天文学重要概念

沙罗周期沙罗周期是日食和月食的周期，是指月球在它的轨道盘上运行一周（以便月球交点沿着轨道公转一周）所需的时间一18年零10天。一个沙罗周期是6585+1/3天（相当于18年11.3日或18年10.3日（如果有5个闰年）），这是古巴比伦人对日食的观测后发现的其周期性。沙罗周期是迦勒底人（巴比伦天文学家）在西元前数个世纪发现的，后来传到了伊巴谷、普林尼（自然中II.10[56]）和托勒密（天文学大成IV.2），但是都以不同的名称呈现。在苏美/巴比伦"SAR"这个字是测量上的单位，数值大约是3600。"沙罗"是在1691年才被爱德蒙■哈雷用来描述食的周期，而他是从11世纪的拜占庭苏达辞书（Suda）转换过来的。虽然在1756年GuillaumeLeGentil指出哈雷的名称是错误的，但是这个名词仍然被继续使用着。日食和月食统称交食。由日月食的原理可看出，交食的出现与日、地、月三者的会合运动密切相关，此会合运动具有周期性，所以日月食自然也应有周期性。交食的周期是古代巴比伦人发现的，叫做“沙罗周期”（“沙罗”是重复的意思），为18年零11天多一点。即6585.32天。沙罗周期一年内可发生多少次月食呢？对全地球而言，一年内最多发生 3次，有时1次也不发生，日食每年最多可发生5次，最少也要发生2次。这么看来，每年发生日食的次数比月食多，可是为什么人们总是看到月食的机会比日食多呢？这是由于日食带的范围小，地球上只有局部地区可见；对于某一确定地点而言，平均每3年左右才可以看到一次日偏食，300多年才可以看到一次日全食。而月食一旦发生，处于夜晚的半个地球上的人都可以看到，对某一地区平均而言，看到月食的机会是发生月食次数的一半，因此人们看到月食的机会比日食多。由于地球绕太阳和月亮绕地球的公转运动都有一定的规律， 因此日食和月食的发生也具有其循环的周期性。18年11天8小时的沙罗周期用来预测相同食的再度发生上非常有用， 因为他和月球轨道的三种周期有关：交点月、近点月和朔望月。当食发生时，不是月球位于地球和太阳之间（日食），就是地球介于太阳和月球之间（月食），这种现象只有在新月或满月才会出现，因此决定月相变化的朔望周期， 29.53天，就有关系了。但是，并不是每次的满月或新月，地球或月球的影子都能落在相对的天体上，因此食要能发生，这三个天体还必须接近在同一条线上，这种情况只会出现在月球穿越黄道面上的两个交点（升交点或降交点）之一时，月球穿越黄道面上同一个交点的周期经测定是 27.21天。最后，如果食要有相同的现象和持续时间，那么这两次食的地球和月球还要有相同的距离，要出现相同距离的周期是近点月，时间间隔是27.55天。沙罗周期的起源是223个朔望月的时间长度大约与242个交点月相似，有与239个近点月接近（大约只相差不到2小时）。这意味着经过一个沙罗周期，月球所经历的朔望月、交点月和近点月几乎都是整数，地球、太阳和月球三者的几何关系几乎完全一样：月球在相同的交点上，有着相同的相位和与地球相同的距离。知道在某一天曾经发生一次食，则经过一个沙罗周期之际，几乎一样的食将再度发生。然而，沙罗周期（18.031年）与月球的进动周期（18.60年）并不相同，因此即使地球、太阳和月球三者的几何关系几乎完全一样，但以恒星为背景的月球位置仍然不同。沙罗周期的日数包含了％天的分数，不是整数使得问题更为复杂。由于地球的自转使得使得经过完整的沙罗周期当天发生的食将延后约 8个小时。在日食的情况下，这意味者能看见日食的区域将西移120°，或是三分之一个球面，因此在相同的地点上，每三次只能看见其中的一次。在月食的情况下，下一次的月食在相同的地点上看见月球在地平线上的时间可能是一样的长，但如果等待三次沙罗周期 （54年1个月，几乎大约就是19756日）之后的月食会在当天几乎相同的时间出现， 这就是所谓的3沙罗周期或exeligmos（希腊语："转轮"）。