第一章天文科學
天文科學盡管研究的是宇宙中各類天體和天象，絕大多數好像遙不可及和高深莫測。然而曆史上的天文學家和現代高新技術，已經揭示了宇宙天體的內在性質和變化規律，因此，隻好我們掌握這些知識，就能開啟天文科學的大門。
天文知識
宇宙
宇宙是空間和其中存在的各種天體及所有物質的總稱，宇宙是物質世界。它處於不斷的運動和發展中，在空間上無邊無界，在時間上無始無終。人類對宇宙的認識，從太陽係到銀河係，再擴展到河外星係、星係團乃至總星係。人們的視野已達到100多億光年的宇宙深處。有人把總星係稱為“觀測到的宇宙”、“我們的宇宙”；也有人把總星係稱為“宇宙”。宇宙天體表現出多種多樣的形態：有密集的星體狀態，有鬆散的星雲狀態，還有輻射場的連續狀態。宇宙中的天體都有它的產生、發展、衰亡的曆史，但作為總體，宇宙的產生、發展一直是宇宙學研究的主要課題之一。關於宇宙的產生可參看宇宙的大爆炸模型。
宇宙的蓋天說
是中國古代的一種宇宙學說。其大約始於周朝初，到公元前1世紀，已經形成了一個完整的、定量化的理論體係。按照蓋天說的宇宙圖式，日月星辰繞著它旋轉不息。蓋天說認為，日月星辰的出沒，並非真的出沒，而隻是離遠了就看不見了，離得近就可以看見它們的照耀。據漢代學者王充解釋：“今試使一人把大炬火，夜行於平地，去人十裏，火光滅矣；非滅也，遠使然耳。今，日西轉不複見，是火滅之類也。”
我們知道，現在人們已經認識到宇宙的蓋天說是完全錯誤的，它反映了人們認識宇宙結構的一個階段，在描述天體的運動方麵也有一定的曆史意義。
宇宙的渾天說
是中國古代的一種宇宙學說。渾天說最初認為：地球不是孤零零地懸在空中的，而是浮在水上；後來又發展，認為地球浮在空氣中，因此有可能回旋浮動，這就是“地有四遊”的樸素地動說的先河。“渾天說”認為全天恒星都分布於一個天球上，而日月五星則附麗於天球上運行，這與現代天文學的天球概念十分接近。因而“渾天說”采用球麵坐標係，如赤道坐標係，來量度天體的位置，計量天體的運動。“渾天說”不隻是一種宇宙學說，而且是一種觀測和測量天體視運動的計算體係，類似現代的球麵天文學。“渾天說”對現代宇宙學的發展起到了重要的作用。
黃道
黃道是地球繞太陽公轉的軌道與天球相交的大圓。由於地球的公轉運動受到其他行星和月球等天體的引力作用，黃道麵在空間的位置產生不規則的連續變化，但在變化過程中，瞬時軌道平麵總是通過太陽中心。從地球中心來看，黃道很接近於太陽在恒星中的視周年路徑。通過精密的天文儀器，可以察覺黃道與太陽視周年路徑的差別。
白道
月球繞地球公轉的軌道平麵無限延伸交天球於一圈，稱為白道。白道與黃道有接近6度的交角(見“黃道”條)。
三垣二十八宿
中國古代為了認識星辰和觀測天象，把天上的恒星幾個幾個地組合在一起，每個組合給一個名稱。這樣的恒星組合稱為星宮。各個星宮所含的星數多少不等，少到一個，多到幾十個。所占的天區範圍也各不相同。在眾多的星宮中，有31個占有很重要的地位，這就是三垣二十八宿。三垣是指紫微垣、太微垣、天市垣。二十八宿的名稱為：東方七宿：角、亢、氏、房、心、尾、箕；西方七宿：奎、婁、胃、昂、畢、觜、參；南方七宿：井、鬼、柳、星、張、翼、軫。北方七宿：鬥、牛、女、虛、危、室、壁。
星等
是表示天體相對亮度的數值的量，最早人們把全天人眼可見的星按感覺的亮度分為6等，最亮的20顆星定為1等，亮度隨星等數目的增加而降低，後來人們發現，1等星比6等星亮約100倍，於是，用公式將天體的亮度和星等聯係起來。星等的零點由規定的某顆星的星等值來確定。
天球
天球是在天文學研究中為了確定天體的位置而假想的一個圓球。天球的半徑可以認為是無窮大，包容了所有的天體。所有的天體可以認為是位於天球上。地球被看作是天球的中心。
天體
天體是宇宙中各種星體的通稱。其代表宇宙中所有物質組成的集合體。包括星係、星團、恒星以及各種發光或不發光的星際物質。
天頂
天頂是觀測者頭上無限延伸的一點。因為地球上各點與地球中心的聯線不同，各地的天頂也是不同的。
地平麵
通過觀測者所在地與該地方的鉛垂線垂直的平麵稱為地平麵。由於地球呈球形，地平麵與觀測者所在地有關。
天文現象
日食
是太陽被月球遮蔽的現象。月球在繞地球運動的過程中，有時會走到太陽和地球中間，這時月球的影子落到地球表麵上，位於影子裏的觀測者便會看到太陽被月球遮住，這就是日食。月球的影子可以分為本影、偽本影和半本影三部分。在日食時，觀測者有時可能在本影範圍內，這時觀測到的日食為全日食。在偽本影內，則見月球不能完全遮住太陽，在太陽邊緣剩下一圈光環，這就是日環食。在半本影內，則見太陽的一部分被月球遮住，稱為日偏食。全世界每年最多可以發生5次日食，最少也要發生2次日食，對於某一個確定的地點，平均每3年左右就可以看到一次日偏食，日全食則平均每300年才能看到一次。日食發生的條件有兩個：一是月球在朔(新月)的時候，二是太陽同交點的距離在日食限以內。
月食
是月球進入地球的陰影，月麵變暗的現象。地球在背著太陽方向有一條陰影，地影分為本影和半影兩部分。本影沒有受到太陽直接射來的光，半影受到一部分太陽直接射來的光。月球在繞地球運行過程中有時進入地影，這就發生月食。月球整個都進入本影，發生月全食；隻有一部分進入本影，則發生月偏食。有時月球隻進入半影，這稱為半影月食。月球進入地影的現象隻能發生在“望”(農曆十六日前後)。月食的程度的大小用食分來表示。食分等於食甚時，月球視直徑在食甚時進入本影的部分與月球視直徑之比。每年發生月食的概率(包括本影和半影月食)最多為5次，最少為2次。