书城自然宇宙演进
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第28章 宇宙的探索(1)

伟大的波兰天文学家哥白尼有一句名言:“人类的天职是勇于探索。”浩瀚的宇宙蕴藏着无穷的奥秘,吸引着无数的科学家和爱好者为之求索探秘。因为人类和地球都是宇宙的臣民,它的生存发展离不开宇宙间的日月星辰。

天文学的诞生和发展是与人类社会需求和科学技术的进步分不开的。早在原始农业时期,当人们发现季节变化与天文现象有关而开始有意识地观测天象时,天文学就诞生了。人们通过观察天体的运动、月亮的盈亏等认识星空、编制历法,有力地促进了生产力的发展。在经历了漫长的肉眼观星时代后,1609年伽利略首先把望远镜指向天空,开启了天文学使用望远镜观测、系统研究天象的全新时代;19世纪中叶,随着天体摄像和光分技术的发明,诞生了天体物理学,天文学产生了新的飞跃;20世纪初,随着探测器和航天技术的发展,天文学进入到了一个全新的阶段。神秘宇宙的面纱终于慢慢地在我们面前揭开了冰山一角。

6.1天文学相关知识

宇宙不只是一片巨大的空无,里面还不满星星宇宙里也有气体和尘埃形成的云;50多亿年以前在这些巨大的宇宙云当中,形成了太阳和周围的行星包括地球人类的世界,由此形成宇宙好似孕育人类的母体,始终包覆着人类终于有一天,人类站立起来,开始仰望惊讶于这似乎一无所有又似乎拥有一切的天空。——康拉德·利科斯坦《异象录》(1550年)6.2星座[1]6.2.1星座的划分自古以来,人对于恒星的排列和形状很感兴趣,并很自然地把一些位置相近的星联系起来,组成星座。一些星座是古代的,还有一些是现代的。一些星座如狮子座可以追溯到古埃及的法老时代。

星座起源于四大文明古国之一的古巴比伦,古代巴比伦人将天空分为许多区域,称为“星座”,不过那时星座的用处不多,被发现和命名的更少。黄道带上的12星座初开始就是用来计量时间的,而不像现在用来代表人的性格。在公元前1000年前后已提出30个星座。两河流域文化传到古希腊以后,公元2世纪,古希腊天文学家托勒密综合了当时的天文成就,编制了48个星座。希腊神话故事中的48个星座大都居于北方天空和赤道南北。16世纪麦哲伦环球航行时,不仅利用星座导航定向,而且还对星座进行了研究。1928年,国际天文联合会正式公布了88个星座的名称。这88个星座分成3个天区,北半球29个,南半球47个,天赤道与黄道附近12个。人类肉眼可见的恒星有近六千颗,每颗均可归入唯一一个星座。每一个星座可以由其中亮星的构成的形状辨认出来。

黄道星座大概是做著名的一组星座了,在西方传统中,黄道星座是环绕天球一整圈的一组共12个星座。两千多年前希腊的天文学家希巴克斯(Hipparchus,西元前190-120年)为标示太阳黄道上运行(以地球为视觉中心)的位置,就将黄道带分成十二个区段,以春分点为0°,自春分点(即黄道0°)算起,每隔30°为一宫,并以当时各宫内所包含的主要星座来命名,依次为白羊、金牛、双子、巨蟹、狮子、处女、天秤、天蝎、人马、摩羯、水瓶、双鱼,称之为黄道十二宫,总计为十二个人星群。在地球运转到每等份星群时所出生的婴儿,长大后总有若干相似的特征,包括行为特质、性格特征等,这就是我们经常谈论的“星座”。将这些联想串联起来,便使这些星群人性具体化了。后来又加入神话的色彩,便成为西方文化的重要部分。

早在上古时代,中国人便开始观察天象变化,并将星象的变化和人类的活动联系起来。为了便于辨认和记录,古人将星空中若干相邻的恒星组合在一起,用皇家政府机构和官员命名,所以称为星官,星官和西方的星座有着异曲同工之妙,星官中的星星少则一颗,多则几十颗。

星官是散落在星空中的,为了更好寻找,中国古人将星空分成三垣二十八宿三十一个星区。北天极和近头顶天空分为三个区域称为“三垣”,他们分别是“紫薇垣”(天帝居住的皇宫)、“太微垣”(天帝处理政事的地方),而“天市垣”(与各诸侯国交易的地方)。其它就像切西瓜一样,沿着两极,把天球切成二十八块,记为二十八宿,它不仅仅包括各宿星座自身,落在每一块里头的星座都属于这个星宿的范围。

