[天地无极] 科普贴2.0 今日初一，宜说星
coralpip
· 发布于 2019-10-28 18:30
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首先我们来说说新月。大家肯定听谁说这样的一种说法，新月如钩，所以在大家的印象中新月大约就等同于那一弯娥眉月吧。 但是在这里我必须告诉大家，天文学上的月相，新月就是今天的月相，称为朔，也就是没有月亮。每月的初一，一轮新的月相从头开始，称为新月。在新月这一天，月亮处于地球和太阳之间，阳光完全照射在月球背面，正对我们的这一面无法反射到阳光，故而新月这天是看不到月亮的。 从新月开始月亮开始慢慢显露，从娥眉月（弯月）变化为上弦月（半月）一直到满月，满月这天也叫望。满月后我们看到的月亮开始变小，又从满月走到下弦月，再到娥眉月最终回到新月，新的一轮月相变化就又开始了。 这里有一个小知识，由于月相是相对的，上弦月和下弦月互为镜像，我们怎么知道我们看到的是上弦月还是下弦月呢？在北半球，我们上半夜看到的都是上弦月，下半夜看到的都是下弦月。因为上弦月中午12点从东面升起，晚上十二点落下。下弦月则是晚上升起，第二天中午12点落下。 |
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月相比较容易懂也基础，已经知道的人可以跨栏，不要嫌我话多。接下来我们说星象，星象就比较难了。可能需要非常多的篇幅。 在说星象之前，我们需要先知道两个名词，天球和黄道。黄道十二宫相信大家都知道，那么黄道具体是什么呢？ 在很久很久以前，具体来说是在日心说被提出之前，朴素唯物主义认为，我们所在地大地是宇宙的中心。中国有天圆地方说，西方后来发展出了地心说。由于本人知识有限，我们今天主要讲西方这一支。 西方认为地球是宇宙的中心，太阳和其他天体都围绕地球旋转。而彼时的人们把能够看到的仿佛一个盖子的圆形宇宙空间叫做天球。 在这个模型中地球处于天球的中心位置，太阳和五大行星以及月亮则在天球中根据自己的轨道绕着地球旋转。 黄道即是太阳在天球中的绕行轨道，黄道和赤道相交于春分点。以黄道作为基础延伸的平面叫做黄道面，在肉眼观察的年代，所有的星体都处在黄道面上，包括五大行星和各种星座。古人从春分点开始，将黄道等分为12份，正好每一份中都包含了一个星座，这就是黄道十二宫。这也就是为什么第一宫白羊座的划分日期为3月21日到4月19日的原因。每年的春分基本都在3月21日（偶尔会出现前后移动的情况）。 所以我们常说进行到某某星座，只是意味着黄道上太阳正好经过这个星座。夏季天空中最亮的天蝎座，只是正好在黄道中被划分在了冬天而已。 |
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独特的中国古代天文学 为政以德,譬如北辰。居其所而众星拱之。这句话大家不陌生吧，什么意思呢，就是说君主用德行来治理国家，就会像北极星那样，地位稳固，臣民们会想众星拱卫北极星一样围绕在他身边支持他。 由此可见，我们的祖先，发展出了一套属于自己的天文理论系统。在这套系统中，天幕的中心是北极星。而我们使用的是和黄道不一样的另一个模型，黄道白道。可以说在古代天文学中，中国人走在西方的前面。 白道是什么？白道就是在天球中月球的运行轨道。为什么说引入了白道的概念我们就更先进呢，这是因为月球的运动规律比太阳的轨道更难以捉摸。但是要知道，越困难的问题解决了之后，收获也是越大的。搞明白了月亮运行规律的中国古人，拥有了同时代最精确的历法，这也是我们一直沿用至今的历法—阴历。 和西方人一样，根据月历28天的模式（实际是27.32天，所以中国古人为了修正偏差又引入了闰月），我们的祖先以黄道面为基础，参考了月亮的白道运行轨迹，将天上的星星分为了二十八份。这就是我们所知道的四方二十八星宿。 |