这个时间长度，正是我们常常听说的“沙罗周期”。“沙罗”一词在拉丁语里就是重复的意思，每个沙罗周期平均约有71次交食，包括日食43次，月食28次。有了沙罗周期，我们就可以预报日食了。例如 1991年7月11日，发生了一次日全食，掩食带穿过拉丁美洲及太平洋地区。我们往前推 18年零11天，1973年6月30日一定也发生了一次日食，查阅资料发现确有此事，那次日全食的掩食带横穿了非洲大陆。如果往后推一个沙罗周期的时间，我们就能算出 2009年7月22日也将发生一次日食，这就是即将发生在我国长江流域的日全食，事实验证的确如此。如前所述，沙罗周期根据223个朔望月、239个近点月和242个交点月，但是因为相互的关系不是完美的，相隔一个沙罗周期的两次食，在几何的关系上还是有少许的不同。实际上，太阳和月球在合时的位置在每次沙罗周期的交点仍相差了大约 0.5°，这牵扯出一系列的食，而每次看见的情形都有少许的改变，称为 沙罗序列。每个沙罗序列由偏食开始，每经历一个沙罗周期，月球的路径就会向北移 （经过降交点的食）或向南移（经过升交点的食）。在某一个点上，食不再能够发生，这个序列就结束了。在西元前2000年至西元3000年，完整的沙罗序列统计资料如下。每个序列大约持续1226年至1550年不等，每个序列有69至87次的日食，大多数都是71或72次。每个序列有39至59次中心食（多数是43次，包括全食、环食与全环食）。月食的序列没有这么长，任何时间都有大约40个不同的沙罗序列在进行中。无论月球在降交点或升交点（日食或月食），沙罗序列都以数字来编号。奇数的数字表示发生在接近升交点的日食，偶数的数字表示发生在接近降交点的日食；但在月食这种数字的搭配是相反的。沙罗序列的编号是以最大食出现，也就是最接近交点的时间来排列的。以 2008年为例，共有39个（117至155）日食的沙罗序列在进行中，而月食则有 41（109至149）个序列在进行中。光年长度单位"光年"光年，长度单位，光年一般被用于计算恒星间的距离。光年指的是光在真空中行走一年的距离，它是由时间和速度计算出来的，光行走一年的距离叫“一光年。一光年即约为九万四千六百亿公里。更正式的定义为：在一儒略年［1的时间中（即365.25日，而每日相等于86400秒），在自由空间以及距离任何引力场或磁场无限远的地方，一光子所行走的距离。因为真空中的光速是每秒299,792,458米（准确），所以一光年就等于9,454,254,955,488,000米（按每分钟60秒一天24小时一年365天计算）。（或5，786，101，150，000英里。或5，108，385，784，330，890海里或约等于9.46x10Y5m=9.46拍米。）（注：1千米（公里） =0.6214英里=0.540海里此为黑洞模拟图，但不放图片不能通过读音：jTdian英文：singularity/singularpoint【宇宙学奇点】作为“宇宙学的奇点”，是宇宙产生之初，由爆炸而形成现在理的那一点。它具有所有物质的势能，而这种势能----正是由大爆炸而转化为宇宙物质的质量和能量，，以及表现这种质量和能量的“空间”。我们可以想象，奇点是一种无形的、无限小的、很奇妙的存在。它还不是宇宙，却是我们宇宙的初始和出处。作为一个世界的发生之初，它应该具有所有形成现在宇宙中所有物质的势能，而这种势能----正是我们所言的能量，我们可以想象，能量是一种无形的东西的，所以奇点是无形的.也就是说宇宙的奇点所具有的势能是无形的，他只是一种很奇妙的存在而已.同时我们还可以想象，在某一点上宇宙奇点的这一势能平衡被打破，于是乎能量便不断转换为物质，而经过若干年而形成了我们现在的宇宙---物质与能量的共生体.