据《吕氏春秋》记载,中国古人很早就发现月球大约是27.3日走一周,黄道带被分成二十八星宿,月球大约是一天走一个星宿,就像一天住一个宾馆,这样便于记录月球的位置。每七宿组成一象,共为四象,用动物来命名,它们分别是苍龙、白虎、朱雀、玄武。与三垣的皇宫大臣相对应,四象则象征四方臣民。

无论是把它分成二十八个天区,把它分为十二宫,都是一种需要,是一种认为的划分方法,很难说哪个更科学,它只是为了适应本民族的习惯的需要。

6.2.2主要的星座

国际天文学联合会大会决定将天空划分为88个星座,其名称基本依照历史上的名称。这88个星座分成3个天区,北半球29个,南半球47个,黄道附近12个。

6.2.2.1白羊座

名称:Aries,可缩写为ARI

面积:约441万平方度

能观测全星座的纬度范围:90°N至58°S

大小排名:39

星座简介:

白羊座是黄道第一星座,位于金牛座西南,双鱼座东面。每年12月中旬晚上八九点钟的时候,白羊座正在我们头顶。秋季星空的飞马座和仙女座的四颗星组成了一个大方框,从方框北面的两颗星引出一条直线,向东延长一般的距离,就可以看到白羊座了。

这是个很暗的小星座,里面只有紧挨着的亮度为2等的α星和2.6等的β星稍微显著些。星座中主要的三颗星排列的形状像是一把老式手枪,从秋末直到春天来到,它总在天空中闪烁着微光。白羊座虽然不起眼,但它也是黄道星座,所以在天文学上,它的位置还是很重要的。2000年以前的春分点就在白羊座上,由于岁差的关系,现在的春分点已经转移到双鱼座上了。每年约4月18日到5月14日太阳在白羊座中运行,黄道上的谷雨和立夏两个节气点就在这个星座上。

6.2.2.2金牛座

名称:Taurus,可缩写为TAU

面积:约797平方度

能观测到全星座的纬度范围:88°N至58°S

大小排名:17

星数:125

星座简介:

这个黄道第二星座是北方天空使人印象最深刻的星座之一。金牛座位于猎户座的西北,御夫座的西南;由牛的红眼睛——星座的最亮星毕宿五可以立即分辨出该星座,毕宿五靠近形成牛面部的松散的毕星团附近。我们通常赋予金牛座的形象是不完整的,只描绘出牛的前半身,它面向东方,躬着身,头上有夸张的巨角指向猎户座。北边的牛角尖端触到了御夫座的脚跟,那里的五车五以前由金牛座和御夫座两个星座共有。

在猎户座西北方不远的天区,有一颗非常亮的星星,他就是金牛座的α星,我国古代称它为毕宿五,毕宿五就位于黄道附近。

金牛座中最有名的天体,就是“两星团加一个星云”。连接猎户座参宿五和毕宿五,向西北方延长一倍左右的距离,有一个著名的疏散星团——昴星团。另一个疏散星团叫毕星团,它就位于毕宿五附近,但毕宿五并非它的成员。金牛座ζ星附近,有一个著名的大星云,英国的一位天文学家根据它的形状把它命名为“蟹状星云”。

金牛座靠近天球赤道(地球赤道在以地球为中心的天球上的投影)的方位,确保了星座的主要部分在全世界都可以看见,只有南极地区有些模糊。它在热带和北半球的冬季最为灿烂,其午夜顶点在11月末和12月初。

6.2.2.3双子座

名称:Gemini,可缩写为GEM

面积:514平方度

能观测全星座的纬度范围:90°N至55°S

大小排名:30

星数:70

星座简介:

双子座也是著名的“黄道十二星座”中的一个,位于御夫座的南面,九牛作于巨蟹座之间的银河边上。它的午夜顶点在一月。

向东北方延长猎户座参宿七和参宿四的连线,可以碰到两颗相距不远的亮星,其中亮一些的是双子座β星(北河三),稍微暗一点的是双子座的α星(北河二)。从α星开始的ι、ε、μ一串星和从β星开始的δ、ζ、γ另一串星几乎平行,直到银河,形成一个很大的正方形,这是双子座的主要特征。人们把整个星座想象成为一对亲密无间的孪生兄弟——卡托斯和波吕丢克斯。他们不仅在形状上十分相似,而且在组成上也很相像。

弟弟——β星,我国古代称其为“北河三”,它反倒比哥哥——α星还要亮一些,它是全天第十七亮星。哥哥——也就是α星,我国古代叫它“北河二”,是天文学史上第一颗被确认的双星。其实精确地说,它是由六颗星组成的“六和星”。有趣的是,弟弟北河三也是六和星,兄弟俩真不愧为双胞胎。

