基本信息
编辑推荐
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通过帕特里克·摩尔爵士了解最新的天文学知识,通过皮特·劳伦斯和其他顶尖天文摄影师拍摄的华丽图像领略宇宙之美。
内容简介
作译者
是英国知名业余天文学家、电视主持人和作家。他曾任英国文学协会(BBA)主席,是大众天文学会(SPA)的发起人之一和前主席。他写作了70多本天文普及读物,并从1957年起,开始主持BBC的《仰望夜空》,直到他2012年去世。该节目由此成为电视史上由同一位主持人主持的最长节目。作为业余天文学家,他是月球观测的专家,并因编制科德韦尔深空天体表而知名。
皮特·劳伦斯(Pete Lawrence)
在天体物理专业毕业后曾做过多年的软件工程师。结合计算机方面的专长,他拍摄出了大量极其精彩的天文图像。《图解天文学》中的图像(另有说明的除外)便都出自他之手。他经常作为嘉宾出现在《仰望夜空》节目,也为其他节目提供天文学咨询。
目录
引 言 6
第一章 地球和天空 14
第二章 照相机里的天文学 24
第三章 挑选和使用天文望远镜 32
第四章 太阳:我们的恒星 42
第五章 亲爱的月亮 50
第六章 行 星 60
第七章 追逐天文事件 82
第八章 银河系:恒星的城市 98
第九章 银河之外 114
星 图 120
术语表 188
前言
幸好,大自然为我们提供了一种更合适的距离单位。光的传播也需要时间,只不过它的速度非常快,大约每秒30 万千米。也就是说,光一年大约能传播9.46 万亿千米,这个距离就是1 光年。所以务必牢记,光年是距离单位,而不是时间单位。
在夜空中能用肉眼看到的绝大部分恒星,都在好多光年之外。比如,冬季夜空能看到的亮星参宿七(猎户座)离我们700 多光年,亮度超过太阳的4 万倍。但由于距离太远了,所以在我们看来也不过是一个小光点。这又产生了另一个有趣的现象:恒星会眨眼。这是因为地球大气的流动干扰了小光点。如果站在月球表面或者太空中看,恒星就不再眨眼睛了。
太阳系简介
太阳位于太阳系的中心。除了太阳之外,太阳系里的主要天体是八大行星。我们的地球也是其中一颗普通的行星,从里往外数第三颗。水星和金星比我们离太阳更近,火星、木星、土星、天王星和海王星则离太阳更远。表面看上去,行星和恒星差不多,有些也很亮——特别是金星。人们常说,恒星会眨眼,行星不会眨眼。这主要因为恒星在肉眼看来是一个小光点,而行星是一个小光斑。但如果行星位置靠近地平线,透过厚厚的大气层才能看到,那它也是会眨眼睛的。
除了水星和金星,其他行星都有更小的天体环绕,它们就叫做卫星。地球有一颗卫星,那就是我们熟悉的月亮。还有的行星有不止一颗卫星。比如最大的行星木星,就有四颗大卫星和很多小卫星。在太阳系里,我们还发现了很多形状各异的小天体,也就是小行星。它们都很小,通常直径小于160 千米。大部分小行星的公转轨道在火星和木星之间。在太阳系的边缘,海王星轨道的外面,又有一圈小天体组成的圆环,名叫柯伊伯带。这个名字是为了纪念荷兰天文学家杰拉德·柯伊伯(Gerard Kuiper),他是第一个发现并研究柯伊伯带天体的科学家。
彗星和行星有很大的区别。彗星也绕着太阳转,但它们的轨道大多是非常瘦长的椭圆形,有可能几百年才能绕太阳一圈。彗星一般有一颗冰和岩石颗粒混合构成的核心,当彗核受热时,会产生层层气体和尘埃将彗星包裹起来。也有几年就绕太阳一圈的彗星,但非常明亮的彗星难得一见。有些彗星甚至亮到能在夜里照出影子。当然,行星和彗星自己都不会发光,它们的光亮都是反射的太阳光。
大多数人都看到过流星。流星会在天空中划出一条光痕,光痕保留几秒就消失。那可不是掉下来的恒星,而是一些叫做流星体的微小天体,通常只有几毫米到几厘米大。它们高速穿过地球的大气层,摩擦产生的热量让它们汽化发光,只剩下非常细小的尘埃。有些流星体成群结队出现,每次地球穿过这些流星体,都可以看到大量的流星。有时,会有一些更大个的天体撞上地球,它们叫做陨石。陨石和流星并不是一回事。流星是质地类似彗星的小碎石,而陨石则是石质、铁质或者两者混合的物体。在古代,地球曾经遭受过很严重的陨石撞击。很多人相信,大约6500 万年前一颗巨大的陨石砸落在墨西哥尤坎塔半岛,产生的影响造成了恐龙灭绝。虽然这个理论还没法说已经被证实,但现在已经找到了很多证据,也能够让它自圆其说。过去发生过的事情,将来也有可能再次发生。我们说不定会再次被大陨石撞击。但愿它不要砸在人口密集的地区。如果一颗直径800 米的陨石落在了伦敦,将会是死伤惨重的大灾难。幸好,这种事发生可能性非常小。