然而我们不能想象的出的是什么东西引发了这一奇点势能平衡的被破坏.奇点是没有大小的“几何点”，就是不实际存在的点，这是很令人难于理解的。令人难于理解的还有，没有大小的奇点物质竟然是能级无限大的物质。这些是同我们现有的理论和观念不相合的。三体【天体力学名词】three-body三体(three-bodyproblem)，天体力学中的基本力学模型。研究三个可视为质点的天体在相互之间万有引力作用下的运动规律问题。这三个天体的质量、初始位置和初始速度都是任意的。在一般三体问题中，每一个天体在其他两个天体的万有引力作用下的运动方程都可以表示成3个二阶的常微分方程，或6个一阶的常微分方程因此，一般三体问题的运动方程为十八阶方程，必须得到18个积分才能得到完全解。然而，目前还只能得到三体问题的10个初积分，还远不能解决三体问题。由于三体问题不能严格求解，在研究天体运动时，都只能根据实际情况采用各种近似的解法，研究三体问题的方法大致可分为3类：第一类是分析方法，其基本原理是把天体的坐标和速度展开为时间或其他小参数的级数形式的近似分析表达式， 从而讨论天体的坐标或轨道要素随时间的变化；第二类是定性方法，采用微分方程的定性理论来研究长时间内三体运动的宏观规律和全局性质；第三类是数值方法，这是直接根据微分方程的计算方法得出天体在某些时刻的具体位置和速度。这三类方法各有利弊，对新积分的探索和各类方法的改进是研究三体问题中很重要的课题。限制性三体问题三体问题的特殊情况。当所讨论的三个天体中，有一个天体的质量与其他两个天体的质量相比，小到可以忽略时，这样的三体问题称为限制性三体问题。 一般地把这个小质量的天体称为无限小质量体，或简称小天体；把两个大质量的天体称为有限质量体。把小天体的质量看成无限小，就可不考虑它对两个有限质量体的吸引，也就是说，它不影响两个有限质量体的运动。于是，对两个有限质量体的运动状态的讨论，仍为二体问题，其轨道就是以它们的质量中心为焦点的圆锥曲线。 根据圆锥曲线为圆、椭圆、抛物线和双曲线等四种不同情况，相应地限制性三体问题分四种类型：圆型限制性三体问题、椭圆型限制性三体问题、抛物线型限制性三体问题和双曲线型限制性三体问题。希尔按限制性三体问题研究月球的运动，略去太阳轨道偏心率、太阳视差和月球轨道倾角，实际上这就是一种特殊的平面圆型限制性三体问题。 他得到的周期解，就是希尔月球运动理论的中间轨道。在小行星运动理论中，常按椭圆型限制性三体问题进行讨论，脱罗央群小行星的运动就是太阳-木星-小行星所组成的椭圆型限制性三体问题的等边三角形解的一个实例。布劳威尔还按椭圆型限制性三体问题来讨论小行星环的空隙。抛物线型限制性三体问题和双曲线型限制性三体问题在天体力学中则用得很少。 人造天体出现后，限制性三体问题有了新的用途，常用于研究月球火箭和行星际飞行器运动的简化力学模型，见月球火箭运动理论和行星际飞行器运动理论。婴儿宇宙［编辑本段］【宇宙和婴儿宇宙的概念】宇宙的概念，首先确立无限的意念，在无限之中，我们又通过性质分析，得到（1+环境），环境之中包含了无穷的未知时空和生命。在这个1之中，我们定义出婴儿宇宙概念。这个宇宙，从其历史角度讲，并非是初生的，它也有着辉煌的历史。白洞所在的宇宙就是婴儿宇宙。［编辑本段］【霍金的研究】霍金提出，黑洞蒸发在某种意义上可以看成粒子通过所谓的婴儿宇宙穿透到其他宇宙或同一宇宙的其他区域，这样就把他的两个研究领域统一起来。婴儿宇宙研究的主要成果是证明了宇宙常数必须为零，尽管当代物理学家的抱负远不止此。［编辑本段］【宇宙“婴儿期照片】2007年2月中旬，美国宇航局公布了探测器拍到的宇宙“婴儿期照片”为宇宙大爆炸理论提供了新的依据。