虽然双子座是黄道星座,但是星座内只有小暑一个节气点。星座内还有一个著名的流星群,每年12月中旬出现,流星最盛时,几十颗流星像一条条白链,飞舞在夜空,极为壮观。

6.2.2.4巨蟹座

名称:Cancer,可缩写为CNC

面积:506平方度

能观测全星座的纬度范围:90°N至57°S

大小排名:31

星数:60

星座简介:

巨蟹座在狮子座西边,长蛇座的北面,开头像个“人”字,是黄道十二星座中最暗的一个,星座内最亮星只有3.5等,根本看不出螃蟹的形状。

在星座中央有一个由四颗暗星组成的小四边形,那是巨蟹的鳌和足。在巨蟹座的小四边形的中央,有一个著名的疏散星团,名叫“鬼星团”,又叫“蜂窝星团”。肉眼看上去像一团模糊的白色云雾,我国古书中描述它:“如云非云,如星非星,见气而已”,称为“积尸气”。直到望远镜发明以后人们才观察到,它原来是一个星团,成员有200多颗恒星,距离地球500多光年。

天文学上把星团分为两类,一种是武仙座中那样的“球状星团”;蜂窝星团则属于另一类,叫做“疏散星团”,这类星团形状不规则,一般也都分布在银盘上。天文学家发现的银河系中的疏散星团已经超过了1000个,他们估计整个银河系中疏散星团的数目得超过10000个。

每年约7月21日至8月11日,太阳在巨蟹座中运行,大暑和立秋两个节气点就在巨蟹座。巨蟹座的午夜顶点发生在1月末或者2月初的时候。

6.2.2.5狮子座

名称:Leo,可缩写为LEO

面积:947平方度

能观测全星座的纬度范围:82°N至57°S

大小排名:12

座星数:70

星座简介:

由于岁差的缘故,在四千多年前的每年6月,太阳的视运动正好经过狮子座(现在的6月,太阳的视运动已经到了金牛座与双子座之间)。那时,波斯湾古国迦勒底的人民认为,太阳是从狮子座中获取了很多热量,所以天气才变得热起来。古埃及人也有同感,因为每年这个时候,许多狮子都迁移到尼罗河河谷中去避暑。现在每年约8月11日到9月17日,太阳在狮子座中运行,处暑和白露两个节气点就在狮子座。它的午夜顶点大约在3月1日。

古埃及对狮子座非常崇拜,据说,著名的狮身人面像就是由这头狮子的身体配上处女的头塑造出来的。狮子座里的星星在我国古代也很受重视,我国古人把它们喻为皇帝之神,称为轩辕。

我们在春夜通过春季大三角找到了狮子座的五帝座一后,他东边的一大片星,就是狮子座的了。在狮子座中,δ、θ、β三颗星构成了一个很显著的三角形,这是狮子的后身和尾巴,从ε到α这六颗星组成了一个镰刀的形状,又像一个反写的问号,这是狮子的头,连接大熊座的指极星(即勺口的两颗星)向与北极星相反的方向延伸,就可以找到它。

每年11月中旬,尤其是14、15两日的夜晚,在狮子座反写问号的ζ星附近,会有大量的流星出现,这就是著名的狮子座流星雨。它大约每33年出现一次极盛,早在公元931年,我国五代时期就已记录了它极盛时的情景。到了1833年的最盛期,流星就像焰火一样在ζ星附近爆发,每小时有上万颗。以至于第二天晚上有位农夫赶紧跑到屋外,看看天上的星星是不是都掉光了。

狮子座流星雨在1866年还很盛,但1899年却少多了,到1932年和1965年时只看到了不多的几颗。到1988年的时候,狮子座流星雨再战雄姿,又出现了极盛期。每年11月中旬天亮前,狮子座正在中天,要想看流星雨可得早起啊。

6.2.2.6处女座

名称:Virgo,可缩写为VIR

面积:1294平方度

能观测全星座的纬度范围:67°N至75°S

大小排名:2

星数:95

星座简介:

顺着大熊座北斗勺把儿的弧线,就可以找到牧夫座α星,也就是大角。沿着这条曲线继续向南找,再经过差不多同样长度,可以看见一颗亮星,这就是处女座星,我国古代成为角宿一。连接北斗的α星和γ星,延长到七八倍远的地方也可以看到角宿一。

古希腊人把处女座想象为有翅膀的农神得墨忒尔的形象,她一手拿着麦穗,仿佛在和人们一起欢庆丰收。处女座是全天第二大星座,面积仅次于长蛇座,但在这个星座中,只有角宿一是1等星,还有四颗三等星,其余都是暗于四等的星。