第38章 宇宙大視野(3)(2 / 3)

為什麼天文學家要給星星拍照

拍照可以給我們留下美好的回憶和永久的紀念,那麼天文學家為什麼要給天上的星星拍照呢?原來,有很多天文現象瞬息突變,像超新星能在幾天之內光度突然增加到原來光度的千萬倍以上,又如流星在天空中一劃而過,幾秒鍾就消逝;有些天文現象極其罕見,像日全食在一個地方平均要相隔200—300年才出現一次,而且一次最長不過幾分鍾時間,又如亮的彗星,要幾十年甚至更長時間才碰上一次。這些天象如果不拍下照片,長期保存,單憑人們的印象和記錄,就很少有科學價值。

天文現象的另一個特點是星光暗淡,在觀測恒星光譜時,需將這點微弱的星光分散在一條譜帶上,若要用眼睛直接看清每條譜線,是很困難的。如果通過天文望遠鏡拍下照片,星光雖弱,但底片感光有積累作用,加長曝光時間就可以彌補這一不足。給星星拍照還有一個好處,就是它能拍到紫外線和紅外線部分,超出了肉眼的可見範圍,這樣就擴大了我們觀測恒星光譜的範圍。

天空中繁星點點,因此,天文學家在繪星圖、編星表時,用給星星拍照的方法,既客觀又準確。若用目視方法測繪上千萬顆星的位置,實在是難以想象。所以,給星星拍照是天文觀測中不可缺少的重要辦法。現代天文學中的重要發現,與此密不可分。

給星星拍照和我們一般拍照不大一樣。一般在拍人、拍景時,“哢嚓”一聲,一張照片就拍好,曝光時間很短,隻有幾百分之一秒或幾十分之一秒。而給星星拍照則需幾分鍾乃至幾小時,曝光時間長是天文照相的一個特點。其次,天文台大都使用玻璃底片——幹片,因為天文台需要進行精密測量,比如測譜線的波長或測星星的相對位置,都要精確到萬分之一毫米,使用玻璃底片就不會變形。

當今數碼照相機正在崛起,原理與數碼相機基本相同的天文觀測設備,也正在逐步取代原始的天文照相術,但它們的工作目的還是一樣的,隻是“拍照”的效果更好。

知識點:天文觀測、照相、光譜、科學價值

為什麼在南極和北極半年是白天,半年是夜晚

地球在圍繞太陽旋轉的時候,地球的自轉軸並不和公轉的軌道平麵(稱為黃道麵)垂直,它們相交成66.5度的角度。

每年春分,太陽直射地球的赤道。然後地球漸漸移動,到了夏天,日光直射到北半球來。過後到了秋分,太陽再直射赤道。到了冬季,太陽又直射南半球去了。在夏季這段時間,北極地區全天在日光照耀之下,不會進入地球上未被陽光照到的暗半球內,一連幾個月看見太陽懸掛在天空。直到秋分以後,陽光直射到南半球去,北極進入了地球的暗半球裏,漫漫長夜方才降臨。在整個冬季,日光一直不能照到北極。半年以後,等到春分,太陽才重新露麵。所以北極半年是白晝(從春分到秋分),另半年是黑夜(從秋分到春分)。

同樣的道理,南極也是半年白晝,半年黑夜。隻不過時間和北極正好相反。北極白晝的時候,南極是黑夜。北極黑夜的時候,南極是白晝。

實際上,由於大氣折射的影響,太陽還在地平線下麵半度左右的時候,日光就已經照射到地麵上來。因此,北極在春分前兩三天,太陽光就已經照到地麵了。而秋分之後,也要過兩三天太陽才完全隱沒下去。所以北極的白晝要比半年長一些。同樣的道理,南極的白晝也是半年多一點。不過,由於地球公轉軌道不是正圓形,北極的白晝,比南極的還要略長一些。

正因為如此,在每年的春分和秋分前後幾天,在南極和北極,同時都可看見太陽,過著共同的白晝。相反的,在一年中的其他時間裏,南極和北極從來不會同時出現黑夜。

知識點:白晝、黑夜、南極、北極、大氣折射

為什麼在使用公曆的同時還要用農曆

我國現在使用的曆法有兩種,一種是國際上通用的公曆,也叫陽曆;另一種是我國特有的農曆,又稱夏曆。

公曆起源於古代埃及。地球繞太陽公轉一周的時間,即一個回歸年的長度是365天5小時48分46秒。為了日常生活的方便,1年所包含的日數應為整數,因此公曆取365天為1年,然後再采取置閏的方法來與回歸年的長度保持一致。公曆的置閏方法,使得它的曆年平均長度非常接近回歸年的實際長度。因此,公曆能夠把寒來暑往、季節交替非常準確地反映出來。

農曆實際上是一種陰陽曆,它是兼顧月相變化和回歸年兩個周期而編製的曆法。首先,它以月相變化一周的時間作為月的標準,這樣1個月的平均長度是29日12時44分2.8秒,農曆取29日為1小月,30日為1大月,12個月共354或355日。為了使它的曆年長度盡量與回歸年長度一致,采用置閏月的辦法,有閏月的年份包含13個月。這樣一來,農曆每年也與季節交替周期相近,並且農曆每月與月亮盈虧周期相符。這就是說,它的年和月兩個單位,都具有各自確定的天文意義。