前言

天文漫谈

简介

课程链接-中国大学MOOC

好评如潮,特别推荐!

课程导语

“冬季星空最璀璨!” 一门历经21载同学们都说很“炫”的课 ,一门懂你并与您一起徜徉天上街市的课,一门以绚丽天象为引导、没有晦涩公式却飘荡着神话传说和天籁之音、辉散着大自然本色魅力与宇宙诱惑的课,一门携您上知天文却充溢着“诗与远方”情怀与文艺范儿的课!

—— 课程团队

课程概述

从太阳系到宇宙的边缘,从仰望星空到聆听悠远古希腊神话故事。

本课程以瑰丽而引人入胜的天文现象,引出天文知识和古今中外文化艺术,使受众了解天文学基本理论、基本知识与方法,并感受自然之美、科学之魅,浸润于古今中外文化艺术的熏陶。

可作为文理各类受众皆宜的科学文化素质教育通识课程,也适合用于公众天文知识和相关文化普及与实践载体。

课程首先以古希腊神话为引导,携您认识四季星座、赏析相关天象;再以月亮故事讲述中外月亮文化、介绍有关月球的知识;开启从恢宏太阳与我们的家园地球到各大行星、小行星及彗星的太阳系之旅;然后飞出太阳系、进入缤纷百态之恒星世界;再由我们的银河系飞揽浩瀚的河外星系;最后回首人类对宇宙的上下求索之历程、探究宇宙起源与演化的奥秘。

其间,绚丽天象与中外传统文化交相辉映,科学史与科学方法论交梭穿插,相关文化艺术赏析、文学艺术描述失误辨析间或点缀,人类航天探索轨迹不断延伸......

授课目标

以瑰丽而引人入胜的天文现象,引出天文知识和古今中外文化艺术,使受众了解天文学基本理论、基本知识与方法,并感受自然之美、科学之魅,浸润于古今中外文化艺术的熏陶。

预备知识

(无要求)

老少皆宜!

问题1:这课咋样?

【评价】这课很好玩、忒炫!

问题2:咱普罗大众,我初中生,俺文科脑袋...,我可是零基础啊!可以学懂吗?

【解答】这课很通俗的,男女老少统统皆宜!~这是经过好几期的检验、学友的反响验证过了的。为什么?因为本课程采用以现象文化引出知识的组织方式和模块化结构,从大家“看得见”的天象出发,天文知识那讲解很形象,涉及到的数理化基础知识都会有浅显的解释,更有好多古今中外文化!

参考资料

赵江南 编著. 宇宙新概念. 武汉大学出版社:2021年2月第4版

刘学富 主编. 基础天文学. 高等教育出版社:2005年2月第1版

李良 编著. 星座趣谈. 人民邮电出版社:2012年11月第1版

王思潮 主编.天文爱好者新观测手册.南京出版社:2011年12月第1版

(加)特伦斯.迪金森 著,谢懿 译. 夜观星空—天文观测实践指南. 北京科技出版社:2012年9月第1版

(美)迈克尔.E.白凯奇 著, 李元,马星垣,齐锐,曹军 等译. 剑桥天文爱好者指南

(美)约翰.巴利,(美)波.瑞普斯 著,萧耐园 译.恒星与行星的诞生. 湖南科学技术出版社

(英)史蒂芬.霍金 著,许明贤,吴忠超 译. 时间简史. 湖南科学技术出版社:2012年1月第一版

中国科普博览网(https://www.kepu.net.cn/)

National Aeronautics and Space Administration(NASA)官方网站(https://www.nasa.gov/)

Stellarium(软件,官方网站:https://stellarium.org/)

注:本课程还自互联网公开资源引用了诸多数据、图片、动画、视频、音频等资料及素材,谨向原作者及提供者深表谢意!

习题答案链接

https://www.cnblogs.com/flyingsir/p/13722634.html

第一章 序—天上的街市

宇宙

四方上下曰宇,往古来今曰宙。——战国 尸佼《尸子》

天文单位

光年

绝对星等

视星等

一等星比六等星亮 100 倍。

附录星座及亮星名对照表

来源: https://www.astro-init.top/index.php

星座

中文拉丁缩写拉丁名所有格大致赤经R.A.[h]大致赤纬Dec.[°]
仙女座AndAndromedaAndromedae1+40
唧筒座AntAntilaAntliae10-35
天燕座ApsApusApodis16-75
宝瓶座AqrAquariusAquilae23-15
天鹰座AqlAquilaAquatii20+5
天坛座AraAraArae17-55
白羊座AriAriesArietis3+20
御夫座AurAurigaAurigae6+40
牧夫座BooBoötisBoötis15+30
雕具座CaeCaelumCaeli5-40
鹿豹座CamCamelopardalisCamelopardalis6+70
巨蟹座CncCancerCancri9+20
猎犬座CVnCanes VenaticiCanum Venaticorum13+40
大犬座CMaCanis MajorCanis Majoris7-20
小犬座CMiCanis MinorCanis Minioris8+5
摩羯座CapCapricornusCapricorni21-20
船底座CarCarinaCarinae9-60
仙后座CasCassiopeiaCassiopeiae1+60
半人马座CenCentaurusCentauri13-50
仙王座CepCepheusCephei22+70
鲸鱼座CetCetusCeti2-10
蝘蜓座ChaChamaeleonChamaeleontis11-80
圆规座CirCircusCircini15-60
天鸽座ColColumbaColumbae6-35
后发座ComComa BerenicesComae Berenices13+20
南冕座CrACorona AustralisCoronae Australis19-40
北冕座CrBCorona BorealisCoronae Borealis16+30
乌鸦座CrvCorvusCorvi12-20
巨爵座CrtCraterCrateris11-15
南十字座CruCruxCrucis12-60
天鹅座CygCygnusCygni21+40
海豚座DelDelphinusDelphini21+10
剑鱼座DorDoradoDoradus5-65
天龙座DraDracoDraconis17+65
小马座EquEquuleusEquulei21+10
波江座EriEridanusEridani3-20
天炉座ForFornaxFornacis3-30
双子座GemGeminiGeminorum7+20
天鹤座GruGrusGruis22-45
武仙座HerHerculesHerculis17+30
时钟座HorHorologiumHorologii3-60
长蛇座HyaHydraHydrae10-20
水蛇座HyiHydrusHydri2-75
印第安座IndIndusIndi21-55
蝎虎座LacLacertaLacerate22+45
狮子座LeoLeoLeonis11+15
小狮座LMiLeo MinorLeonis Minoris10+35
天兔座LepLepusLeporis6-20
天秤座LibLibraLibrae15-15
豺狼座LupLupusLupi15-45
天猫座LynLynxLyncis8+45
天琴座LyrLyraLyrae19+40
山案座MenMensaMensae5-80
显微镜座MicMicroscopiumMicroscopii21-35
麒麟座MonMonocerosMonocerotis7-5
苍蝇座MusMuscaMuscae12-70
矩尺座NorNormaNormae16-50
南极座OctOctansOctantis22-85
蛇夫座OphOphiuchusOphiuchi170
猎户座OriOrionOrionis5+5
孔雀座PavPavoPavonis20-65
飞马座PegPegasusPegasi22+20
英仙座PerPerseusPersei3+45
凤凰座PhePhoenixPhoenicis1-50
绘架座PicPictorPictoris6-55
双鱼座PscPiscesPiscium1+15
南鱼座PsAPiscis AustrinusPiscis Austrini22-30
船尾座PupPuppisPuppis8-40
罗盘座PyxPyxisPyxidis9-30
网罟座RetReticulumReticuli4-60
天箭座SgeSagittaSagittae20+10
人马座SgrSagittariusSagittarii19-25
天蝎座ScoScorpiusScorpii17-40
玉夫座SclSculptorSculptoris0-30
盾牌座SctScutumScuti19-10
巨蛇座SerSerpensSerpentis170
六分仪座SexSextansSextanis100
金牛座TauTaurusTauri4+15
望远镜座TelTelescopiumTelescopi19-50
三角座TriTriangulumTrianguli2+30
南三角座TrATriangulum AustraleTrianguli Australis16-65
杜鹃座TucTucanaTucanae0-65
大熊座UMaUrsa MajorUrsae Majoris11+50
小熊座UMiUrsa MinorUrsae Minoris15+70
船帆座VelVelaVelorum9-50
室女座VirVirgoVirginis130
飞鱼座VolVolansVolantis8-70
狐狸座VulVulpeculaVulpeculae20+25