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本帖最后由 coralpip 于 2019-10-28 21:26 编辑 说完了一些关于星象的基础知识，我们进行到现在天文学吧，这部分，我们主要来解释一些经常在影视作品中听到的名词。 1、天体——宇宙空间中以物质形态存在的所有物体，包含所有可见的星球、星云、星系不可见的星际尘埃和黑洞 2、恒星——可以自己通过聚变反应产生能量辐射的星球，恒星根据光度（亮度）可以划分为矮星、巨星、超巨星，根据色谱可以划分为蓝、白、红、黄。根据以上两点可以组合表达恒星的基本形态，比如太阳就是一颗黄矮星。如果你们看到颜色+（矮、巨）超巨星之类的名称，不管电影里说的多么玄乎，本质上这就是一颗恒星。 3、褐矮星、棕矮星——褐矮星和棕矮星是同一种星体的不同名称，一般使用褐矮星更多，这是一种用恒星的形成方式形成，但是由于质量过小（小于0.08个太阳质量）无法产生核聚变反应的星体，褐矮星的体型介于巨行星（最大约10个木星质量）和恒星之间，由于褐矮星无法产生核聚变反应，所以非常黯淡。 4、黑矮星——一种科学家预测会出现的星体，即一个太阳质量大小的恒星演化的最终产物，黑矮星处于非常低的能量状态，几乎不向外辐射能量。在一些理论中，黑矮星是宇宙中最后存在的恒星体，在黑矮星彻底熄灭之后，宇宙也将彻底熄灭。 5、恒星演化——我们之前说到的红矮星、红巨星、白矮星、黑矮星等等，可能是同一颗恒星在演进过程中的不同状态。比如我们的太阳现在是一颗黄矮星，当太阳中的氢被耗尽的时候，太阳的内部会塌缩，外层物质急剧膨胀，此时太阳就会变成一颗红巨星。当内部的塌缩完成，太阳将变成一颗白矮星。而最后的最后，白矮星进一步消耗，最终会变成一颗黑矮星。 6、超新星——恒星演化到一定阶段会形成的一种大爆发ahua，衰老的恒星内部塌缩的同时向外喷射物质和能量，最终根据原有恒星的大小会分别形成白矮星，中子星（脉冲星）和黑洞。超新星爆发的最终物质都是一种比原来更小但是密度更大的天体，8个太阳质量内的恒星塌缩后会形成白矮星，约8-30个太阳质量的恒星塌缩后会形成中子星，更大的恒星则在理论上会塌缩成一个黑洞。黑洞是宇宙中密度最大的物质，中子星的密度仅次于黑洞，白矮星的密度则比中子星更小一点。 7、黑洞——黑洞本来是广义相对论中预言的一种天体，现在已经被证实存在。广义相对论对黑洞的描述是，黑洞的中心有极大的质量被压缩于一个无限小的点上（奇点），于是黑洞拥有宇宙中最大的密度，黑洞的引力巨大，以至于宇宙中速度最快的物质，光也无法逃脱黑洞的引力捕获。 8、视界——任何物体一旦距离黑洞足够近，就无法逃脱黑洞的引力，物体将被捕获并且最终掉进黑洞，这个引力的界限被称为视界。这是因为在视界范围外光可以逃脱黑洞引力，而在视界范围内则不能，于是我们只能看到一片黑暗（光无法从视界内部逃逸）。 9、类星体——类星体和星没有任何关系。最早的时候天文学家在天文望远镜中观察到一些非常遥远的发光天体，这些天体拥有巨大的体积和速度，有些甚至比一个星系还要大。由于搞不明白这些会像恒星一样发光的奇特天体究竟是什么，科学家们将其命名为类星体。现在我们知道类星体是围绕在黑洞周围的巨大吸积盘，由于物质掉入黑洞的速度是有限的，大量受到黑洞引力影响的物质在未能掉入黑洞钱，相互挤压并且以极快的速度围绕黑洞旋转，因为这种高速的旋转，吸积盘中的各种物质相互摩擦产生巨大的能量辐射，由此产生我们看到的极高的亮度。吸积盘的体积非常大，其中除了各种尘埃气体还会有恒星甚至星系，事实上吸积盘中包含了任何可以在宇宙中存在的物质。 10、双星系统——以两颗恒星相互围绕旋转的天体为中心的系统称为双星系统，我们知道天狼星就是一个双星系统。相应的，我们的太阳系是一个单星系统，此外还有三星系统。现在我们发现的恒星系统大多数是双星系统。 11、红移和紫移——在有色光谱中红光波长最长，紫光波长最短。当一颗恒星远离我们的时候，我们接收到的来自该恒星的光看上去波长越来越长，颜色也就越来越红，这种现象叫做红移。