第45章 宇宙(1)

　　为什么天空中有一条“银河”

　　在晴朗无月的夜晚，银河像一条淡淡发光的白练，跨越繁星密布的天空，好像流过天空的大河，有的地方宽，有的地方窄，还有的地方分成两股支流，换一个地方支流又汇合起来。过去人们不知道银河究竟是什么东西，还真以为它是天上的一条河。

　　其实，辽阔的太空中，哪有什么大河。我们所看到的银河，是由无数大大小小的星星组成的。这些星星离我们非常远，肉眼不可能分辨出一颗颗星星。用望远镜观察银河，可以清楚看到里面一颗颗的恒星。

　　银河系里星星的数目简直太多了。天文上工作者用科学的办法统计一下，银河系的恒星至少有1000多亿颗。这许多恒星，在宇宙中大致排列成一个扁扁的圆饼形状，从地球上看过去，就像看一个圆饼的侧面，自然而然地感到，无数星星组成了一条亮带。

　　银河是斜躺在天上的，因此随着地球的自转和公转，看起来银河就时时改变它在天空的位置。例如夏天的傍晚，银河是朝向北方；而到了冬天的夜里，银河又横过来变成东西方向了。

　　知识点：银河、恒星、排列、亮带

　　为什么有时候太阳和

　　月亮会同时在天空出现

　　有时候早上太阳早已出来，甚至已经越过树梢，可是月亮仍旧悬在天空。而有时候下午太阳还没有落山，月亮早已经高高挂在天空了。

　　为什么会出现这种现象呢？

　　月亮是地球上的卫星，它不停在围绕地球旋转。月亮每绕地球一周，每个月就有一次朔和一次望。在从朔到望这半个月里（就是夏历的上半月），月亮位于太阳的东边，在日落以前就已出现在天空。也就是说，月亮在上半月，是日落以前从地平线上升起来的。从望到朔的半个月里（夏历的下半月），月亮位于太阳的西边，在日出以后仍旧逗留于天空。也就是说，下半月的月亮，是日出以后才落到地平线一面去的；所以有“日末落，月已出”的现象总是发生在夏历的上半月；而“日已出，月未落”的现象总是出现在夏历的下半月。

　　知识点：太阳、月亮、卫星、地平线

　　为什么恒星会发光，行星却不会发光

　　天上的星星表面的温度，都在几千度到几万度，所以它们能够发出各种的辐射（包括可见光）。就拿太阳这颗比较普通的恒星来说，每秒钟从它表面所发出的能量，相当于一架具有5000万亿亿马力的发动机的功率。

　　是什么东西使恒星发光呢？这是一个世纪以来天文学上的一个谜。直到最近几年才得到比较一致的答案。恒星内部，由于温度高达摄氏1000万度以上，使那里的物质产生热核反应，由4个氢原子核聚合成为1个氦原子核，大约有相当于千分之七的质量以能量的形式表现出来。于是，这能量由内到外，以辐射的方式，从怛星表面发射至空间，以维持其不断的光辉，使它们闪闪发光。

　　行星的质量比恒星小得多（质量最大的仅有太阳质量的千分之一），它们核心的温度都很低，象地球核心的温度只有两三千度，不可能产生热核反应。因此它们的表面温度更低了。正因为行星很“冷”，所以它们不发射可见光，只能发射微弱的红外光和无线电辐射。

　　知识点：恒星、行星、热核反应、辐射、质量

　　太阳为什么能发光

　　太阳每时间每刻发射出巨大的能量，给我们地球带来光和热，恩格斯说：“我们的地球只是由于有太阳热才得以生存下来”。可是，地球所接受到太阳能，仅仅只占太阳全部辐射能的约二十亿分之一。从实践中可以知道：天空晴朗时，在与日光垂直的地球表面每平方厘米上，每分钟太阳能使近2克的水升高一度。太阳每秒钟能发出5000万亿亿马力的辐射！如果在整个太阳表面覆盖一层13米厚的冰层，那么只需一分钟，这层冰就会完全融化掉。