星名

中文名拜耳名英文名赤经α(J2000)赤纬δ(J2000)mVB-V光谱型距离(ly)*备注
天狼α CMaSirius6h45m.2-16°43′-1.46A18.6
老人α CarCanopus6h24m.0-52°42′-0.72F0300
南门二α CenArcturus14h39m.5-60°50′-0.27G24.39
大角α BooRigel Kentaurus14h15m.6+19°11′-0.04K236.7
织女一α LyrVega18h36m.9+38°47′0.03A025.3
五车二α AurCapella5h16m.7+46°0′0.08G842
参宿七β OriRigel5h14m.5-8°12′0.12B8770
南河三α CMiProcyon7h30m.3+5°14′0.38F511.4
参宿四α OriBetelgeuse5h55m.2+7°24′0.06~0.75M2430
水委一α EriAchernar1h37m.7-57°14′0.46B5144
马腹一β CenHadar14h03m.8-60°22′0.61B1525
河鼓二α AqlAltair19h50m.8+8°52′0.77A116.8
十字架二α CruAcrux12h26m.6-63°06′0.85B265
毕宿五α TauAldebaran4h35m.9+16°31′0.85K5320
角宿一α VirSpica13h25m.2-11°10′0.98B1600
心宿二α ScoAntares16h29m.4-26°26′0.94M1270
北河三β GemPollux7h45m.3+28°02′1.14K034
北落师门α PsAFomalhaut22h57m.6-29°37′1.16A325
天津四α CygDeneb20h41m.4+45°17′1.25A23200
十字架三β CruMimosa12h47m.7-59°41′1.25B0350
轩辕十四α LeoRegulus10h08m.4+11°58′1.25B778

第一章测试题

第二章 仰望星空—星座故事

2.1.1【斗转星移】 北斗星与大熊座

这节课介绍了北斗星与大熊座的故事。北斗星是夜空中非常显眼的星座,它在夜晚会随着时间转动,带动其他星座一起转动,形成了斗转星移的景象。北斗星属于大熊座,而大熊座有一个凄婉的古希腊神话故事,讲述了美丽的仙女卡莉斯托被赫拉变成一头大熊的故事。

北斗星在中国古代被分为魁和杓两部分,魁代表文曲星,而杓则指向南方。通过观察北斗星的位置和指向,可以判断季节。北斗星的显眼地位使得它被称为帝车,代表着帝王之势。

《鹖冠子》言:“斗属柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬。斗柄运于上,事立于下;斗柄指一方,四塞俱成,此道之用法也。”

那么为什么北斗七星斗柄在不同季节时指向不同呢?《鹖冠子》这里指的其实是北斗星斗柄,在春分、夏至、秋分、冬至四个节气时候初昏的指向,恰好指向东南西北四方。但是由于岁差的存在,使得每1000年角度差有15°。道教的天罡口诀,也因为这个有了很大误差。我们现在基本上是在10点多左右,即古代的子时才能看到四节时期斗柄指向四方了,古代之所以初昏是因为这个时候是观测星象最好的时间,且恰好斗柄所指为东南西北。

为什么看北斗七星斗柄指向可以判断季节?

最后,视频提到了北斗星在澳大利亚旅游游记中的描述,但是描述中却出现了北斗星出现在南极的错误。

2.1.2【斗转星移】 北极星与小熊座

北极星(勾陈一)

这节课讲述了北斗七星和大熊座的故事,以及如何通过北斗七星找到北极星。北极星在古希腊神话中属于小熊座,与美丽的仙女卡莉斯托有关。故事讲述了卡莉斯托变成大熊后与儿子阿卡斯的相遇。北极星和小熊座的故事讲述了它们的不分离和大熊对小熊的爱护。

此外,还介绍了北极星的高度角与地球纬度的关系,以及恒星的视运动和星轨照片的拍摄技巧。

2..2.1【明星璀璨-冬夜星空】三星高照-猎户座

这节课介绍了冬夜星空中的猎户座,以及与猎户座相关的古希腊神话故事。冬夜星空中的猎户座是最明显的星座之一,它由几颗明亮的星星组成,形状像一只风筝。根据古希腊神话,猎户座是海神波塞冬的儿子奥赖温,他打动了月亮女神阿尔忒弥斯的心。然而,太阳神赫利俄斯不满意他们的关系,于是阿波罗给阿尔忒弥斯出了一个难题,要她射中海面上的一个黑点,实际上是奥赖温。阿尔忒弥斯射中了黑点,却发现射中的是奥赖温,非常悲痛。宙斯为了解决这个问题,将奥赖温和蝎子升上天空,分别成为猎户座和天蝎座。

猎户座在中国文化中也有所涉及,被称为参宿,与夏夜的天蝎座相对应。参宿三星也象征着新年的到来,非常吉祥。

三星:原指明亮而接近的三颗星。立春时节,在正南方夜空,有三颗星距离相近,连成一条直线,那就是参宿一、参宿二和参宿三,民间将其称为“福星、禄星、寿星”。“三星”也指福星、禄星、寿星三个神仙。 出处:《诗经·唐风·绸缪》:“绸缪束薪,三星在天。”

《赠卫八处士》——杜甫

人生不相见,动如参与商
今夕复何夕,共此灯烛光。
少壮能几时,鬓发各已苍。
访旧半为鬼,惊呼热中肠。
焉知二十载,重上君子堂。
昔别君未婚,儿女忽成行。
怡然敬父执,问我来何方。
问答乃未已,驱儿罗酒浆。(乃未已 一作:未及已;驱儿 一作:儿女)
夜雨剪春韭,新炊间黄粱。
主称会面难,一举累十觞。
十觞亦不醉,感子故意长。
明日隔山岳,世事两茫茫。

参商二星,其出没不相见;牛女两宿,惟七夕一相逢。——《幼学琼林》

在这节课中,我们学习了关于猎户座的相关天象。猎户座最显眼的是参宿四,它发出火红色的光芒,说明它的温度比太阳低。我们还学习了恒星的颜色与温度之间的关系,可以通过发光的颜色或波长来判断恒星的温度。

此外,我们还了解了星云的知识,星云是由星际空间的气体和尘埃组成的。猎户座星云是一种亮星云,其中的反射星云发出蓝光,而发射星云发出玫瑰红色的光芒。

最后,我们还介绍了猎户座的暗星云,它是黑色的,不发光,但可以显影出来。

2.2.2 【明星璀璨-冬夜星空】天狼星与大犬座及冬季大三角

在这节课中,我们学习了冬夜星空中的天狼星与大犬座以及冬季大三角。天狼星是夜空中最亮的恒星,属于大犬座,被古埃及人视作神明,并且根据天狼星的升起时间制定了最早的阳历。在中国文化中,天狼星也被引用为凶恶的敌人的象征。

此外,我们还认识了小犬座和冬季大三角,它们都与猎人奥赖温的猎犬有关。

2.2.3 【明星璀璨-冬夜星空】金牛座与七姊妹星

这节课主要讲述了金牛座与七姊妹星的故事。故事中,国王偷换了海神送给他的牛,导致海神生了一个牛头人身的怪物。为了除掉怪物,雅典少年英雄忒修斯自愿参加了征召童男童女的行动,并成功杀死了怪物。他们通过阿里阿德涅给的线团找到了出迷宫的路。最后,牛头人身怪被升上天空,成为了金牛座。此外,还介绍了昴星团和七姊妹星的由来。昴星团在中国古代被称为七簇星,而在西方被称为七姊妹星,因为它们形成了七只白鸽向天上飞的情景。

