天文馆解说词

天文馆解说词 西南大学天文馆解说词 大家好～欢迎来到西南大学天文馆我是解说员***。现在我们位于的是天文理论展厅，我们的展厅是由宇宙概论、恒星与星系、太阳与太阳系、月球与地月系以及天文学史五个篇章构成。下面就请各位跟随我的脚步开始一场神秘梦幻的天文学之旅吧。 首先我们开启的是第一篇章宇宙概论。宇宙，相信大家都不陌生。宇宙是一个多层次多尺度的天体系统，以地球作为观测平台，宇宙从微观到宏观可以分为以下几个层次:太阳系、银河系、河外星系。一会儿呢都会为大家一一讲解。 自然科学有着六大基础学科，分别是:数学、物理学、化学、生物学、地学和天文学。作为自然科学六大基础学科之一的天文学随着时代的进步，发展出了天体测量学、天体力学、天体物理学，并成为天文学的三大分支。 当我们夜晚仰望星空的时候，璀璨的星星一个个宝石般镶嵌在天空中，是不是看起来都距离我们一样远呢,但是啊如果我们乘坐宇宙飞船飞到太空中去，我们就会看到他们实际上有远有近，那为什么我们会觉得他们在一个平面上呢,其实我们看到的是他们在我们地球外面的一个很大的球面上的投影，我们可以想象成是把那一个个有远有近的星星都挤压到了那个大球上，这个我们地球外巨大的假想的球呢我们把它称之为天球，大家都知道地球是绕着太阳公转的，一年转完一圈。地球公转时，我们从地球上看太阳，太阳在天球上和众星间缓慢的移动着位置，方向也是自西向东一年绕一圈，这个我们把它称之为太阳周年视运动，它在天球上的的轨迹我们称之为黄道，我们可能对这个概念比较陌生，但我们一定很熟悉黄道星座，黄道星座是怎么来的呢,人们啊人为的把黄道分为十二等分，每一段以邻近的星座命名，也相当于把一年划分成了十二等分，每一段时间里太阳走向其中一个星座。在西方，每个人出生时太阳走到哪个星座，我们就说这个人是这个星座的，例如，我的生日是8月30日，我的星座就是处女座，大家快来找一找自己的星座。 天球的设立以地球为参考，而我们知道地球在自西向东快速绕轴自转，但是我们站在地球上，好像感觉不到地球在转动，相反的，我们可以感觉到在一年之中天空的转动，因为运动是相对的，比如你静止不动，我向左走，从我的角度而言，你就是向右走的，对不对,太阳和地球同样是这样的，地球自西向东做着公转，而在我们眼中，天空就是自东向西做着逆运动，而平时看到的天体也相应的出现东升西落的周日变化。 这三幅图片就是天体的视运动轨迹，这些图片是长期曝光得出来的。 了解了宇宙的基本知识，现在我们再往前走，开启第二篇章恒星与星系。恒星，我们可能比较陌生，大家都知道太阳，太阳就是恒星，在宇宙中太阳不是孤单的，他有着相当多的同类，约有20万亿亿到40万亿亿颗，可以说他们是宇宙的主题了，所以我们要认识宇宙，首先就要了解他们，和认识新朋友一样认识一个新事物，我们先要了解他的姓名内涵和基本状况，我们先说恒星的姓名内涵，恒星是一种能自身发光且位置相对恒定的气态天体。接着我们看看他的基本状况，也就是他的距离、大小和亮度。 一说距离，我们就会想到计量单位。我们常用的计量单位有千米、米、分米、厘米对不对,恒星的距离是很远的，这些单位对于恒星而言太小了，他们的计量单位有三个:天文单位、光年、秒差距。1天文单位=1个日地距离，相当于绕赤道约370万圈。光年，顾名思义，就是光在真空中行走一年的距离，我们在使用时会根据其不同的距离采用不同的计量单位，就像我们丈量路程时会用千米，量自己身高会用米一样。同样的，我们在测量时也会采 第 1 页 用不同的方法，常用的方法有:三角视差法、分光视差法、造父变星法等。 对于恒星而言，最重要的物理量就是质量了，因为恒星内部的物理性质和恒星演化都取决于其质量。有了足够的质量才能够进行充分的热核反应，使恒星发光发热并支撑它的生存。 我们肉眼看到的星星有的亮有的暗，这个叫做恒星的亮度或光度，指的是我们人主观感受到恒星的明亮程度，表示为视星等。视星等取决于两个要素:一个是绝对星等，一个是距离。绝对星等衡量的是恒星客观的发光能力，是假定把恒星放在距地球10秒差距(32.6光年)的地方测得的恒星的亮度，用以区别于视星等。