從天體的運行、望遠鏡的視界,到太陽系、恆星與星系,再到宇宙盡頭與地外生命——一部經典天文入門書的互動導覽。
書名:通俗天文學 | 原著:西蒙·紐康(Simon Newcomb) | 譯編:陳子鵬 | 出版社:天津科學技術出版社·紫圖圖書 | 出版時間:2020年06月 | ISBN:9787557675660 | 字數:169千字
本書據版權頁資料整理。「通俗天文學」係西方天文科普的經典之作,以通俗流暢的筆法,由近及遠:先講星辰如何運行、望遠鏡如何觀測,再逐一遊覽太陽、地球、月球與八大行星,繼而談彗星流星、恆星世界、銀河星系與宇宙學,最後以「探索地外生命」收束全書——從肉眼可見的星空,一直講到望遠鏡與數學才能觸及的宇宙邊界。(以上為編者導讀整理)
衆所周知,光每秒的疾行速度大約爲30萬千米,也就是說,在鐘錶的兩聲“嘀嗒”之間,光就可以圍繞地球環行七圈半。 ——第一章《天體的運行》
六張概念卡,把全書骨架一次睇清:天體運行、望遠鏡觀測、太陽系、恆星生命史、星系與宇宙、地外生命。
古人假想羣星鑲在一個包圍地球的大圓球上,這個天球沿着偏斜的主軸旋轉,造成星辰的東昇西落;太陽每年沿着黃道在羣星中移動一週,黃赤交角為23.5°。天文學用「赤經」「赤緯」為星星定位,就像地球的經緯度。
在鐘錶的兩聲“嘀嗒”之間,光就可以圍繞地球環行七圈半。 ——第一章《天體的運行》
望遠鏡收集光的方法有兩種:讓光通過許多透鏡(折射),或用凹面鏡反射光(反射)。望遠鏡的性能完全依賴物鏡直徑,即「口徑」;放大100倍就需要10000倍的光。
望遠鏡的性能完全依賴這些透鏡的直徑,被稱爲望遠鏡的“口徑”(aperture)。 ——第二章《望遠鏡》
太陽是位於太陽系中央的巨大球體,以引力維繫整個系統。八大行星分為類地行星(水、金、地、火)與類木行星(木、土、天、海),兩組之間橫亙着小行星帶。
恆星的顏色標示年齡:最年輕的藍色星熱量最高,之後轉為中年期的黃色星(如太陽),老年再變成紅色星,最後光芒盡失。恆星的終極形態有三類:爆炸遺骸、中子星(脈衝星),或引力坍縮成黑洞。
恆星的演化是一個漫長的過程,而且十分複雜。 ——第六章《恆星》
銀河系是中等大小的扁盤星系,太陽只是一兩千億顆恆星中的普通一員。河外星系正在遠離我們,宇宙在膨脹;從牛頓靜態宇宙論到愛因斯坦的靜態模型、再到伽莫夫的大爆炸宇宙學,標準宇宙學模型由此確立。
德雷克提出「綠岸公式」N=R×ne×fp×f1×fi×fe×L,以七個因子的乘積估算銀河系中可觀測的技術文明數目。「奧茲瑪」計劃以21釐米波長(氫原子譜線)搜索地外文明訊號。
行星在各自的軌道上環繞太陽運行——點擊任一星球,即顯示原書記載的距離、週期與特色。軌道與大小經壓縮放大以便辨識,遠近次序保持真實比例。
說明:水星距離太陽5800萬千米、繞太陽一週只需3個月;海王星距離太陽約45億千米、繞太陽一週要近165年——軌道半徑按距離平方根壓縮繪製,行星圓點亦已放大,僅示意遠近次序與公轉快慢。
揀季節與時段,睇吓今晚天上值得留意嘅天體與觀測提示(建議據原書相關章節整理)。
回答十二條問題,測測你嘅「天文視野」屬於邊種觀星者,並得返對應章節建議。
| 行星 | 距太陽 | 公轉週期 | 自轉週期 | 衛星 | 原書特色 |
|---|
數據據原書第四章整理;衛星數為截至2019年之發現(原書編譯者注)。
| 術語 | 意思(據原書整理) |
|---|---|
| 赤經/赤緯 | 天球的經緯座標:赤緯是天體距天球赤道南北的視距;赤經是過天體的時圈與過春分點二分圈的夾角,常用時分秒表示。 |
| 黃道 | 地球繞太陽運行軌跡在天球上的投影;太陽每年沿黃道移動一週。黃赤交角23.5°。 |
| 視星等 | 人眼觀測到的恆星亮度等級;兩個星等之間的比例為2.512倍。 |
| 絕對星等 | 恆星放在10秒差距(視差0.1弧秒)處時的星等,如太陽的絕對星等是+4.8。 |
| 視差 | 從基線兩端觀測同一遙遠天體的方向差異,用三角測量法測距離。 |
| 合/衝 | 行星與太陽同向為「合」(下合:行星在太陽與地球之間;上合:太陽在行星與地球之間);地球在行星與太陽之間為「衝」。 |
| 距角 | 內行星(水星、金星)與太陽的視角距離;水星最大約25°,金星最大約45°。 |
| 會合周 | 從一次下合到另一次下合的週期,比公轉週期略長。 |
| 近日點/遠日點 | 軌道上離太陽最近/最遠的一點。 |
| 天文單位 | 地球與太陽的平均距離(1.496億千米),用於計量天體距離。 |