2.2.4 【明星璀璨-冬夜星空】太阳金车-御夫座

在这节课中,我们学习了冬夜星空中的太阳金车-御夫座。御夫座是由五颗星组成的五边形,也被称为五车。

在西方的星座中,御夫座涉及太阳神之子阿尔同驾驶金车的故事。阿尔同是太阳神阿波罗的儿子,为了证明自己的身份,他请求阿波罗让他驾驶太阳金车一天。尽管阿波罗警告他这是危险的,但阿尔同坚持要驾驶。结果,他失去了控制,太阳金车在天空中狂奔,造成了一系列灾难。最终,阿波罗将他和金车打落到波江里。为了感谢阿尔同的勇气,众神将他升上天空,成为御夫座。

相关星座:天鹅座、波江座

五车、三柱

御夫座中的柱一是一颗特殊的变星,由两颗星组成,其亮度会发生变化。这类变星被称为食变星。

御夫座距离我们约1200光年,其中亮的星直径相当于8倍太阳,暗的星直径相当于300倍太阳。冬夜星空中还有许多其他值得欣赏的星座。

2.3.1【河东狮吼-春夜星空】狮子座与流星雨

这节课介绍了狮子座与流星雨的相关知识。狮子座是春夜星空的代表,它的神话故事涉及大英雄赫剌克勒斯。赫剌克勒斯打死了一头狮子,被尊为大英雄,并被升上天空成为狮子座。

相关星座:武仙座

狮子座每年11月中旬会有狮子座流星雨,这是由坦普尔-特塔尔彗星撒下的碎屑进入地球大气层燃烧形成的。

狮子座流星雨非常壮观,早在古代中国就有记录。

西元902年:中国(晚唐时期)首次记录狮子座流星暴。

流星雨的轨迹看起来会聚到狮子座,这是透视的原理造成的。

2.3.2 【河东狮吼-春夜星空】春夜明灯-牧夫座

在这节课中,我们继续仰望春夜星空,学习了牧夫座的相关知识。通过北斗星的斗柄指向,我们可以找到一颗明亮的星,它被称为大角星,发出金黄色的光芒,非常漂亮。大角星和其他五颗星搭建成了一个形状,看起来像一只风筝或孔明灯。牧夫座的形象就是一个牧人,与古希腊神话故事中的大熊座有关。大角星是牧夫座最值得欣赏的一颗星,它的温度比太阳低,是全天第四亮的星,距离我们35光年。在春夜里,我们应该欣赏这迷人的春夜明灯。

2.3.3 【河东狮吼-春夜星空】农神女儿-室女座

这节课介绍了室女座的故事。室女座是一个可爱的少女,是农神的女儿珀耳塞福涅。珀耳塞福涅被冥王哈德斯抢走,农神急于寻找女儿。最后,冥王同意让珀耳塞福涅每年回家一次,所以每到夏天,农神心里充满了希望和盼望。然而,当珀耳塞福涅回到冥府后,农神的心情逐渐黯淡,万物开始凋零。直到春天,农神的心里又充满了希望。

室女座,拉丁语virgo,日语是乙女座,港台转译为处女座。中国天文学会的正式译名,是室女座。

2.3.4 【河东狮吼-春夜星空】双子座、乌鸦座、长蛇座

视频中介绍了双子座的来历,讲述了斯巴达王妃丽达和宙斯的故事,他们生下了一对孪生兄妹波洛克斯和海伦,后者引发了特洛伊战争。接着,视频介绍了长蛇座,这是夜空中最长的星座,身上还背着一只巨爵。最后,视频提到了乌鸦座,讲述了乌鸦因为撒谎被宙斯惩罚,变成了乌漆巴黑的不受喜欢的鸟。视频建议我们在春季的夜晚欣赏这些星座,还提到了春夜星空中其他值得一看的星座。

2.4.1【七夕夜话-夏夜星空】七月流火-天蝎座

这节课介绍了七月流火和天蝎座的故事。

七月流火是指大火星在夏历七月逐渐向西方沉下去的现象,预示着天气即将转凉。天蝎座是一个由心宿三星组成的星座,其中心宿二是一颗火红色的亮星,又称为大火星。在中国古代,人们对大火星的位置变化很重视,甚至安排了专门观测大火星的官职。大火星的位置变化可以用来判断季节,还产生了一个历法叫做大火历。

这节课主要讲述了唐朝诗人杜甫的一首诗《七夕夜话-夏夜星空》以及与之相关的古希腊神话故事。杜甫的诗表达了人生聚少离多的感慨,而古希腊神话中的猎户座和天蝎座则是因为仇恨而被分开的。这两个星座在天上也不相容,猎户座追着天蝎座满世界跑。这种生和伤的难得相见的意境在中西方文化中都有类似的表达。天蝎座是一颗红巨星,位于夏夜的南方低空,适合拍照。它的附近是银河系的中央方向。

《赠卫八处士》——杜甫

人生不相见,动如参与商
今夕复何夕,共此灯烛光。
少壮能几时,鬓发各已苍。
访旧半为鬼,惊呼热中肠。
焉知二十载,重上君子堂。
昔别君未婚,儿女忽成行。
怡然敬父执,问我来何方。
问答乃未已,驱儿罗酒浆。(乃未已 一作:未及已;驱儿 一作:儿女)
夜雨剪春韭,新炊间黄粱。
主称会面难,一举累十觞。
十觞亦不醉,感子故意长。
明日隔山岳,世事两茫茫。

参商二星,其出没不相见;牛女两宿,惟七夕一相逢。——《幼学琼林》

形若参商:难以相见或是有仇

意见参商:意见不相容

2.4.2【七夕夜话-夏夜星空】牛郎织女-天鹰座与天琴座

这节课主要讲述了牛郎织女的故事以及与天鹰座和天琴座的关系。牛郎是一位善良勤劳的好青年,但是娶不起媳妇,只有一头老牛陪伴。老牛告诉牛郎一个方法,让他去瑶池边上等待仙女下凡沐浴,然后抢走织女的红衣服,要求她嫁给牛郎。织女答应了,他们结为夫妻,过上了幸福的生活。然而,王母娘娘得知此事后,派天兵天将将织女带回天宫,牛郎用牛皮飞上天庭,但被天河隔开。每年七夕之夜,牛郎织女通过鹊桥相会一次。牛郎织女的星座分别是天鹰座和天琴座,织女星是全天第五亮星,距离我们26光年。

在这节课中,我们学习了关于牛郎织女、天鹰座和天琴座的古希腊神话传说。牛郎星属于天鹰座,而织女星属于天琴座。牛郎星的传说与宙斯和他的众神推翻他的父亲的故事有关。宙斯让自己的女儿赫柏担任宝瓶侍者,后来赫柏嫁给了赫剌克勒斯,所以宝瓶侍者的角色就空缺了。宙斯化身为老鹰,抓走了王子甘尼美提斯,并让他担任宝瓶侍者。宙斯自己也升上了天,成为了天鹰座,而甘尼美提斯用的水瓶也升上了天,成为了宝瓶座(水瓶座)。织女星属于天琴座,她是阿波罗之子琴手俄耳甫斯的竖琴的主人。俄耳甫斯曾经到冥府找回自己的妻子欧律狄克,但因为违反了规定,他失去了妻子。最后,宙斯把俄耳甫斯的竖琴升上了天,成为了天琴座,让他的琴声永远在天上回响。

2.4.3 【七夕夜话-夏夜星空】天津横河-天鹅座

在这节课中,我们学习了关于天津横河和天鹅座的故事。牛郎星和织女星是隔河相望的,每年只能在七夕之夜才能相见。然而,他们不知道在天河上游有一座天然的桥梁,称为天津,可以让他们随时相会。在天津的上游,有一颗明亮的星星,天津四,与牛郎星和织女星一起形成夏季大三角。

天津四和其他几颗星星一起构成了天鹅座,它是一只翱翔于天河之上的天鹅。天鹅座的古希腊神话故事涉及太阳神之子阿尔同和他的好朋友赛格纳斯。天津九星横河中的九颗星与天鹅座的九颗星对应。天津四是天鹅座中最明显的星星,它距离我们很远,发出青白色的光芒。