走向恒星
在海王星和柯伊伯带之外,天文学家认为有一片巨大的由彗星体构成的区域,叫做奥尔特云。奥尔特云之外,则是无尽的虚空,离我们最近的恒星也非常遥远。在许多世纪以前,希腊人最早记录的星图上,恒星被划分为“星座”,许多星座的名字都来自神话传说。大熊座就是希腊人命名的星座中最著名的之一。在天文学中,通用的是拉丁语名称,因为尽管已经没有人日常使用,但拉丁语仍然是全球通用的学术语言。大熊座的七颗主要恒星在空中排列成“北斗七星”的形状(美国人则叫它“大勺子”)。
这七颗恒星都距我们有上百光年之遥,所以尽管它们在太空中以非常快的速度在运行,它们各自的位置变化(天文学上叫“自行”)在我们看来非常微小,只有在好几代人的跨度上才看得出来。
如果我们来到一千万年之后的地球,大熊座的形状就完全不同了,因为其中两颗恒星的运动方向与其他五颗相反。要记住,星座仅仅是一组恒星的名称,没有实际的意义,因为同一个星座的恒星离我们的距离远近差别非常大。
在北半球的冬季傍晚,猎户座是夜空的主宰。它的两颗主要恒星参宿四和参宿七尤其明亮。尽管它们被编在同一个星座,但两星之间毫无瓜葛。参宿七比参宿四离我们远得多。如果在离地球若干光年的位置观察,这两颗恒星可能会出现在天空的两端。天空中主要的星座在1651 年划分确认,大部分都以神话名称命名。其他星座在此后逐渐添加,用现代的名称来命名,例如显微镜座和望远镜座。这些星座主要集中在遥远的南半球天空,因为在绘制最早的星图时,欧洲人还看不到这些星星。
地球每24 小时沿地轴自西向东自转一周。也就是说,整个天空看上去同太阳、月亮和行星一起从东往西旋转。地轴的延长线朝北指向北天极,离小熊座的北极星很近。这意味着北极星在天空中几乎静止不动,而其他天体每24小时绕它转一圈。在赤道以南就看不到北极星了。对应的南极星离南天极相对更远,也暗得多。
恒星有很多种。大部分恒星一如既往地稳定发光。但也有一些恒星的亮度会随几天、几周或几个月的周期变化,这些恒星叫做变星。恒星经常会成对出现,一对恒星的亮度可能会接近,也可能相差很远。这些成对的恒星又分为两种:视双星只是一种视觉效果,两颗星在视线方向上靠得很近,一颗或多或少挡在另一颗的前面。而更多的情况是两颗星的引力互相牵引,围绕着共同的引力中心旋转。这种结构称为物理双星。令人惊奇的是,物理双星比视双星更常见。我们的太阳是宇宙中少数的单身派。
银河
我们在夜空中用肉眼能看到的所有恒星,都是我们银河系中的成员。银河系是一个扁平的星系,共有约一千亿颗恒星。我们环视银河系的盘面时,会看到许多恒星几乎在同一方向上,在天空中组成了一条光带,这就是我们所知的银河。银河中的恒星非常之多,所以看上去就像是连在了一起。类似这样的视觉假象,在天文学中很常见。这些恒星之间平均也有好几光年远。
我们还会看到很多星团,它们同样分为两种——有些只是视觉效果,也有一些有实际的关联。最著名的星团是昴星团(也叫七姐妹星团),在北半球冬季傍晚的夜空中很显眼。普通视力的人至少能看到其中的七颗恒星,视力出众者能看到更多——世界纪录是19 颗。整个星团实际上包含了几百颗恒星,它们都是同时在同一个区域诞生的。球状星团则是另一种东西,它们是巨大的球形恒星系统,最多包含上百万颗恒星。它们通常离地球很远,很少能用肉眼看到。在北半球英国或美国北部的纬度,能看到最典型的球状星团是M13 武仙座星团。
天体目录
1781 年,法国天文学家查尔斯·梅西耶(CharlesMessier)绘制了一张包含一百多个星团和星云的梅西耶星云星团表。他这么做并不是因为对这些天体感兴趣,而是为了避开它们。梅西耶是一名“彗星猎人”,暗淡的星团或星云很容易与彗星相混淆。在现代,梅西耶星云星团表仍然用来标示一些明亮而美丽的深空天体。然而,从天文学的角度来看,梅西耶星云星团表实在太短了,大量后来发现的天体都包含在了更广泛的星云星团新总表(NGC)和星云星团新总表续编(IC)中。
媒体评论
——布赖恩·梅(皇后乐队吉他手,天体物理学家)