根据这张照片，科学家“精确地测量出了宇宙的实际年龄大约是137亿年。三项研究不期而遇这张照片是美国宇航局科学家通过威尔金森“微波各向异性探测器（MAP）”，经过一年时间观测获得的结果。照片中包含了许多令人震惊的信息，它为支持宇宙大爆炸和宇宙膨胀理论提供了新的依据。与此同时，还为揭开宇宙“暗能量”之谜指引了道路。科学家现在已经确信，在“暗能量”的作用下，我们的宇宙正在加速膨胀，这同霍金《时间简史》中所描述的宇宙状况不同，在这本书中，宇宙的膨胀速度被认为将因星系间引力的作用而减慢。业内人士认为，这项成果“是近年来宇宙研究中最重大的发现之一。“宇宙'暗能量'直到最近几年才被科学界所确认，”国内宇宙学权威、国家天文台李竞教授告诉中国《新闻周刊》/这主要是由于以前人类的观测技术所限。要观察宇宙’暗能量'的斥力作用所导致的宇宙膨胀加速，大约需要对80亿光年之外的早期宇宙进行观测。”在诸多相关报道中，人们都把发现“宇宙膨胀加速”归功于这次MAP所拍到的照片。但据李竞教授介绍，实际上有各自独立的三项研究都不期而遇地得出了 “膨胀加速”这一结果。第一项研究，是在观察80亿光年远处的超新星爆炸时，其亮度的异常变化只能用宇宙在加速爆炸来解释；第二项研究，是从1998年开始的南极上空“飞镖”探测，它使用的是可以记录宇宙背景辐射十万分之一起伏的精密仪器，在2000年得出了“宇宙膨胀在加速”的结果，论文发表在该年年底的《自然》杂志上；第三项研究就是2003年MAP的观察，这次“看”得更远（约120亿光年）、更细致（可以观察背景辐射百万分之一的起伏），获得的细节也更多。不同的课题得到同一结果：宇宙在加速膨胀。MAP拍下的照片还显示出，宇宙中最早的恒星诞生于宇宙大爆炸发生后约2亿年，这比以前许多科学家认为的要早很多。有报道称，根据这张照片，“科学家还精确地测量出了宇宙的实际年龄是137亿年”并且“误差不超过百分之一。关于宇宙膨胀说许多科学家认为宇宙是在不断膨胀的，有现象表明宇宙的面积从诞生到现在已经扩大了近三分之一，这理论来自与行星与卫星之间的距离差。众所周知卫星会一直饶着它的行星轨道旋转，但科学家观察发现近几年月球与地球的相距差扩大了近2万公里，这意味着宇宙可能在不断地膨胀导致拉动其中所有星球轨道发生偏转和扩大。但这一理论至今没有被有力的证据证实，其最大的难题是宇宙要膨胀需要外层空间，那么外层空间又是什么呢？没有人能解释，所以这一理论被科学界定为有待发现的潜力学说。蓝月亮【天文学名词】指如果在同一个月中有两个满月，那么第二个满月就叫做蓝月亮。来历在天文历法和年鉴中，当一个月出现两次满月时，第二个满月就被赋予一个充满神秘浪漫色彩的名字 “蓝月亮(BlueMoon)。“蓝月亮”属罕见天文现象，但也并非极不寻常。继2007年6月1日09时04分满月挂夜空后，6月30日21时49分将再度迎来6月里的第二个月圆之夜，届时如果天气晴好，国内公众将可以一睹神秘“蓝月亮”的天文奇观。经计算，平均每过32个月就会出现一次“蓝月亮:但在1999年，曾经在三个月时间里出现了两次“蓝月亮。根据历法计算，两次满月之间相隔29.5天左右，而目前采用的公历历法中每个月的时间大月为31天，小月为30天，这就出现了一个时间差，导致一个月可能同时出现两个满月。经计算，平均每过32个月就会出现一次“蓝月亮。据悉，上次2004年8月份就出现“蓝月亮'；而下次相同的情形则要等到2010年4月份再现了。“蓝月亮”徒有虚名6月30日晚若天空晴朗，“蓝月亮”将现身苍穹。虽然拥有如此美丽的名字，但天文专家介绍说，其实30日晚的满月与往常并没有本质上的区别，月亮也不可能呈现出真正的蓝色。通常情况下，月亮发出珍珠白的颜色，有时可见淡黄色。从天文科学观点分析，月亮颜色与其反射太阳光的原理有关，而与具体日期没有任何干系。