在天津四附近有一片黑色的区域,被称为煤袋暗星云,其中可能存在恒星诞生的迹象。

天文学家还发现了一个强烈的x射线源,被认为是黑洞。

天鹅座是夏季夜空中的一个重要星座。

2.4.4 【七夕夜话-夏夜星空】人间英雄-武仙座

本课介绍了武仙座的故事和特点。武仙座是由几颗星搭成一个孔武有力的壮汉形象,代表了古希腊神话中的英雄赫拉克勒斯。赫拉克勒斯是人间大英雄,打败了危害百姓的狮子和九头蛇怪海德拉。九头蛇怪的毒液成为了赫拉克勒斯的武器。武仙座最著名的天象是武仙座球状星团,直径150光年,包含几十万到上百万颗恒星,距离我们2.5万光年。球状星团属于银河系早期留下的星团,历史悠久。

此外,还介绍了星团的两大类别,即球状星团和稀疏星团。

夏季大三角在夏末时最显眼,此时可以观察到牵牛织女星。

2.5.1 【王族传说-秋夜星空】英雄救美-王族星座传说

银河斜挂、飞马当空

在这节课中,我们学习了关于秋季星空的王族星座传说。视频中提到了秋季四边形,它由四颗星星组成,属于仙女座。我们还了解到了英雄帕修斯的故事,他是宙斯的儿子,奉命去取女妖美杜莎的头颅。帕修斯成功地用盾牌将美杜莎的影像反射给海怪,将其变成了礁石,拯救了公主安德洛美达和王国。为了平息海神波塞冬的不满,宙斯将海怪和帕修斯升上了天空,分别变成了鲸鱼座和英仙座。同时,安德洛美达、国王和王后也被升上了天空,变成了仙女座、仙王座和仙后座。这些故事构成了秋夜星空中的王族星座传说。

2.5.2 【王族传说-秋夜星空】英雄公主-英仙座与仙女座

在这节课中,我们学习了关于英仙座和仙女座的内容。英仙座代表着英雄帕修斯,而仙女座代表着公主安德洛美达。我们了解到英仙座在秋夜的星空中的位置,以及它的特点,如英雄帕修斯所提拎的美杜莎的脑袋。我们还学习了英仙座中的变星大陵五,它的亮度会随时间变化。

此外,我们还了解到英仙座流星雨的形成原因,以及仙女座附近的著名天象仙女座星云。仙女座星云实际上是一个由很多恒星组成的星系,离我们仅有2百万光年的距离。这节课让我们更深入地了解了英仙座和仙女座的故事和特点。

2.5.3 【王族传说-秋夜星空】仙王座与仙后座

在这节课中,我们学习了关于仙王座和仙后座的知识。仙后座是一个呈W形状的星座,可以用来找到北极星。而仙王座是由五颗星搭建成的五边形,其中的α星被称为天钩五,将来会成为北极星。我们还了解到地球的自转轴会发生进动,导致北极星的变化。

此外,我们还学习了仙王座的δ星,它是一颗变光星,变光周期大约为5天。这类变星被称为脉动变星,通过测量它们的变光周期和发光能力,我们可以推测它们的距离。

仙王座和仙后座是秋夜星空中比较显眼的星座,了解它们的知识对我们观测星空有很大帮助。

2.5.4 【王族传说-秋夜星空】众神窘态-摩羯座南鱼座双鱼座

在这节课中,我们继续仰望秋夜的星空,学习了摩羯座、南鱼座和双鱼座的故事。摩羯座是牧神潘恩变成的半羊半鱼的形象,而南鱼座是爱神阿佛洛狄特变成的鱼的形象。双鱼座则是阿佛洛狄特和她的儿子厄洛斯一起变成的两条鱼。这些形象都是众神在宙斯推翻他的父亲后变成的。

我们还了解到北落师门是一颗明亮的星,属于摩羯座的一部分。

此外,我们还了解到北落师门周围可能存在行星,并且双鱼座是黄道星座中的一个重要星座。在秋天的夜晚,我们可以静静地观赏这些充满神话传说的星座。

北落师门,毕宿五,心宿二,轩辕十四称为四大王星

第二章测试题

错题序号:10、11、20、21

第三章 月球故事

3.1.1 【月亮之上】月亮文化

这节课主要讲述了月亮文化的相关内容。月亮是离我们最近的天体,也是夜空中最明显的天象。月亮之上有许多有趣的故事和知识,比如月相的变化和月亮的别称婵娟。在中国文化中,嫦娥奔月的故事最为著名,讲述了后羿的妻子嫦娥吃下仙药后升天的故事。此外,还有吴刚伐桂和玉兔捣药的传说。在西方文化中,月亮女神的名字是狄雅娜或阿尔忒弥斯。总的来说,月亮文化是一个丰富多彩的主题,让我们一起探索月亮的奥秘。

酉阳杂俎·太阴之秘·吴刚为何不屑嫦娥

今「吴刚伐桂」可查最早出处,正是《酉阳杂俎·天咫卷》。原文只两句话:

旧言月中有桂,有蟾蜍,故异书言月桂高五百丈,下有一人常斫之,树创随合。人姓吴名刚,西河人,学仙有过,谪令伐树。

月上有桂树,高五百丈。桂树下,一人运斤斫砍,时刻不停。但他每砍一斧,树上创口随之愈合——砍得越快,创口愈合的也越快,于是他永远无法将那斧痕加深分毫。

《淮南子》原文只有“羿请不死之药于西王母,姮娥窃以奔月,怅然有丧,无以续之”一句,指出不死药是羿求取于西王母,被嫦娥偷吃。

除吴刚外,月上还有头蟾蜍。月亮也叫「蟾宫」,旧赞举子高中夺魁,常说「蟾宫折桂」,以蟾蜍为月亮代称,可见这头蟾蜍名声响亮,因为它大有来头,按照最早的说法,这蟾蜍其实就是……嫦娥。

1993年出土于湖北江陵王家台的秦简《归藏》,有今可查最早的嫦娥奔月故事:“昔者恒我(姮娥)窃毋死之药于西王母,服之以(奔)月……恒我遂托身于月,是为蟾蠩。”嫦娥偷了西王母的不死药,奔月后,化成蟾蜍。东汉张衡的《灵宪》也持该说法,直接击碎了关于广寒仙子的幻想。或猜测因她偷吃不死药,被罚变作丑恶的蟾蜍,在月亮上捣药不息。

3.1.2 【月亮之上】月球概貌

这节课介绍了月球的基本情况。月球离地球平均距离为38万千米,往返的无线电波或激光信号需要2.5秒。如果乘坐喷气式客机飞行,单程需要19天;骑车连续骑下去需要3年;走路单程需要9年。月球的直径相当于地球的3/10,体积不到地球的1/50,质量只相当于地球的1/80。月球没有大气层,温度差别很大,正午可以高达127度,夜晚可以降到零下183度。月球绕地球公转的周期为27又1/3天,自转周期和公转周期相等,所以永远以同一面对着地球。月球的结构分为月壳、月幔和月核,月球上的地貌有月海(其实是盆地)和月陆,还有环形山、山脉和辐射纹等特征。

3.1.3 【月亮之上】月球运动与月相

这节课主要讲解了月球运动和月相的知识。月球绕地球的公转周期为27又1/3天,而月亮的阴晴圆缺的朔望周期为29天半。月亮每天升起的时间会延迟约50分钟。月相的成因取决于月球被太阳照亮的那一面对着地球的程度。当月球处于朔的位置时,我们看不到月亮;当月球被太阳照亮的一部分露出来时,我们看到的是一轮弯月;到了满月时,我们看到的是整个被太阳照亮的一面;之后月亮又逐渐亏损。