所以有时候我们看到有些星星比较暗，其实不是它不亮，而是我们距离它太远了。 通过研究恒星的光度和亮度，可以得到恒星的光谱。20世纪初，在天文学史上具有重大意义的赫罗图出现了，赫罗图是用于向我们展示展示恒星分类和它的演化过程。赫罗图可以说是一张恒星的全家福，为什么这么说呢,我们先来看一看赫罗图，从整体上看，赫罗图是由一个坐标系和它所表示的东西组成的，我们先从坐标系入手，横坐标表示的是温度，纵坐标表示的是亮度，大家仔细看看这个与我们平时接触到的直角坐标系有什么不同呢,他的横坐标自左向右是越来越小的，看出了这一点，我们看看这坐标系上的东西，一眼望去，我们会看到这中间的一条斜线，它的规律是其光度和温度成正比，温度越高，恒星亮度越大，集中在这条线上的恒星，我们把它称为主序星，他是恒星的青壮年时期，右上角的这些呢，我们看坐标系可以得出他温度低，光度度大的特点，这是因为他的体积大，密度小，我们称他为巨星，而左下角的这些则温度高，光度低，这是由于他的密度大、体积小造成的，我们称他为矮行星，这是恒星的老年阶段，所以，这的确像是一幅全家福不是么, 在一开始介绍恒星时我们说恒星的位置是相对恒定，那也就是说恒星并不是完全静止不动的，它也有自身的自转和自行，但是因为距离太远，我们感觉不到而已。 恒星和我们人一样也有生与死，它生命的起点是星云，星云依靠引力构成原始恒星，不断收缩进入青壮年时期变为主序星，慢慢的恒星老去走向死亡，恒星的死亡归宿要取决于它的质量，以太阳质量为界，小的会变成白矮星、大的会变成黑洞、跟太阳质量相似的会变为中子星。这个展板就是哈勃望远镜观察到的恒星的生与死。 接下来我们来说说变星，通俗一点说变星就是亮度会改变的星，时亮时暗。变星又可分为几何变星、脉动变星和爆发变星。几何变星像两个拉手玩闹的孩子，两人相互吸引相互绕转相互遮掩造成光度变化。脉冲变星的自身会有周期性的膨胀和收缩，致使它们的亮度和大小都有变化。爆发变星是一种会突然爆发出辐射能的变星，它包括新星、超新星等。不过，爆发变星亮度的突然增大就象是昙花一现只持续很短的时间，随后就会缓慢地越变越暗。 恒星大部分不是单一存在，两颗恒星在因为互相万有引力一起我们把它称为双星，两颗以上恒星在一起我们把它称为合星或聚星。恒星再多就组合成了星团，松散分布的叫疏散星团(年轻);球状分布的叫球状星团(年老)。 这是一张星云表，星云是什么呢，其实啊，就像我们看到的，星云是一切非恒星状的气体尘埃云，大家在里面找找看，哪个是唯一一个我们肉眼可见的“星云”,对了，就是M31仙女座大星云，但现在它已经被证实是一个河外星系。当人们尚不知道它是旋涡星系的时候把它与气体星云混淆在一起而取了仙女座大星云这个名字，至今人们仍然喜欢并习惯这样称呼它。 星系是一个更大的概念，我们太阳系是处在银河系之中的，这个微微倾斜的圆盘状的 第 2 页 事物就是我们的银河系。 而在银河系外的天体系统我们统称之为河外星系。星系按形状的不同可以分为椭圆星系、涡旋星系、不规则星系、棒旋星系。星系同样是运动着的，它表现为星系内部的恒星运动和星系整体运动，这是两个星系相撞时的画面。 多个恒星会组成星团，多个星系也会组成星系团。 我们已经了解了这么多关于宇宙的知识，相信大家也一定很疑惑这个复杂的宇宙到底是如何形成的。迄今为止，宇宙大爆炸学说是公认的解决宇宙演化问题的最经典模型。因为他的假设和我们观测到的一些数据很吻合，它很简单很自然又很合理，宇宙大爆炸学说认为宇宙是起源于一个体积几乎为零、质量、密度和能量均无穷大点，这个点叫做奇点，奇点爆炸才有了物质的产生和宇宙的产生。一切都是从大爆炸这一瞬间开始的。也就是说，宇宙的一切，包括空间和时间，都起源于大爆炸。在大爆炸之“前”，一切均归于无。没有空间，没有时间，没有宇宙。 接下来让我们走近我们最熟悉也是最与我们息息相关的太阳与太阳系。2006年，国际天文联合会对太阳系的天体类型做了最新的界定，太阳系天体被划分为经典行星、矮行星和小天体;并将冥王星被剔除了九大行星行列，成为了矮行星，因为他的体积太小且不具备清除轨道上小物体的能力。 