当红移越大，意味着远离的速度越快。反之，紫移预示着恒星在向我们靠近。根据测算，绝大多数的恒星都发生了红移，意味着我们的宇宙正在膨胀。 12、宇宙背景辐射——全称为“宇宙微波背景辐射”，由于这种微波背景辐射的波长为3k，又称为3k背景辐射。这和微波以及辐射都没有关系。是指现在我们侦测到的宇宙中的一种充满宇宙的，并且在各个方向上都一样的微波背景。没有信号的电视机中出现的雪花背景和沙沙的声音，就是这种背景辐射造成的。宇宙微波背景辐射是大爆炸理论最有力的证据之一。 13、暗物质——科学家根据现有的观测数据计算得出的宇宙质量，和现在有证据支持的物质总质量有一个差值。现在我们的宇宙中还有尚未被找到的26%质量的物质。科学家把这种未被找到的物质称为暗物质。“暗”是指这种物质还没有被侦测到，而不是指他是黑色的。 14、暗能量——同理暗物质。宇宙中一种尚未被找到的但是确实在推动宇宙运行的能量。暗能量和暗物质都是存在的，只是我们还未能找到他们，或者不能就观察结果和计算结果之间的偏差进行合理的解释。 15、反物质——一种预测中的物质，和普通物质的构成正相反。普通物质由带正电的质子组成的原子核和带负电的电子构成，反物质则正相反，比如带正电的电子和带负电的质子。当正反物质相遇，会相互湮灭并释放出能量。反物质是一种推测中的，在宇宙形成过程中应该会出现至少是曾经会出现的物质。 16、引力透镜——大质量的物体会扭曲时空。所以当一个发光物体面前有一个巨大质量的物体时。光会沿着被扭曲的空间前进，在障碍物两边汇聚成两个相对的像。这样观察者就能看到本来看不到的物体。 一些科幻作品中用到的名词看上去很有迷惑性，比如说类星体、宇宙辐射背景、反物质和暗物质等等。比如说我曾经就看到过以暗物质击穿地球为背景的科幻片（按照实际情况其实是反物质更合理）。在这里列举一些我正好知道的，希望能给大家带来帮助。 |
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关于宇宙的一些主要理论和猜想 接受度最广的理论——大爆炸学说 宇宙是由一个点爆炸形成的，大爆炸理论是被接受度最广的理论。为这么放在这里说呢，这是因为大家要记住，大爆炸仍然是一种学说，在所有宇宙形成的推测里，是证据最多的，也是最有可能的，但是仍然没有盖棺定论。 最被科幻作者们喜爱的理论——多维宇宙理论 为什么会提出多维宇宙，这里我先卖个关子，具体内容我会放在之后的物理篇里讲。多维宇宙的理论核心在于宇宙不但包含我们所在的三维世界，还可能包含更高维度的世界。而这些更高的维度，作为三维生物的我们是无法触碰的。基于这个理论，有人提出这样一个假设，我们和更高维度的生物，仿佛住在同一幢大楼里的邻居。平时我们各自住在自己的楼层里，彼此没有交集，但是大楼总会有些公共区域，比如电梯间，在这里我们可能偶尔会产生交集。而这种交集和如何打破维度屏障，一直都是科幻作者们乐此不疲进行探索的主题。 我们的宇宙——我们的宇宙是科学家们提出的一个问题，即我们现在所作出的结论，都是基于我们对现在可以观察到的这一部分宇宙所做出的。 如果我们一直采用的是这种话“眼见为实”的研究方法，我们就不得不接受这样一种可能。我们现在的所有结论，可能都是错误的，因为我们不能确定无法观测到的部分，是不是和我们的宇宙拥有相同的运动规则。也许我们的宇宙只是宇宙整体中，微小的，拥有自己特质的一部分。 科学进步的速度之快超乎我们的想象，对我来说最神奇的一点在于，在我刚刚开始接触这些知识的时候，黑洞只是一个玄之又玄的理论推测中的天体。而现在，科学家们不但证实了黑洞的存在，我们还看到了黑洞的照片。也许我今天写下的这些东西，过几年也会被证实或者被推翻。 下一篇，准备写一下物理篇。不过写之前我还要查一些资料。嗯，科普我会一直开下去的，不定期掉落哦。 |
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