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宇宙,是我们所在的空间,“宇”字的本义就是指“上下四方”。 地球是我们的家园; 而地球仅是太阳系的第三颗行星; 而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧; 而银河系,在宇宙所有星系中,也许很不起眼…… 这一切,组成了我们的宇宙: 宇宙,是所有天体共同的家园。 宇宙,又是我们所在的时间,“宙”的本意就是指“古往今来”。 因为,我们的宇宙不是从来就有的,它也有着诞生和成长的过程。现代科学发现,我们的宇宙大概形成于二百亿年以前。在一次无比壮观的大爆炸中,我们的宇宙诞生了!(这就是著名的“大爆炸”理论。) 宇宙一经形成,就在不停地运动着。科学家发现,宇宙正在膨胀着,星体之间的距离越来越大。 宇宙的明天会怎样?许多的科学家正为此辛勤工作着。这也许永远是一个谜,一个令人无限神往的谜。
2007年11月10日 13点11分
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恒星 在地球上遥望夜空,宇宙是恒星的世界。 恒星在宇宙中的分布是不均匀的。从诞生的那天起,它们就聚集成群,交映成辉,组成双星、星团、星系…… 恒星是在熊熊燃烧着的星球。一般来说,恒星的体积和质量都比较大。只是由于距离地球太遥远的缘故,星光才显得那么微弱。 古代的天文学家认为恒星在星空的位置是固定的,所以给它起名“恒星”,意思是“永恒不变的星”。可是我们今天知道它们在不停地高速运动着,比如太阳就带着整个太阳系在绕银河系的中心运动。但别的恒星离我们实在太远了,以至我们难以觉察到它们位置的变动。 恒星发光的能力有强有弱。天文学上用“光度”来表示它。所谓“光度”,就是指从恒星表面以光的形式辐射出的功率。恒星表面的温度也有高有低。一般说来,恒星表面的温度越低,它的光越偏红;温度越高,光则越偏蓝。而表面温度越高,表面积越大,光度就越大。从恒星的颜色和光度,科学家能提取出许多有用信息来。 历史上,天文学家赫茨普龙和哲学家罗素首先提出恒星分类与颜色和光度间的关系,建立了被称为“赫-罗图的”恒星演化关系,揭示了恒星演化的秘密。“赫-罗图”中,从左上方的高温和强光度区到右下的低温和弱光区是一个狭窄的恒星密集区,我们的太阳也在其中;这一序列被称为主星序,90%以上的恒星都集中于主星序内。在主星序区之上是巨星和超巨星区;左下为白矮星区。 恒星诞生于太空中的星际尘埃(科学家形象地称之为“星云”或者“星际云”)。 恒星的“青年时代”是一生中最长的黄金阶段——主星序阶段,这一阶段占据了它整个寿命的90%。在这段时间,恒星以几乎不变的恒定光度发光发热,照亮周围的宇宙空间。 在此以后,恒星将变得动荡不安,变成一颗红巨星;然后,红巨星将在爆发中完成它的全部使命,把自己的大部分物质抛射回太空中,留下的残骸,也许是白矮星,也许是中子星,甚至黑洞…… 就这样,恒星来之于星云,又归之于星云,走完它辉煌的一生。 绚丽的繁星,将永远是夜空中最美丽的一道景致。
2007年11月10日 13点11分
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星系 当遥望星空时,横贯天际、蔚为壮观的银河总能让人们欣然神往,思绪万千。仔细观察的话,我们也能看出银河实际上是由许许多多颗星星所组成的。在天文学中,我们把这种由千百亿颗恒星以及分布在它们之间的星际气体、宇宙尘埃等物质构成的,占据了成千上万亿光年空间距离的天体系统叫做“星系”。我们的太阳就是银河系中普通的一颗恒星。 银河并不是宇宙中唯一的星系:通过各种方法,人们已经观察到的星系已经有好几万个了!不过,由于距离太遥远,它们看起来远不如银河那么壮丽。借助望远镜,它们看起来还只像朦胧的云雾。离咱们银河系最近的星系——大麦哲伦星云和小麦哲伦星云,距离我们银河系也有十几万光年。一般地,我们把除银河以外的星系,统称为“河外星系”。 星系在早期曾被归到星云中,直到1924年,在准确测定了仙女座星云(现应严格称为“仙女座河外星系”)的距离后,星系的存在才正式确立。 