　　在太阳上这种取之不尽、用之不竭的能量是什么地方来的呢？原来太阳上含有极其丰富的氢的氦，也有足够的温度，具备进行热核反应的条件。在太阳中心2000万度高温下，都有极高的速度，从而产生四个氢变化成一个氦的聚合反应，这种反应就是的热核反应，热核反应的过程释放出大量的光和热，氢弹的爆炸不也是这样吗？

　　根据计算，目前太阳上氢的贮藏量，还足够继续进行热核反应数千亿年，即使太阳上全部变成氦后，还会有别种核反应继续发生，使太阳继续发光、放光！

　　知识点：太阳、氢、氧、热核反应

　　为什么说太阳是颗普通的恒星

　　太阳是我们最熟悉不过的天体。它是太阳系的中心天体，质量达2000亿亿亿吨，是我们地球质量的33万多倍，它独自的质量，就占了整个太阳系数以万计大小天体质量总和的99％左右。

　　太阳直径约139万千米，是地球的109倍；至于它的亮度，更是其他任何天体望尘莫及的，它的视星等是-26．7等，比肉眼能见到的最暗星要亮10多万亿倍。

　　从生活在地球上的人看来，太阳显得那么与众不同。这主要是因为它离我们很近，是恒星中离我们最最近的一颗。太阳与地球的距离，大约是1．5亿千米，太阳光从太阳出发来到地球，只需8．3分钟。这与那些非常遥远的、距离要用光年来计算的天体相比，确实是太微不足道了。

　　我们可以把太阳与其他恒星相比较，来认识在数以亿万计的恒星世界里，太阳究竟是怎样的一个天体。

　　先说恒星的质量。恒星质量基本上都在太阳质量的百分之几到120倍之间，其中以在0．1-10个太阳质量之间的占多数。可见，太阳只是颗质量处于平均水平的普通恒星。

　　从恒星的直径大小来看。一般认为，“御夫座ε”食双星系统中的那颗看不见的伴星，大概是已知最大的恒星，估计直径为57亿千米，相当于太阳直径的4000多倍。中子星是迄今发现最小的星，典型中子星的直径约10千米，相当于太阳的十四万分之一。

　　再说恒星的光度，也就是恒星真正的发光能力。恒星光度变化范围很大，大体上都在太阳的50万倍到五十多万分之一之间。

　　从恒星的表面温度来说，恒星的表面温度基本上都在2000-80000℃之间，太阳夹在中间，表面温度约6000℃。

　　进行比较之后，问题就很清楚了，太阳所以显得与其他恒星有所不同，仅仅是因它离我们很近。从恒星世界亿万“芸芸众星”的角度来看，太阳是颗一点也不特殊、貌不惊人的普普通通的恒星。不仅如此，它还与其他恒星一样，只是银河系的一般成员。

　　知识点：太阳、恒星、质量、光度

　　天空为什么会出现流星雨

　　夜间，天空中不仅常常能见到单独流星，有时也会见到整阵的“流星雨”。当天空出现流星雨时，几十条甚至几百条亮光划破天空，好像一个大焰火似的。

　　出现流星雨的道理和流星一样，不同的是：流星雨是地球在运行过程中，遇到一个大群宇宙尘粒（流星群）所造成的一种现象。这大群的尘粒（流星群）是怎样形成的呢？

　　太阳系里有着许多各种各样的小天体，它们各自按照自己的轨道和速度绕太阳运行。这些小天体发生碰撞，碰撞使得大块的碎裂成一大群小块，或者在碰撞后很多小的聚集成群，它们沿着同一轨道运行，形成了流星群。

　　有的流星群和彗星很有关系。彗星在运行时，由于内部气体爆炸、太阳压力的作用，或和流星体碰撞，而逐渐瓦解。瓦解过程中抛出的尘粒逐渐脱离彗星。

　　同一个流星雨，差不多总在每年的相同日期内出现，又是每年的相同日期内出现。这又是什么道理？这是因为流星群的尘粒沿着椭圆轨道分布，有一定的运转周期。地球的轨道如果和某一流星群的轨道相交，那么地还球至少每年在相同的日期穿过这流星群一次，产生了同一个流星雨。

