當我們乘船在江河裏航行時,船身在江河中前進,兩岸景色後移,覺得船行得很快。如果乘輪船在大海裏航行,站在甲板上,海天一色,白浪滔滔,海鷗追逐著行船,仿佛釘在船舷邊,那時候,會覺得船行得很慢。原來乘江河裏的船時,因為江岸離我們比較近,因此我們看到兩岸迅速移動,就意識到船在行進。乘輪船在大海裏航行時,水天茫茫,海岸距離較遠,於是我們覺得船行得十分遲緩。
地球這艘宇宙間的“大船”,在運行的軌道旁如果也像江河裏的船那樣,我們就很容易覺察出地球的轉動了。可是地球的質量太大,隻有遠處的星星這些參照物可以幫我們看出地球轉動的行蹤。但星星距離我們實在太遠了,在短時間裏,比如說幾分鍾、幾秒鍾裏,我們完全感覺不到地球在轉動。但不要忘記,我們每天看到的太陽、月亮、星星的東升西落,就是地球轉動的結果。
知識點:地球、轉動、運行空間、參照物、距離
為什麼地球是一個扁球
地球並不是一個標準的圓球。而是一個南北間較短的扁球,赤道的半徑比兩極的半徑大21公裏。
那麼地球為什麼是一個扁球呢?
由於地球在自轉,地球上每部分都在作圓周運動。這和汽車在轉彎時,乘客也都在沿圓周運動一樣。經驗告訴我們,汽車轉彎時,乘客都有向遠離圓心方向傾倒的趨勢,這種趨勢是由於乘客受到慣性離心力的作用,因而也都具有一種離開地軸向外跑的趨勢。
人們經過實踐證明,地球上各部分所受慣性離心力的大小,與它離開地軸的距離成正比,也就是說,距離地軸愈遠的地方,所受的慣性離心力愈大。赤道部分比兩極部分距離地軸遠得多,所以赤道部分所受到的慣性離心力要比兩極大,就使得地球成為兩極稍扁、赤道略鼓的扁球體。
知識點:地球、扁球、自轉、慣性、正比
為什麼天文學家要觀測日食和月食
太陽上發生的一切變化,都和我們的日常生活有著非常密切的關係。例如,太陽大氣發生爆炸時,對地球上的天氣變化、短波無線電通信等都有劇烈的影響。因此,弄清楚太陽的本質,摸清太陽的脾氣是很有意義的。
要了解它,就要觀測它。但是,觀測太陽並不是毫無阻礙的。通常我們見到的強烈的太陽光,絕大部分是太陽大氣最底層發出的,這一層叫做光球層。太陽大氣外層的光很微弱,在地麵上觀測太陽時,由於地球大氣散射太陽光,使天空變得很亮,它完全掩蓋了太陽外層大氣的光,使我們看不見那裏的各種現象。用一般的儀器隻能看清楚光球層。
日全食時,月球遮住了太陽的光,天空變暗了,太陽外層大氣的光才顯露出來,露出了“廬山真麵目”,使我們能看到平時看不見或者看不清楚的現象。
色球層、日珥、日冕都是太陽外層大氣的組成部分。前麵談到的地球上的天氣變化、短波無線電通信受幹擾,都和它們的活動有密切關係。因此,色球層、日珥、日冕都是天文學家感興趣的對象。雖然平時在一定條件下也可以觀測到色球層、日珥、日冕,但在日全食時,這些現象可以看得特別清楚。這時,進行研究得到的結果非常有價值。所以,每逢發生日全食的時候,科學家們總要千裏迢迢地帶上許多笨重的儀器,趕到可以見到日全食的地方去進行觀測。
那麼為什麼要觀測月食?天文學家在月全食時,通過研究月球的亮度和顏色,可以判斷地球大氣上層的成分。月食時測定月麵溫度的變化,可以幫助研究月球表麵的構造。此外,還可以通過月食的過程仔細研究地球和月球的運動規律。相比起來,日食觀測要比月食觀測更有科學意義。
知識點:日食、月食、太陽大氣、光球層
為什麼夏天晚上看到的星星比冬天的多
在晴朗的夏夜,我們一抬頭,就看到天空繁星密布,總是比冬天晚上的星星多一些。這是什麼道理呢?這和我們的銀河係有關,因為我們所看到的星星,差不多都是銀河係裏的星星。
整個銀河係至少有1000億顆恒星,它們大致分布在一個圓餅狀的天空範圍裏,這個“圓餅”的中央比周圍厚一些。光線從“圓餅”的一端跑到另一端要10萬年。
太陽係是銀河係裏的一員,太陽係所處的位置並不在銀河係的中心,而是在距銀河係中心約2.5萬光年的地方。當我們向銀河係中心方向看時,可以看到銀河係恒星密集的中心部分和大部分銀河係,因此看到的星星就多;向相反的方向看時,看到的隻是銀河係的邊緣部分,看到的星星就少得多。
地球不停地繞太陽轉動,北半球夏季時,地球轉到太陽和銀河係中心之間,銀河係的主要部分——銀河帶,正好是夜晚出現在我們頭頂上的天空;在其他季節裏,這段恒星最多最密集的部分,有時是在白天出現,有時是在清晨出現,有時是在黃昏出現,有時它不在天空中央,而是在靠近地平線的地方,這樣就不容易看到它。
所以,在夏天晚上我們看到的星星比冬天晚上看到的要多一些。
知識點:星、銀河係、銀河係、冬天、夏天