太阳可以说是我们最熟悉的天体之一，它为我们提供光与热，对人类生产生活有着不可或缺的作用。所以我们更要深入研究它了解他，才能更好的发展。它的基本参数对我们来说也是非常重要的。太阳非常的大，我们感觉地球就已经很大了，然而太阳半径差不多是地球110倍，质量差不多是地球的33万倍，什么概念呢,就是大约可以装下130万个地球。 太阳的内部由内向外主要可以分为三层:核反应区、辐射层和对流层。核反应区是太阳的产能区，核反应主要通过氢聚变成氦的热核反应产生光与热，为地球提供诸多能源。外部则是太阳大气，太阳大气由内向外又可分为光球层、色球层、日冕。地球上观测到的太阳可见光辐射主要来自于光球，而色球和日冕只有在日全食时才能观测到。 太阳在一定的周期会发生太阳活动，表现为太阳黑子、耀斑、日珥等等。太阳活动会对地球造成许多影响，我们所知道的在高纬度地区异常美丽的极光就是太阳活动造成的，它是由于来自太阳的高能带电粒子扰乱地球磁场，使高层大气分子或原子激发而产生的。在太阳活动的多发年份，他也会给我们带来一些不利，比如干扰我们的短波通信。 接下来我们要进一步了解的是经典的八大行星。水星是最靠近太阳的行星，因此它的昼夜表面温度差异极大，最低温度可达零下173度、最高温度可达427度，条件如此恶劣，所以水星上是不可能有生命存在的。另外呢水星的表面类似月球，也有环形山、辐射纹等地貌。又因为水星位于太阳和地球之间，属于地内行星，有时会发生凌日现象，水星直接从太阳的前方掠过，类似月球造成的日食，从地球可看见水星是在太阳盘面上移动的一个黑色小圆盘。 金星，中国古代称之为太白金星，罗马人称为爱神维纳斯。有人称金星是地球的姊妹星，确实，从结构上看，金星和地球有不少相似之处。虽说如此，但两者的环境却有天壤之别:金星的表面温度很高，不存在液态水，加上金星大气97%都是二氧化碳温室效应强烈、严重缺氧等残酷的自然条件，金星有极少的可能有生命的存在。由此看来，金星和地球只是一对“貌合神离”的姐妹。另外，因为我们的金星也是位于太阳和地球轨道之间，属于地内 第 3 页 行星，所以有时会发生和水星凌日现象相似的金星凌日现象 地球是我们赖以生存的家园，我们再熟悉不过了，就不再细说了。 火星，在西方称为“战神玛尔斯”，她看起来是一颗明亮的红色的星，这颗星星上真的布满了火么,其实啊它橘红色的外表是因为地表的褐铁矿。我们在火星上探测到了地下水的存在时，人们曾一度认为火星有可能存在生命。所以火星因此被誉为天空中的小地球，关于火星上是否存在生命的讨论持续了一个多世纪。但是随着观测技术的发展，天文学家发现火星基本上可以说是一颗沙漠行星，因为地表沙丘、砾石遍布。此外，和金星相似同样是以二氧化碳为主的火星大气既稀薄又寒冷，昼夜温差超过100摄氏度，最高气温都在零下，所以存在生命的几率也是比较小的。 木星，在中国古代称为岁星 ，西方称为朱庇特，是众神之王的意思，木星也可以说是我们太阳系里的老大，因为它有着极其巨大的质量，是其它七大行星总和还多，木星不仅体型硕大，而且还拥有众多的卫星，我们的地球只有月球一个天然卫星，木星足足有63个。 土星是一颗平均密度比水还要小的经典行星。也就是说如果将宇宙变为一片汪洋，土星是会漂浮在水面上的。在太阳系的行星中，土星的光环最惹人注目，它使土星看上去就像戴着一顶漂亮的大草帽。观测表明构成光环的物质是碎冰块、岩石块、尘埃、颗粒等，它们排列成一系列的圆圈，绕着土星旋转。此外，火星周围的卫星也不少，其中以土卫六泰坦最大，它的半径要比水星还要大，而且是我们太阳系中唯一具有浓密大气的卫星。 天王星是太阳系中发现的第一颗远日行星，同时也是第一颗在现代使用望远镜发现的行星。 天王星的自转轴倾斜了98度，所以我们可以形象的说天王星是以“滚”的方式绕太阳运转。其实不仅土星有光环，天王星也有一个暗淡的行星环系统，他是继土星环之后，在太阳系内发现的第二个环系统。和土星光环物质成分不同的是，天王星光环由直径约十米的黑暗粒状物组成。 