月相和农历的日期是对应的,比如朔对应农历的卅,满月对应农历的十五和十六。

通过观察月相,我们可以辨别方位和估计时间。

3.2.1 【月色诱惑】晴空上映“天狗食日”-日食

这节课主要讲解了日食的现象和成因。日食是当月球走到太阳和地球之间,形成一条直线时,月球的影子会投射到地球上,遮挡部分或全部的太阳。日全食是太阳完全被遮挡,形成一个月牙状的日影;日偏食是太阳被部分遮挡;日环食是太阳周围留下一个环状的光圈。

日食只会在夏历卅到初一之间的朔日发生。

日食的发生与地球和太阳的距离有关,日环食更容易在近日点发生,而近日点大约在1月份,所以冬季是观赏日环食的最佳时机。

3.2.2 【月色诱惑】月夜皮影戏-月食

在这节课中,我们学习了关于月食的知识。月食是指当月球、太阳和地球成一条直线时,地球的影子投射到月球表面,使月亮变暗的现象。与日食不同,月食发生时半个地球都能够看到。

最著名的月食现象是红月亮,当月全食时,月亮并不完全黑暗,而是发出古铜色的光辉。这是因为地球大气层对太阳光的散射作用,使红色光芒容易穿透大气并映照在月球表面。观赏月食时,我们不要错过这个值得一看的红月亮现象。

3.2.3 【月色诱惑】月色对大海的诱惑-潮汐

这节课主要讲解了潮汐的成因和特点。潮汐是大海涨落的现象,与月亮和太阳的引力有关。

月亮的引潮效应比太阳更明显,因为月球离地球更近。潮汐的强度与月相有关,朔和望时潮汐最大。

此外,潮汐还可能对地壳和岩层产生影响,甚至引发地震。地球的自转速度会受到月球的引潮力影响而变慢,有可能与月球的公转周期趋于一致。

当地球的自转周期和月球的公转周期一致时,月球将成为地球的同步卫星。这将带来月色的诱惑。

第三章测试题

错题序号:4

第四章太阳系之旅

4.1太阳系纵览

本视频介绍了太阳系的概况和行星的特点。太阳系由太阳和八大行星组成,从近到远分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。冥王星被归为矮行星。

行星的轨道是椭圆形,太阳位于椭圆的一个焦点上。行星的公转速度和离太阳的距离有关,离太阳越近,公转速度越快。开普勒行星运动三定律总结了行星运动的规律,其中第一定律指出行星轨道是椭圆形,第二定律指出行星在运动过程中扫过的面积相等,第三定律指出行星离太阳越远,公转周期越长。牛顿的万有引力定律解释了这些规律。

本课介绍了行星的视运动。地内行星只能在太阳附近的一定范围内行走,所以只能在日出前的东方低空或者日落后的西方短时间内见到。

地外行星则可以在夜空中的任意位置见到,观测条件最好的时候是冲日时,此时地外行星离地球最近,整晚上都可以见到。

行星的视运动包括顺行和逆行,顺行是自西向东地行走,逆行是反过来的。此外,还介绍了大距、东大距、西大距等名词的含义。最后,强调了太阳系的伟大和人类对太阳系的探索。

4.2恢弘太阳

太阳是太阳系的主人,也是一颗典型的恒星。太阳的质量和体积庞大,质量是地球的33万倍,占太阳系总质量的99.8%。太阳是气态星球,自转周期在不同地区有所差异。太阳的表面温度接近6000度,年龄已经超过40亿年。太阳的化学成分主要是氢和少量的氦,通过光谱分析可以了解太阳的化学成分。

太阳的能量来源于氢的核聚变,能量通过辐射层传导出来。太阳的内结构包括核心区、辐射区和对流区,外结构包括光球层、色球层和日冕。日冕的高温形成的原因尚不完全清楚。

太阳的活动主要发生在光球层和色球层上。光球层上的活动包括米粒组织,由光球层下层的气体通过对流升上来形成,温度较高,寿命较短。太阳黑子是光球层表面的暗区,温度较低,寿命几天到几周,常成群出现。黑子是太阳磁场局部增强形成的,会阻碍光球层下层的对流。太阳活动周期表征太阳黑子的多少和规模的大小,最著名的周期是11年。

太阳活动还包括日珥和耀斑,日珥是太阳几何尺度最大的活动,耀斑是能量爆发最猛烈的活动。太阳活动会产生太阳风,带电粒子刮遍整个太阳系,到达地球时会形成极光。极光在中国古代被视为吉兆或凶兆,预示着战乱和天灾。

4.3我们的家园-地球

这节课主要介绍了地球的来源和结构。在中国古代,有盘古开天地的说法,而在西方则有大地之母创造大地的说法。地球的基本数据包括离太阳的平均距离、密度、公转周期和自转周期等。

地球的形状最初被认为是平的,后来发展为圆形的假设。地球的结构分为外圈和内圈,外圈包括岩石圈和大气圈,而内圈包括地幔和地核。大气圈有五层楼结构,包括对流层、平流层和热层等。地核由外层的液态圈和内核的固态组成。地球的磁场可能是由地核液态圈中带电粒子形成的涡流产生的。此外,地球的磁层也受到太阳风的影响,形成了不对称的形态。

这节课主要讲解了地球的自转和公转。地球的自转周期为23小时56分(恒星日),而一个昼夜的时长是24小时(太阳日)。这是因为地球的自转周期是相对于宇宙的某一方向来衡量的,而一个昼夜是相对于太阳来说的。

地球的公转则是围绕太阳运动,形成了黄道十二宫。每个星座都与太阳在一起的时间段不同,所以人们的星座也会根据出生日期来确定。通过这些知识,我们可以更好地欣赏黄道十二星座。

4.4 众神信使-水星

本课程介绍了太阳系中离太阳最近的行星——水星。由于水星离太阳最近,所以只能在傍晚和清晨的短暂时间内观测到。

水星的公转速度很快,所以它在天空中的位置变化很快。水星的最大张角为27度,观测时间最长不超过2个小时。

水星的表面温度差异很大,白天达到摄氏430度,夜晚降至零下173度。水星的大气非常稀薄且不稳定,主要由太阳风补充。水星的轨道形态是最扁的,离太阳最近的时候,看起来只有近日点的一半大小。水星的自转周期精确地等于公转周期的2/3,导致水星的一个昼夜非常漫长,相当于地球的半年时间。

水星的地貌类似于月球,表面密布着环形山。水星的结构类似于地球,但密度较高,内部核的占比达到了整个水星质量的2/3。水星的自转方向和公转方向一致,导致一个昼夜相当于两倍的公转周期。水星可以发生凌日现象,遮挡太阳的面积较小。

4.5 爱神启明-金星

本视频介绍了金星的基本信息和特点。金星是离太阳第二近的行星,是夜空中最亮的星星,亮度达到-4.7等。它闪耀着金黄色的光芒,被称为爱神启明星。

金星的轨道相当圆,个头和地球差不多,但自转是倒行逆施的,自转周期长达243个地球天。金星的温度高达460-480度,有浓厚的二氧化碳大气,气压高达90个大气压。金星的表面被浓密的云层所遮盖,含有硫酸,没有磁场和液态水。

金星的探索主要由美国和前苏联进行,最著名的是美国的麦哲伦号探测器,通过合成孔径雷达对金星进行测绘。金星还有逆向自转和凌日现象,金星凌日观测对测量太阳-地球距离具有重要意义。下一次金星凌日将在2117年和2125年。

4.6 战神荧惑-火星

本课介绍了火星的基本信息和特点。火星的中文名为荧惑,在西方被称为战神玛尔斯。火星的轨道比较扁,当火星和地球处于一条直线上时,称为大冲,观测条件最好。

火星的表面富含红色的氧化铁,因此呈现出红色的光芒。火星每年都会刮起沙尘暴,规模比地球上的沙尘暴大得多。火星上有两个卫星,它们的自转周期和公转周期都是一样的,因此永远以一面对着火星。火星上的极冠是由二氧化碳冰形成的,随着季节的变化而变化。