　　例如，每年8月11日到12日，在英仙座方向出现的流星雨（叫英仙座流星雨）地球上任何地点的规测者每小时都能看到40到50个流星。这证明英仙座流星群的尘粒是均分布在整个轨道上的，因此地球每年穿过流星群时遇到的尘粒数差不多。

　　另一类流星群，它的尘粒物质大量集中在一起，其尘粒只有每公转一周以后，才会重新和地球相遇。例如狮子座流星群，它的公转转周期是33年。虽然每年11月19日到20日出现狮子座流星雨，但在一般年份里，流星雨中出现的流星数很少。过33年才出现一次浓密灿烂的流星雨，有些地方一小时内可以看到几十万个流星。

　　到现在为止，我们发现的流星群近千个，如英仙座流星群、天龙座流星群、狮子座流星群等。人们对大约有几十个大流星群已经详细地研究过了。

　　知识点：流星雨、天体、碰撞、运行、彗星、尘粒

　　为什么星星会眨眼

　　夏天的晚上，繁星满天，抬头仰望天空，星星都在眨眼。其实，星星根本没有眼睛，它们哪里会眨眼呢?那么大概是我们自己眨了眼，错把星星当成在眨眼了?不是，因为即使你瞪着眼睛瞧，它们仍在忽闪忽闪地动。这是什么缘故呢?

　　这是因为地球周围有大气层。

　　大气不是静止不动的，空气热了会上升，冷了又会下降，还有风在吹来吹去。如果能够给空气的分子着上一些颜色，你就能看到五彩缤纷的空气正在上下翻腾。

　　星光在来到我们的眼睛以前，必须经过地球的好几层大气，大气既是动荡不定的，各层大气的温度、密度又各不相同，这样一来，光线的折射程度也不相同。星光来到这里时，就会经过多次的折射，时而会聚，时而又分散。正是这层动荡不定的大气，挡在我们面前，使得我们在看星星的时候，总觉得星星在闪烁，就像眨眼睛。

　　知识点：星、地球大气、翻腾、光、折射

　　为什么2月份通常只有28天

　　阳历的月份分大月和小月，大月31天，小月30天。可是唯独2月份却只有28天，有的年份又是29天，这是为什么呢?

　　说来很可笑，这个规定是十分荒唐的。

　　公元前46年，罗马统帅儒略·凯撒着手制订阳历时，本来规定每年12个月，逢单是大月，31天；逢双是小月，30天。2月份逢双，也应该是30天。但这样算下来，1年就不是365大，而是366天了。所以必须设法在1年中扣去1天。

　　在哪一个月里扣去1天呢?

　　那时候，按照罗马习俗，许多判处死刑的犯人，都是在2月里执行的，所以人们认为这是一个不吉利的月份。既然1年里要扣去1天，那么在2月份里扣去1天，让这个不吉利的月份少1天好了。因此，2月份就成了29天。这就是儒略历。

　　后来，奥古斯都继儒略·凯撒做了罗马皇帝。奥古斯都发觉儒略·凯撒是7月份生的，7月份是大月，有31天。奥古斯都自己是8月份生的，8月份偏偏逢双是小月，只有30天。为了和儒略·凯撒表示同等的尊严，奥古斯都就决定把8月份也改为31天。同时把下半年的其他月份也改了，9月份和11月份，由原来是大月改为小月；10月份和12月份，由原来是小月改为大月。这样又多出来1天，怎么办呢?依旧从不吉利的2月份内扣掉。于是，2月份就只有28天了。

　　2000多年来，人们所以沿用这个不合理的规定，只是一种习惯罢了。世界各国研究历法的人，已经提出许多改进历法的方案，想把历法改得更合理些。

　　知识点：大月、小月、儒略历

　　为什么月亮会发生圆缺变化

　　我们看到的月亮，它的形状在一月里天天发生变化，有时像个圆盘，有时会缺一半，有时又像一把弯弯的镰刀。

　　月亮为什么会发生圆缺变化呢？

　　我们知道，月亮上围绕地球运行的一颗卫星，它既不发热，也不发光。在黑暗的宇宙空间里，月亮是靠反射太阳光，我们才能看到它。同时，月亮在绕地球运动的过程中，它和太阳、地球的相对位置不断发生变化。当它转到地球和太阳中间的时候，月亮正对着地球的那一面，一点也照不到太阳光，这时，我们就看不见它，这就是新月，叫做朔。