最后一个经典行星是距离太阳最远的海王星，它也被称为是笔尖下发现的行星，为什么这么说呢,因为七大行星都是通过直接观测发现的，而我们的海王星是天文学家们根据各种数据用各种公式推测出来的。海王星大气成分和内部结构与天王星极为相似，所以我们也常常将它们称为孪生行星。海王星的标志性特征是表层大气的强大气旋，即海王星南半球的大黑斑。 说完了经典行星，我们再来了解一下矮行星。在太阳系中矮行星的代表就是06年被降级的冥王星和03年发现的迄今为止太阳系最远的天体-齐娜，其共同特点是不能够清除它们轨道周围的小天体。 太阳系中除了恒星、行星还有太阳系小天体。太阳系小天体中的小行星是围绕太阳旋转的小质量天体，分布在火星和木星的轨道之间或者是在木星轨道上。火星和木星之间的诸多小行星连成一片，被称为小行星带。小行星同样是绕太阳公转的，它们有的能够运行到地球附近，我们将其称为近地小行星。在今年2月16日凌晨，当大多数人还在睡梦中时，却不知道地球经历了一场有惊无险的天文邂逅。4时左右一颗重约13万吨有一栋楼那么大的小行星与地球擦身而过，天文学家表示这是本世纪最靠近地球的一颗小行星，若撞击地球可以将伦敦夷为平地，这足可见其威力之巨大。 彗星也是小天体的一种，形状像一个扫把，彗星本质上是一个在高偏心率轨道上运行的冰物质。当它运行到太阳附近时，因为温度升高会蒸发升华形成背离太阳的彗发和彗尾。就是形状像扫把的尾巴的部分，最著名也是最早发现的周期彗星是哈雷彗星，它的公转是逆 第 4 页 转，周期为76年。这也是我们目前发现的唯一一颗周期短于100年的明显彗星。 和彗星比较相似的，就数流星和流星雨了，其实啊流星可以说是彗星瓦解的产物。彗星瓦解会形成流星体，流星体是存在于太阳系中的微小颗粒，环绕太阳运动，在经过地球附近时，流星体受到地球引力的摄动，改变轨道，向地球接近。当它们闯入地球大气时，同气体分子和原子发生剧烈摩擦而燃烧发光，在天空中划出一道明亮的余迹，这就是流星。流星通常是单个出现的，这样的流星我们将它称为偶发流星。有时，人们在一定的天空区域，在特定的季节，会发现流星的数量有显著的增加，甚至像雨滴一般密集，因而被称为流星雨。说了这么多，想必大家都很想亲眼看一看这样美丽的流星，流星雨是可以预报的，但是大家可需要有耐心和毅力，并且还要做好充分的准备，因为天文学家通过观测总结出流星在下半夜出现的几率要远远大于上半夜呢。 那么如此神奇的太阳系是怎样产生的呢,18世纪的康德和拉普拉斯提出了太阳系起源的星云假说。它们认为太阳系中的所有天体是原始星云通过自引力逐渐收缩形成。 接下来让我们走近美丽的广寒宫去领略月球与地月系的奥妙。月亮可以算的上我们最熟悉的朋友了，自古以来都有嫦娥奔月、吴刚伐木等神话故事，这些故事的由来多是古时候先人对月球表面凹凸不平存在阴影的想象和解释。月球地貌类型丰富，有高海拔的月陆、低海拔的月海、类似火山的环形山等等。月球之所以有着如此多样的地貌，是因为长久时期以来内外力共同作用的结果。 登月自古以来就是全人类的梦想，月球探测开始于20世纪50年代末，苏联、美国先后发射多枚登月卫星，1969年7月16日发射的阿波罗11号使得美国宇航员阿姆斯特朗成为第一个登上月球的人。进入20世纪，欧盟、日本、印度、中国相继提出月球探测计划并发射卫星。 月球和地球一样，也有自转和公转，它的自转比较特殊，是同步自转，即自转一周同 时公转一周，这使得在地球上的我们永远都只能看到月球的正面。要是想看到完整的月球，还需要借助卫星拍摄月球背面的图像。 月球是距离地球最近的自然天体，月球观测的内容不仅只是观察月相的变化，也有观察视半径变化、经平动、纬平动、月球灰光等等。 古代有天狗吃月亮一说，其实就是月食。日食和月食都是因为太阳、地球、月球三者之间位置变化而产生的。日食发生时，月球位于地球和太阳之间，从地球上看是月球挡住了太阳，所以太阳不见了;月食发生时，地球位于太阳和月球之间，地球挡住了为月球提供反射光源的太阳，从地球上就看不到月球了。 最后一个篇章是天文学史，大家有兴趣的可以自己看一看，拓宽自己的知识面。 今天的天文学之旅到这里就结束了，感谢大家耐心地倾听，再见～ 第 5 页