因此，届时的“蓝月亮”只不过是徒有虚名而已，因此30日之夜的月亮颜色与往常一样，其颜色依旧是珍珠白。“蓝月亮”预兆灾难？专家：没有科学依据民间曾传说，“蓝月亮”预兆灾难。根据历史记载，也的确曾出现过真正蓝色的月亮，且往往伴有灾难发生。夜空出现真正的蓝色月亮，其实就是因为森林大火、 火山爆发等灾害，产生的烟雾和尘埃颗粒在地球大气层中集结对光的折射间接造成的。1883年，印尼喀拉喀托火山爆发，火山灰飘到地球大气层高处，当夜人们看到的月亮就变成了蓝色。但蓝月亮现象是天体运行自然规律所致，把自然灾害与“蓝月亮”联系在一起根本没有科学依据。矮行星矮行星（dwarfplanet，亦称侏儒行星）是2006年8月24日国际天文联合会重新对太阳系内天体分类后新增加的一组独立天体，此定义仅适用于太阳系内。简单来说矮行星介乎于行星与太阳系小天体这两类之间，但会议后天文学家对此类天体定义仍有争论。一、定义在2006年8月24日在捷克首都布拉格举行的第26届国际天文学大会中确认了矮行星的称谓与定义，决议文对矮行星的描述如下：以轨道绕着太阳的天体。有足够的质量以自身的重力克服固体应力，使其达到流体静力学平衡的形状（几乎是球形的）。未能清除在近似轨道上的其它小天体。不是行星的卫星，或是其它非恒星的天体。随后并把三颗已知的天体：宴王星、原为1号小行星的谷神星与柯伊伯带天体阋神星划入矮行星之中；而该会未来亦会把外海王星天体或者小行星带的一些符合定义的太阳系天体划入矮行星之列。与行星定义的不同处只在矮行星未能清除在轨道上相邻的小天体，因而使冥王星从行星改列为矮行星，因为它未能清除柯伊伯带上邻近的小天体，而矮行星将选自传统中被认为是较小天体的小行星。根据国际天文联会（IAU）最新数据，矮行星共有5颗：谷神星、冥王星、阅神星、鸟神星、妊神星天球天球celestialsphere天文学等领域中，天球是一个想象的旋转的球，理论上具有无限大的半径，与地球同心。天空中所有的物体都想象成是在天球上。与地球相对应，它有天赤道，天极广袤无垠的天空，看起来像一个庞大的圆球，全部日月星辰好像都分布在这个球面上。天文学上就将以地球为中心，以无限大为半径，内表面分布着各种各样天体的球面称为天球。以地球球心为中心，且具有很大半径的假想圆球[1。想象中，所有天体都附着在天球上。天球是研究天体的位置和运动而引进的一个半径为任意的假想圆球。 根据所选取的天球中心不同，有站心天球、日心天球、地心天球等，各个天体同地球上的观测者的距离都不相同。天体和观察者间的距离与观测者随地球在空间移动的距离相比要大得多， 人的肉眼分辨不出天体的远近，所以看上去天体似乎都离我们一样远，仿佛散布在以观测者为中心的一个圆球的球面上（站心天球）。实际上我们看到的是天体在这个巨大的圆球的球面上的投影位置，这个圆球就称为天球。观测者所能直接辨别的只是天体的方向。在球面上处理点和弧段的关系，比在空间处理视线方向间的角度要简便得多，在天文学的一些应用中，都用天体投影在天球上的点和点之间的大圆弧段来表示它们之间的位置关系。天球的半径是任意选定的，可以当作数学上的无穷大。冲从地球上看，地外行星与太阳在相反方向成一条直线的时刻，是观测行星的最佳时刻。日珥在日全食时，太阳的周围镶着一个红色的环圈，上面跳动着鲜红的火舌，这种火舌状物体就叫做日珥，日珥［1是在太阳的色球层上产生的一种非常强烈的太阳活动，是太阳活动的标志之一。日珥是通常发生在色球层的，它像是太阳面的 "耳环"一样。按运动情况来看，日珥可分为爆发型、宁静型和活动型这样三大类。如果细分下去可以分为十几类。宁静日珥，在观测时间内似乎是不动的，而活动日珥，则老在不停地变化着。它们从太阳表面喷出来，沿着弧形路线，又慢慢地落回到太阳表面上。但有的日珥