　　新月以后两三天，月亮沿着轨道慢慢地转过一个角度，它向着地球一面的边缘部分，逐渐被太阳光照亮，于是我们在天空中就看到一钩弯弯的月牙了。

　　这以后，月亮继续绕着地球旋转，它向着地球的这一面，照到太阳光部分一天比一天地多，于是，弯弯的月牙也就一天比一天“胖”了起来。等到第七八天，月亮向着地球的这一面有一半照到了太阳光，于是我们在晚上就看到半个月亮，这就是上弦月。

　　上弦月以后，月亮逐渐转到和太阳相对的一面去，这时它向着地球的这一面，越来越多地照到了太阳光，因此我们看到的月亮，也就一天比一天圆起来。等到月亮完全走到和太阳相对的一面时，也就是月亮向着地球的这一面全部照到太阳光的时候，我们就看到一个滚圆的月亮，这就是满月，叫做望。

　　满月以后，月亮向着地球的这一面，又有一部分慢慢地照不到太阳光了，于是我们看到月亮又开始渐渐地变“瘦”。满月以后七八天，在天空中又只能看到半个月亮了，这就是下弦月。

　　下弦月以后，月亮继续“瘦”下去。过了四五天，又只剩下弯弯的一钩了。之后，月亮慢慢地变得完全看不见，新月时期又开始了。

　　月亮圆缺的变化，是由于月亮绕着地球运动，它本身又不发光而反射太阳光的结果。

　　知识点：月亮、新月、朔、上弦月、满月、望、下弦月

　　为什么天上的星星有的亮有的暗

　　天上的星星，有的暗有的亮。我们知道，60瓦的电灯比同样20瓦的电灯亮，是因为它的发光能力强。那么，亮的星星是不是比暗的星星发光能力强呢?实际并非一定如此，决定星星亮度的除了它的发光能力，还有另一个原因，就是星星与我们距离的远近。一般来说，星星离我们越近，看上去就越亮。

　　以上是星星的视亮度，也就是看起来的亮度。视亮度用视星等来表示。我们看到的那些最亮的星一般都定为1等星，正常视力的人用肉眼能够勉强看到的最暗星定为6等星。天空中的亮星，可能真的是颗发光能力很强的恒星，但也可能只是因为它离我们特别近，才显得很亮。相反，有些暗星也不一定真暗，尽管它们要通过望远镜才能观测到，但它们的发光能力可能极强，只是由于距离我们太遥远，看起来就显得比较暗。

　　为了比较不同恒星的真实发光能力，应该把它们放在与我们距离相同的地方进行比较。这就像赛跑那样，必须站在同一条起跑线上同时起跑。根据国际规定，恒星的这条“起跑线”定为10秒差距，即32．62光年。规定恒星在这个标准距离处的亮度为它的绝对亮度，用绝对星等来表示。

　　运动员可以在同一条起跑线上起跑，恒星则无法都挪到10秒差距的距离处，所以，绝对星等都是计算出来的。

　　太阳的视亮度是绝对冠军，一旦把它放到比现在远206万多倍远的10秒差距处，它的绝对星等只有+4．8等。按视星等顺序排列的以下这5个天体，如果按绝对星等排列的话，则应该倒个个儿。

　　视星

　　绝对星等

　　太阳

　　-26.8

　　+4.8

　　天狼星（全天最亮的恒星）

　　+1.46

　　+1.4

　　织女星

　　+0.03

　　+0.6

　　北斗星

　　+2.0

　　-2.9

　　参宿星

　　+2.06

　　-7.0

　　知识点：视宽度、视星等、绝对亮度、绝对星等