火星有火卫一、火卫二两颗卫星。

目前还没有发现火星上有生命的迹象,但人类正在准备载人飞行到火星并建立适应人类生存的小世界。

4.7王者岁星-木星

木星是太阳系中最大的行星,被称为行星之王。它在夜空中的亮度仅次于金星,最大亮度可达负3等。木星的公转周期长达12年,走得比较缓慢,但又不像土星那样缓慢。在中国,木星被称为岁星,它对应着十二地支中的丑。岁星在中国古代被认为是纪年纪岁的象征。

木星的表面温度很低,达到零下140度,但它却相当稳定且均匀,没有四季和地区的差别。

木星有浓密的云层和大气,主要由氢、氦、甲烷和水蒸气组成。木星还有强大的磁场和光环,被称为发育不良的恒星。人类通过探测器对木星进行了观测和探索。

木星是太阳系中发现的卫星最多的行星,目前已发现68颗卫星。最早由伽利略发现的木卫一到木卫四,后来又发现了木卫五到木卫十三。除了伽利略卫星和木卫五,其他卫星都较小。

伽利略卫星的发现对地心说是一个间接的否定,它绕着木星公转,而不是绕着地球旋转。

木卫一是木星最近的卫星,大小和密度与月球相似,表面光滑干燥,有平原、山脉、峡谷和火山盆地。

木卫二欧罗巴是太阳系中反照率最高的卫星,表面覆盖着水冰,可能存在液态水的海洋。

木卫三是太阳系最大的卫星,有稀薄的大气和磁场,表面有沟槽和山脊,可能存在液态水的海洋。

木卫四卡莉斯托是木星的第二大卫星,有稀薄的大气,地质活动不活跃,表面有撞击坑。

4.8瑰丽行星-土星

土星是太阳系中最瑰丽的行星之一,拥有漂亮的光环。

它是太阳系第二大的行星,但密度却是最小的,相当于水的0.7倍。土星的自转周期快,自转轴倾角为26度。它的表面温度稳定且均匀,没有季节差别。土星的大气主要由氢和氦组成,还含有甲烷、氨、乙烷等物质。土星的光环由大大小小的石头群组成,厚度比木星的光环大得多。光环中存在着许多缝隙,被称为卡西尼缝。

光环的形成可能与土星的引潮力和牧羊犬卫星效应有关。

土星是太阳系中卫星最多的行星,目前已发现62颗卫星,仅次于木星。其中有30多颗是通过地面观测发现的,其他的是由宇宙飞船或探测器发现的。土卫六是最早发现的卫星,距离土星最近的是土卫十五,最远的是土卫四十二。还有一些卫星共用同一个公转轨道。

土卫六是唯一拥有稳定大气的卫星,大气成分主要是氮和甲烷。土卫六是太阳系第二大的卫星,比水星还要大。

土卫四十二直径只有6km,可能还有更小的卫星待发现。土卫一和土卫二的直径分别达到了上百km和500km,土卫二表面覆盖着厚厚的冰层。

土卫六的大气层厚度达到了2千7百km,气压相当于地球表面大气压的1.5倍。土卫六的大气层中有云彩,云层以下可能有液氮或甲烷的湖泊。土卫六上经常发生雷暴,人们推测土卫六的雷暴和碳氢化合物可能与生命的形成有关。欧洲宇航局的惠更斯号探测器对土卫六进行了详细探测,成功着陆并返回了地球。

4.9 人类首颗发现的行星-天王星

这节课讲述了人类首次发现的行星天王星。天王星是人类发现的第七颗行星,它的发现打破了人类对太阳系的认知边界。天王星的发现者是赫歇耳,他是一个英国王室的乐师,对天文学非常痴迷。

天王星的轨道位于土星轨道之外,它的自转轴几乎是平躺着运行的,这是它最大的特征。天王星的大气层主要由氢、氦和甲烷组成,因为甲烷的存在,它呈现出蓝绿色的颜色。

天王星有29颗卫星,其中最大的两颗是天卫四和天卫三。

天王星的发现引起了人们对太阳系的重新认识,人类通过计算和观测发现,天王星的轨道会受到其他大行星的引力干扰,导致它不老实地偏离轨道。人类还寻找到了海王星,以解释天王星的不规则运动。

4.10 笔尖下发现的行星-海王星

天王星的发现使人类冲出了过去所认知的太阳系的边界,并且带来了后来的海王星的发现。

1781年天王星被发现后,人类通过观测和计算出它的轨道,但发现它总是偏离自己的轨道。人类推测是不是天外还有未知的大行星在勾引它,这就是贝塞尔提出的假说。

年轻的天文学家亚当斯通过计算和预测,写了份报告交给了皇家天文台长艾里,但艾里却忽略了这份报告。最终,法国的天文学家勒威耶通过观测发现了海王星。海王星的发现证明了牛顿的经典力学的普适性,并且彻底否定了地心说,证明了日心说的正确。

海王星的发现还在科学技术方法上产生了突破,扩展了人类对自然界的探索水平。

海王星的特点包括离太阳更远、公转周期长、有稠密的大气和强烈的气旋等。

海王星的卫星有14颗,其中海卫一和海卫二的特点较为突出。海王星的光环也在地面上发现,光环的物质分布不均匀。海王星的发现对科学发展产生了重大影响,推动了西方科学的飞速发展。

4.11怪异而身份尴尬的冥王星

这节课主要讲述了冥王星的发现和特点。冥王星的发现是通过闪视比较法进行的,由于冥王星的移动速度很慢,所以需要通过拍摄底片并进行比较才能找到它。

冥王星的轨道很怪异,它的近日点和远日点差别明显,轨道也不共面。冥王星的结构类似于类地行星,有固体的岩性外壳和液态水的幔。

冥王星有多颗卫星,其中冥卫一是一颗同步卫星。

目前对冥王星的认识还很有限,但随着新地平线号的接近,我们期待能够获得更多关于冥王星的信息。

在这节课中,我们学习了关于冥王星的奇怪和身份尴尬的信息。冥王星的轨道与其他行星的轨道不同,它的轨道非常扁平,近日点甚至在海王星轨道内,远日点在柯伊伯带。此外,冥王星的轨道与其他行星的轨道不共面,倾角很大。冥王星的个头很小,打破了从小行星带到类木行星的规律。因此,很多人对冥王星不屑一顾,质疑它是否应该被列为大行星。此外,冥王星和它的最大卫星冥卫一之间的关系也引发了争议,不确定是行星-卫星系统还是双星系统。

最终,国际天文学联合会投票决定将冥王星驱逐出大行星行列,并引入了新的分类方法,将冥王星列为矮行星。此外,还介绍了其他太阳系的小天体的分类方法。

太阳系外面是柯伊伯带、奥特星云。

柯伊伯带是太阳系中一带位于冥王星轨道之外的区域,其中散布着大量冰质小行星和彗星。这些天体主要由冰和岩石构成,通常位于距离太阳较远的地方,因此温度较低,冰可以存在。

奥特星云是一种星云,即由气体和尘埃组成的巨大云团,是形成恒星和行星的孵化地。奥特星云通常呈现为明亮的色彩,由恒星散发的紫外线和热量使得云中气体发出光辉。它们常被观测到在银河系中的不同位置,是太空中最美丽和奇妙的景象之一。

4.12 过渡地带的一盘散沙-小行星与小行星带

在这节课中,我们学习了过渡地带的一盘散沙-小行星与小行星带的内容。过渡地带位于火星和木星之间,是类地行星和类木行星的分界线,也就是小行星带。我们介绍了提丢斯规则,通过观察行星轨道的分布特点,可以发现行星之间的间距逐渐拉大。根据提丢斯规则,德国的中学教师提丢斯建立了一个数字序列,通过加0.4的方式与行星的轨道半长径对应。

根据这个规律,人们发现了一些小行星,其中最大的是谷神星。小行星带位于火星和木星轨道之间,目前已经发现了一万多颗小行星,其中大部分个头较小,形状不规则。

小行星观测常采用照相观测法,通过拍摄天文望远镜中小行星的移动轨迹来发现和确定它们的轨道。此外,我们还了解到小行星可能对地球造成威胁,被称为潜在危险的小行星。人类正在监视这些小行星,以防止可能的碰撞事件发生。