| 輻射點 | 流星雨劃過天空的軌跡反向延長線交會的一點,如11月獅子座流星雨、8月英仙座流星雨。 |
| 類型 | 原理(據原書整理) |
|---|---|
| 折射望遠鏡 | 以透鏡(物鏡+目鏡)收集並聚焦光線;物鏡口徑決定性能。 |
| 反射望遠鏡 | 以凹面鏡反射星光到焦點;有牛頓式、卡塞格林式等系統;無色差、較易製造。 |
| 折反射望遠鏡 | 結合透鏡與反射鏡的設計。 |
逐章展開:每章「說透咩」+「行動建議」兩行,再加精華與原書金句。
說透咩:天空點解每日旋轉、太陽沿黃道一年走一週;天球、恆星日與太陽日、黃赤交角23.5°、赤經赤緯座標與四季成因,全部一次講清。
行動建議:揀一個晴朗夜晚,認出北斗七星並沿斗柄搵到北極星;留意同一顆星每晚比前一晚早約4分鐘升起。
精華:光每秒疾行約30萬千米;天球沿偏斜主軸自轉,星辰東昇西落;黃道是地球繞日軌跡的投影。
想清楚地得到“遙遠”這一概念,我們可以用光速進行測量。 ——第一章《天體的運行》
說透咩:折射、反射、折反射三類望遠鏡嘅構造與原理,口徑點樣決定性能;由天文臺巨型折射鏡、胡克望遠鏡講到射電望遠鏡與太空望遠鏡。
行動建議:借一副雙筒望遠鏡,先對準月球,練習穩定手持與對焦;再試試睇木星嘅四顆大衛星。
精華:放大100倍就需要10000倍光;反射望遠鏡無色差、較易製造;胡克望遠鏡口徑254釐米,首度測出銀河系大小。
使遠處的物體看上去很近是望遠鏡的重要用途,可以讓一個幾千米外的物體彷彿就在幾米以內。 ——第二章《望遠鏡》
說透咩:太陽嘅大小、質量、黑子與日珥;地球嘅形狀、內部與大氣;月球嘅公轉、月相、潮汐,以及日食月食點樣發生。
行動建議:連續一個月記錄月相變化,從新月到滿月再返轉頭;留意農曆初一、十五前後嘅潮汐大小。
精華:太陽直徑約139萬千米,係地球110倍;地球極直徑12713.6千米、赤道直徑12756.3千米;月球距地球平均約38.6萬千米。
日全食是大自然饋贈給人類的動人美景。 ——第三章《太陽、地球和月球》
說透咩:水星到海王星八大行星逐一遊覽——軌道、距離、自轉、衛星與表面;仲有小行星帶、木星撞擊與冥王星嘅降格故事。
行動建議:留意報刊「行星衝日」消息,喺行星最亮時用雙筒望遠鏡睇木星帶紋或土星光環。
精華:水星公轉88天、係最小大行星;金星一個金星日約243個地球日且逆行自轉;木星每13個月衝日一次;海王星1846年由數學計算發現。
在晴朗而沒有月光的夜晚,金星的光芒甚至可以照出影子來。 ——第四章《行星及其衛星》
說透咩:彗星嘅彗核、彗發、彗尾結構與命名規則;流星與隕石點樣形成,流星雨嘅輻射點與週期。
行動建議:8月10日至15日同11月中旬係流星多發時段,揀無月光、遠離城市燈光嘅深夜仰望。
精華:100年內肉眼可見嘅彗星約20多顆;流星由小天體高速穿過大氣摩擦燃燒而成;11月獅子座流星雨輻射點喺獅子座。
流星幾乎是所有人都知道的,而且它是許多詩人的讚美對象,他們感嘆於它驚人的美麗,卻又因爲它的短暫扼腕嘆息。 ——第五章《彗星和流星》
說透咩:星座嘅來歷與全天恆星分佈;恆星本質、光譜與溫度;恆星生命史同終極形態;恆星距離、視星等與絕對星等。
行動建議:喺無光害嘅郊外,比較天狼星、心宿二與太陽嘅顏色差異,估吓邊啲星較年輕。
精華:肉眼可見恆星約5000多顆,無光害時不足2000顆;藍色星年輕、黃色星中年、紅色星老年;終極形態有爆炸遺骸、中子星或黑洞。
在晴朗且沒有都市光害的夜晚,肉眼能夠看見的恆星數還不到2000顆。 ——第六章《恆星》
說透咩:銀河系嘅形狀、大小與我們嘅位置;河外星系正在遠離、宇宙膨脹;由牛頓靜態宇宙論到大爆炸標準宇宙學模型。
行動建議:夏季郊外睇一次銀河帶,再想想赫歇爾數星計數嘅統計方法點樣劃出銀河形狀。
精華:銀河系直徑約10萬光年、恆星約一兩千億顆;太陽唔喺銀河系中心;1967年宇宙微波背景輻射支持大爆炸模型。
在銀河系中,太陽僅僅是2000多億顆恆星中普普通通的一員,而且並不是銀河系的中心,真正的中心是在300光年之外的南天星座船底座(Carina)的方向。 ——第七章《星系和宇宙》
說透咩:UFO報告與「藍皮書計劃」嘅科學結論;地球生命之源兩種說法;德雷克「綠岸公式」與「奧茲瑪」計劃點樣搜尋地外文明。
行動建議:見到「不明飛行物」先冷靜記錄位置、時間與運動方向,再諗諗係咪飛機、氣球、流星或者行星光點。
精華:藍皮書計劃12600份報告中12000份已查明係已知物體;綠岸公式以七因子估算文明星球數目;「奧茲瑪」用21釐米氫譜線波長收聽。
我們常說眼見爲實,但事實上並不能太相信自己的眼睛。 ——第八章《探索地外生命》