非罕見(jiàn)現象�？茖W(xué)家發(fā)現銀河系時(shí)時(shí)刻刻都在吞并其他矮星系，只是它們相對于銀河系來(lái)說(shuō)太小，對銀河系的影響有限。根據此前的一項新研究，銀河系自數十億年前形成以來(lái)，一直與12個(gè)星系發(fā)生碰撞。

　　在過(guò)去的120億年里，銀河系已經(jīng)與12個(gè)大星系和3個(gè)較小的星系合并在一起。事實(shí)上銀河系正在與一個(gè)矮星系合并，這顆不幸的矮星系是人馬座，是被發(fā)現環(huán)繞銀河系的九個(gè)星系之一。在接下來(lái)的1億年里，人馬座將會(huì )徑直穿過(guò)銀河系，那時(shí)來(lái)自碰撞的強烈引力將會(huì )把它撕裂。

　　還有就是根據科學(xué)家們的研究，大約在30多億年之后，銀河系會(huì )和不遠的仙女座星系，也就是M31合并，到時(shí)候不知道地球還會(huì )不會(huì )存在呢。

　　光年是天文大尺度距離單位。并非時(shí)間單位

　　鑒于光速在真空中不受慣性系和參考系限制而恒定不變的性質(zhì)，人類(lèi)把光速作為衡量距離的精準工具還有一種含義，因為光年包含年這個(gè)詞，而年通常是時(shí)間的單位。即便如此，光明還是測量距離單位現在精確的測量光速為。

　　2億99792458米每秒，就是每秒鐘約30萬(wàn)公里一光年，就是光運行一年的距離�？茖W(xué)界把這個(gè)光年定義為儒略年，為365.25天。這樣一光年的準確距離為9460730472580800米，約等于9.46萬(wàn)億千米。

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