4.13天涯流浪者-彗星

这节课介绍了彗星的起源、命名和观测历史。彗星在夜空中挥散着神秘的光芒,往往拖着一条尾巴,被称为扫把星或灾星。

天文学家哈雷通过观测和历史资料分析发现,彗星有周期性,每隔76年回归一次。中国古代对彗星有详细的记载,包括武王伐纣时的彗星现象。

彗星不会发光,而是获得太阳光的反射而发光。彗星的物质很稀薄,尾巴扫过地球大气层不会造成大的影响。

彗星的结构包括彗核、彗发、彗云和彗尾巴,主要由冰雪物质、尘埃和气体组成。

本课介绍了彗星的轨道和形态,彗星的轨道通常是扁的椭圆形,有些彗星是周期性回归的,而有些则是受到大行星引力影响变成抛物线型或双曲线型而无法回归。流星雨与彗星直接相关,当地球穿过彗星轨道时,彗星留下的碎屑进入地球大气层燃烧产生流星雨。苏梅克-利维9号彗星曾撞击木星,形成巨大的烟尘和伤痕。人类通过探测器对彗星进行了直接撞击和软着陆,分析了彗核的成分。

通古斯大爆炸可能是一颗彗星撞击地球所致。彗星被认为可能是地球生命的种子,因为彗星上发现了复杂的有机物。

第四章测试题

错题序号:1、3、11、14、22、23

第五章恒星世界

5.1.1 【恒星概述】恒星的亮度

这节课主要讲解了恒星的亮度。视频中提到,恒星的亮度与其发光能力和距离有关。恒星的亮度通过视星等和绝对星等来表示,视星等是指从地球上观测到的恒星亮度,而绝对星等是将恒星放在32.6光年距离上观测得到的亮度。

老师讲这里取对数是为了和人的眼睛感觉能力相匹配。。

视频还介绍了一些恒星的亮度数据,如太阳的视星等为-27等,绝对星等为4.83等;天狼星的绝对星等为1.4等;织女星的绝对星等为0.58等;参宿四的绝对星等为-6.0等;天津四的绝对星等为-7.2等;参宿七的绝对星等为-6.9等。通过这些数据,我们可以了解到不同恒星的亮度差异。

5.1.2 【恒星概述】恒星的距离

肉眼可见最近的恒星(除太阳以外)是半人马座的比邻星(南门二),最远的是船底座的海山二。

本视频介绍了恒星的距离测量方法。首先讲解了三角视差法,通过测量恒星在地球公转轨道两端的视差角来计算距离。

然后介绍了分光视差法,通过测量恒星的谱线对的强度比来计算距离。

最后提到了造父型变星,通过测量变光周期和发光能力来计算距离。

这些方法只适用于距离较近的恒星,对于更遥远的恒星距离的测量较为困难。造父型变星还可以用于测量星系的距离。

5.1.3 【恒星概述】恒星的尺度

这节课主要讲解了恒星的尺度。恒星的大小差异很大:熟悉的参宿四,它的直径是太阳的800倍;织女星和牛郎星相比也很小;大犬座的VY星被认为是目前观测到的最大恒星,直径达到太阳的1420倍;最近认为造父四是最大的恒星,直径达到太阳的1400-1600倍。

测量恒星大小的方法有光学干涉法和掩星法等,但对于遥远的恒星来说,只能粗略估计其大小。

5.1.4 【恒星概述】恒星的质量

在这节课中,我们学习了恒星的质量。相对于恒星的大小,恒星的质量差异并不大,大多数恒星的质量介于 8% 到 65 倍太阳质量之间。

恒星的质量可以通过测量双星系统的公转轨道参数来计算,也可以通过恒星的发光能力和绝对星等来估算。恒星的质量差异导致了密度的极大差异,从类似太阳的主序星的平均密度与地球相近,到红超巨星的密度比地球大气还要稀薄,再到白矮星和中子星的密度分别达到百万倍和百万亿倍地球物质的平均密度。

5.1.5 【恒星概述】恒星的温度与光谱型

这节课主要讲解了恒星的温度与光谱类型。

恒星的颜色可以告诉我们它的温度,温度越高,颜色越偏向蓝色;温度越低,颜色越偏向红色。恒星的光谱类型根据颜色分为M型到O型,对应不同的温度范围。恒星的光谱特征与温度也有关系,不同温度下,同一元素的谱线强度不同。

赫-罗图是根据恒星的温度和发光能力进行分类的,主序带星是占大部分的恒星,超巨星和巨星温度较低但发光能力较大,白矮星温度较高但发光能力较弱。

赫-罗图还揭示了恒星的起源和演化规律。

5.2.1 【恒星的起源与演化】恒星的诞生

恒星的起源与演化是恒星世界的重要课题。恒星的一生可以类比于人类的一生,包括诞生、婴幼儿时期、主序阶段、老去和死亡。恒星的诞生是通过星际物质的集聚和收缩形成星云,然后星云进一步收缩并点火,形成原恒星。原恒星经过氘的核聚变进一步增温,最终形成正式的恒星进入主序阶段。

亮星云和暗星云是两种不同的星云类型,它们在外观、成分和形成过程上有明显的区别。

亮星云是由受到恒星的照射或辐射激发而发出可见光的星云。这些星云通常呈现出明亮的颜色,例如红色、绿色或蓝色,因为它们反射或发射恒星的光线。亮星云通常是由稀薄的热气体组成,具有较高的温度和辐射能力。

而暗星云则是由尘埃和气体组成的云状结构,它们因此无法发射可见光而呈现出较为暗淡的外观。暗星云通常由密集的尘埃颗粒和分子气体组成,这些尘埃颗粒会吸收周围的光线,因此在可见光波段下呈现为黑暗或透明的状态。暗星云通常是冷的、密集的云,可能是新星际物质的形成区域。

总的来说,亮星云是由热气体发射或反射恒星光线而呈现出明亮外观的星云,而暗星云则是由吸收光线而呈现出暗淡外观的星云。两者在物理性质、化学成分和形成机制上有所不同,但在恒星形成和宇宙演化的过程中都起到了重要的作用。

发射星云和反射星云是天文学领域中的两种不同类型的星云。星云是由气体和尘埃组成的云状结构,通常与恒星的形成或毁灭过程有关。

发射星云是指通过恒星的高能辐射,如紫外线或X射线,使周围的气体被激发而发射出可见光的现象。这些星云通常呈现出明亮的红、绿、蓝等颜色,而且通常呈现出较为均匀和扩散的形状。发射星云通常是热的、稀薄的气体云,因此能够发出明亮的辐射。

反射星云则是指恒星的光线照射到周围的尘埃颗粒上,使其反射出可见光的现象。这些星云通常呈现出含有蓝色或白色的外观,因为尘埃颗粒对于短波长的光比较高度反射。反射星云通常呈现出螺旋形状、尘埃环绕或者凝结物等特征。这些星云通常都是冷的、稠密的尘埃云,因此主要通过反射星星周围的恒星光线来呈现出亮度。

总的来说,发射星云和反射星云都是受到恒星的光线或辐射的影响,但是表现形式和成因略有不同,因此在观测和研究上也有一些区别。

暗星云是恒星的摇篮,通过超新星爆发或恒星风的推动,星际物质和亮星云可以积聚成暗星云,进一步形成包克球,最终形成原恒星。

恒星的诞生过程需要根据质量的不同而有所差异。恒星质量越大,进入主序带越快。

5.2.2 【恒星的起源与演化】恒星的青壮年-主序阶段

恒星的青壮年阶段是恒星的主序阶段,类似于人类的青壮年时期。在这个阶段,恒星能够发光发热,为宇宙做出贡献。

恒星的寿命与其质量密切相关,质量越大,核反应速率越快,寿命越短;质量越小,核反应速率越慢,寿命越长

太阳是一个中等质量的恒星,目前在主序阶段已经燃烧了近50亿年,还可以继续燃烧50亿年。

恒星在主序阶段发生氢的核聚变,释放出巨大的能量。随着星龄的增长,恒星的核聚变加剧,亮度升高,但表面温度下降。

恒星进入晚年阶段后,会进一步膨胀,贡献了大半辈子的光与热。不同质量的恒星在晚年阶段有不同的演化形式,最终形成黑矮星、白矮星、中子星或黑洞。

5.2.3 【恒星的起源与演化】恒星的归宿

恒星步入晚年阶段,小质量恒星会变成黑矮星,中质量恒星会变成红巨星,然后坍塌形成白矮星和行星状星云,大质量恒星会发生超新星爆发,形成中子星或黑洞。太阳是中质量恒星,将来会变成红巨星并吞没地球。