星系的形状是多种多样的。我们可以粗略地划分出椭圆星系、透镜星系、漩涡星系、棒旋星系和不规则星系等五种来。星系在太空中的分布也并不是均匀的,往往聚集成团。少的三两成群,多的则可能好几百个聚在一起。人们又把这种集团叫做“星系团”。 星系和它内部的恒星都在运动中。我们都知道地球绕着太阳旋转,同时太阳也在绕银河系的中心运动,而同时银河系作为一个整体,本身也在运动着。在星系内部,恒星运动的方式有两种:它一面绕着星系的核心旋转,与此同时还在一定的范围内随机地运动(科学家称之为“弥散运动”)。 星系的起源和演化,与宇宙诞生早期的演化密切相关。一般看法认为:当宇宙从猛烈的爆发中产生时,大量的物质被抛射到空间中。形成宇宙中的“气体云”。这些气体云本身处在平衡之中,但是在某种作用下,平衡被打破了,物质聚集在一起,质量高达今天太阳质量的上千亿倍!这些物质团后来在运动中分裂开,并最终形成无数颗恒星。这样,原始的星系就形成了。一般认为星系形成的时期在一百亿年前左右。 而关于星系的演化,历史上一度曾把星系形态的序列当成演化的序列,即认为星系从椭圆形开始,再逐渐发展成透镜型、漩涡型、棒旋型,最后变成不规则型。这种观点今天已基本上被推翻。目前的看法认为这一过程与恒星形成的力学机理相关,但也仍然停留在假说的阶段。
2007年11月10日 13点11分
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星云当我们提到宇宙空间时,我们往往会想到那里是一无所有的、黑暗寂静的真空。其实,这不完全对。恒星之间广阔无垠的空间也许是寂静的,但远不是真正的“真空”,而是存在着各种各样的物质。这些物质包括星际气体、尘埃和粒子流等,人们把它们叫做“星际物质”。 星际物质与天体的演化有着密切的联系。观测证实,星际气体主要由氢和氦两种元素构成,这跟恒星的成分是一样的。人们甚至猜想,恒星是由星际气体“凝结”而成的。星际尘埃是一些很小的固态物质,成分包括碳合物、氧化物等。 星际物质在宇宙空间的分布并不均匀。在引力作用下,某些地方的气体和尘埃可能相互吸引而密集起来,形成云雾状。人们形象地把它们叫做“星云”。按照形态,银河系中的星云可以分为弥漫星云、行星状星云等几种。 弥漫星云正如它的名称一样,没有明显的边界,常常呈不规则形状。它们的直径在几十光年左右,密度平均为每立方厘米10-100个原子(事实上这比实验室里得到的真空要低得多)。它们主要分布在银道面(HOTKEY)附近。比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等。 行星状星云的样子有点像吐的烟圈,中心是空的,而且往往有一颗很亮的恒星。恒星不断向外抛射物质,形成星云。可见,行星状星云是恒星晚年演化的结果。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云。
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星团恒星往往成群分布。一般地,我们把恒星数在十个以上而且在物理性质上相互联系的星群叫做“星团”。比如金牛座中的“昴星团”、“毕星团”,巨蟹座的蜂巢星团等。 根据星团包含的恒星数、星团的形状和在银河系中位置分布的不同,星团又分为疏散星团和球状星团。疏散星团一般由十几到几千颗恒星组成,结构松散、形状也不规则。它们一般分布在银道面附近,所以也被称作“银河星团”。在银河系内发现的疏散星团目前有一千多个,其中包括刚提到的金牛座昴星团、毕星团。 球状星团则由成千上万、多至几十万的恒星组成。它们聚集成球形,越往中心越密集。球状星团大多都分布在银河系中心方向。一个球状星团内的恒星差不多都是在同一时期形成的,它们的演化过程也大致相同。比较著名的如武仙座的球状星团,它由大约二百五十万颗恒星组成,离我们大约2.5万光年。
2007年11月10日 13点11分
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