5.3.1 【恒星咏叹】 恒星最后的辉煌-超新星爆发

恒星的归宿与质量密切相关。小质量恒星最终会变成黑矮星,而中质量恒星会膨胀成红巨星,然后坍塌形成超新星爆发,遗留下白矮星和行星状星云。大质量恒星的超新星爆发亮度急剧升高,可以达到数百亿倍太阳的亮度。超新星爆发会形成中子星或黑洞。

铁元素的结构极其稳定,在聚变时不释放能量。

超新星爆发的例子包括天关客星和超新星1987A。未来还有一颗距离我们最远的恒星海山二可能发生超级超新星爆发。

5.3.2 【恒星咏叹】 宇宙灯塔-中子星

这节课介绍了脉冲星和中子星的特点和形成过程。脉冲星是通过射电望远镜观测到的一种射电源,其强度会周期性地变化,类似于灯塔的闪烁。

中子星也被称为脉冲星。

中子星是由大质量恒星的坍塌形成的,其密度比白矮星高得多。

中子星具有强大的磁场,可以产生聚焦的射电束,类似于探照灯。脉冲星的自转速度可以达到700转/秒,说明中子星的结构能够承受如此高速的自转。

脉冲星可以作为宇航的航标,为航天器导航。先驱者号飞船带着铝盘飞出太阳系,上面镌刻了脉冲星与太阳系的相对位置关系,希望能与外星人进行交流。

5.3.3 【恒星咏叹】 宇宙幽灵-黑洞

在这节课中,我们学习了关于黑洞的知识。太阳质量大于8倍的恒星会发生超新星爆发,遗留下中子星;而质量超过20倍的恒星则可能形成黑洞。

黑洞是一种极其强大的引力场,使附近的物质无法逃逸。黑洞的大小由史瓦西半径决定,太阳的史瓦西半径约为3km。

视界:我们所能够看见的范围的界限

史瓦西半径与天体质量成正比。

天文学家通过观测强烈的X射线源和光偏振现象发现了黑洞,并且最近还发现了最年轻的黑洞。

黑洞附近的引力场会导致光线弯曲和物体被拉长,这是空间的弯曲和潮汐力造成的。黑洞是宇宙中的幽灵,值得我们继续探索。

第五章测试题

错题序号:6、12、25

第六章银河系与河外星系

6.1 银汉横空-本银河系

本视频介绍了银河系的基本情况和结构。银河系是由上千亿颗恒星和星云组成的,呈现出扁平的铁饼状形态。太阳和地球都位于银河系内部,所以我们能够看到银河系。

夏季和冬季时,银河系横亘于夜空,夏季更为壮观。

春季和秋季时,银河系很难看见。

银河系的中心位于人马座,望过去特别壮观。银河系属于漩涡星系,呈现出漩涡状的形态。

银河系还包括银核、银盘和银晕三部分,其中银盘含有大部分的恒星和一些尘埃气体。银晕主要由低温恒星和球状星团组成。

6.2 宇宙之岛-河外星系

视频介绍了银河系和河外星系的概念,以及距离我们最近的河外星系大麦哲伦云和小麦哲伦云的特点。

还介绍了不同类型的星系,包括漩涡星系、棒旋星系、椭圆星系和不规则星系。

视频还提到了测量星系距离的方法,包括利用造父型变星和红移量。

利用造父型变星和超新星爆发测量距离

利用红移量测量星系距离

依据吸收光谱来计算红移量。

最后,视频讲述了星系之间的相互引力作用和可能的碰撞,以及仙女座星系向我们靠近的情景。

第六章测试题

第七章我心飞翔-宇宙探秘

7.1.1 【人类对宇宙的认识】天问-古代朴素天地观

在这节课中,我们回顾了人类对宇宙的认识,特别是关于天地的起源。

古代中国的一些民族认为天地起源于一片混沌,最早的传说是盘古开天地。我们小时候常常认为大地是一个平面,天空像苍穹一样覆盖着大地,形成了天圆地方的观念。

古代中国还有浑天说和宣夜说,浑天说认为地球是圆的,天体是由气组成的,打破了天与地的界限,提出了宇宙无限的思想。

古代西方的天地观也有类似的观点,认为日月星辰分布在同心的球壳上,地球位于宇宙的中央。这些观点对于人类对宇宙的认识产生了重大影响。

7.1.2 【人类对宇宙的认识】从神秘哲学到理性科学

在这节课中,我们了解到人类对宇宙的认识从神秘哲学逐渐转向理性科学。古希腊哲学家泰勒斯提出了恒星和太阳是火球的观点,并进行了测量和预测。毕达哥拉斯根据月相推测月球是球状的,进而推断地球和其他星体也是球状的。亚里士多德提出了宇宙是球状的观点,并解释了行星的运动。然而,地心说存在误差,哥白尼提出了日心说,认为太阳是宇宙的中心。哥白尼的日心说引起了轩然大波。

7.1.3 【人类对宇宙的认识】真理的艰难证明-近代天文学

在近代天文学的发展中,日心说的诞生引发了学术界的思考和争议,教会和教廷对日心说的拥护者进行迫害。布鲁诺是日心说的坚定拥护者,他为了维护真理而被教廷烧死。布鲁诺还进一步拓展了日心说,提出了宇宙是无限的,地球只是普通的行星。丹麦天文学家第谷观测行星并提出改良模型,但他仍坚持地心说。开普勒在第谷观测资料的基础上提出了行星运动三定律,伽利略通过望远镜发现了月亮的环形山和木星的卫星,对地心说进行了否定。牛顿发现了万有引力定律和经典力学,解决了天体运动的推动力问题。康德和拉普拉斯提出了星云学说,解决了牛顿之惑。人类对宇宙的认识不断进步,仰望星空的先哲们功不可没。

7.2.1【宇宙本质】宇宙画像

本视频介绍了宇宙的起源与演化以及它的认识过程。古代中国的盖天说、浑天说,以及西方的地心说、日心说都认为天是有一定形状的,宇宙有限。但是也有人提出宇宙是无限的,如中国的宣夜说和布鲁诺的宇宙无限论。牛顿也认为宇宙是无限的。然而,奥伯斯佯谬提出了宇宙无限论的挑战。

爱因斯坦的广义相对论发表后,人们逐渐认识到宇宙是膨胀的,没有中心。

哈勃发现星系的红移量与距离成正比,证明了宇宙的膨胀。

伽莫夫解决了氦丰度之疑。

彭齐亚斯和威尔逊发现了宇宙背景辐射,支持了宇宙大爆炸理论。

7.2.2【宇宙本质】宇宙之光

根据宇宙起源于一个原始的高密度高温的原子或者火球的爆炸的观点,宇宙从爆炸开始膨胀,并且还在继续膨胀。宇宙的演化历程包含了高密度高温的原始原子、质子、电子、中子的产生,以及氢和氦等元素的形成。在爆炸后40年到百万年之间,电子开始围绕着原子核运行,形成了原子,宇宙中的气体呈现中性状态。之后恒星和星系开始产生,宇宙至今仍在膨胀。

宇宙的年龄大约在138亿年以上,最远的类星体距离我们为130多亿光年。

宇宙的未来可能是继续膨胀或者收缩回来,而暗物质的存在可能决定了宇宙的发展。

第七章测试题