问题

有哪些基本的天文学常识是非专业人士需要了解的?

回答
作为一个对星空充满好奇的普通人,我们可能没法像天文学家那样钻研复杂的公式和仪器,但掌握一些基本的天文学常识,能极大地丰富我们仰望星空的体验。这就像听音乐,你不需要成为音乐家才能欣赏一首交响乐,了解一些背景知识和基本乐理,会让你的耳朵更灵敏,情感也更丰富。

1. 为什么我们看到的是“昨天”的星光?

这是个很有趣的点。我们看到的星星发出的光,并不是它们“现在”的状态。光从恒星发出,需要时间才能到达我们这里。比如,距离我们最近的恒星除了太阳就是比邻星,它离我们大概4.24光年。这意味着,我们看到的比邻星的光,是它4.24年前发出的。如果比邻星在那时就爆炸变成超新星了,我们现在看到的仍然是它爆炸前的样子,直到4.24年后才能看到爆炸的景象。

这个概念叫做光年,它不是时间单位,而是距离单位。1光年就是光在一年时间里传播的距离,大约是9.46万亿公里。所以,当你说某颗星星离我们100光年,就等于说它发出的光需要100年才能到达地球。这个“时间延迟”让我们窥见了宇宙的过去。看越远的星,看到的就越是遥远的“过去”。

2. 太阳系大家庭:我们住在哪里?

我们生活在太阳系里,一个围绕着一颗恒星——太阳——运转的大家庭。这个家族成员主要包括:

太阳: 我们的恒星,一切的中心,提供光和热。它是个巨大的氢和氦的等离子体球,内部进行着核聚变反应,释放出巨大的能量。别看它温和地照耀着我们,它其实是个相当活跃的恒星,表面会爆发耀斑和日冕物质抛射,这些会对地球产生影响。

八大行星:
内行星(类地行星): 水星、金星、地球、火星。它们相对较小,主要由岩石和金属组成,密度较高,体积也比较小。
水星: 离太阳最近,环境极端,白天极热,夜晚极冷。
金星: 被厚厚的二氧化碳大气包裹,产生强烈的温室效应,是太阳系最热的行星,并且以它的逆向自转而闻名。
地球: 我们的家,拥有液态水和适宜生命生存的大气层。它自转产生昼夜,公转产生四季。月球是地球唯一的天然卫星,对地球的潮汐和自转轴稳定至关重要。
火星: 被称为“红色星球”,表面有干涸的河床和冰盖,是当前探索外星生命的热点。

外行星(巨行星): 木星、土星、天王星、海王星。它们体积巨大,主要由气体(氢和氦)组成,密度较低。
木星: 太阳系最大的行星,有着壮观的大红斑(一个巨大的风暴)。它拥有众多卫星,包括伽尼墨得斯、卡利斯托、艾奥和欧罗巴(可能存在液态水的地下海洋)。
土星: 以其美丽而著名的行星环而闻名,这些环主要由冰粒和尘埃组成。它也有大量的卫星,泰坦是其中最特别的一个,拥有浓厚大气层。
天王星和海王星: 这两颗“冰巨星”,大气中含有甲烷,所以呈现蓝色。天王星的自转轴倾角非常大,几乎是躺着在轨道上转。海王星是距离太阳最远的行星,风速极高。

矮行星: 比如冥王星。它们也围绕太阳公转,但未能清除轨道附近的其它天体,所以不被认为是行星。

小行星: 主要分布在火星和木星之间的小行星带,是太阳系形成早期留下的岩石碎片。

彗星: 由冰、尘埃和岩石组成的“脏雪球”,当它们靠近太阳时,会蒸发产生明亮的彗尾。

3. 星空为什么看起来是运动的?

我们在夜晚看到的星星似乎在缓慢地移动,其实这不是星星在运动,而是地球在自转。地球每天都会绕着穿过南北极的轴旋转一圈。所以,我们看到的星星的“运动”轨迹,其实是地球在转动时,我们观察角度的变化。

你可以试着想象一下,你坐在一个旋转的游乐场里,看着远处的建筑物。这些建筑物本身可能没有动,但你感觉它们在围绕着你移动。

另外,随着地球绕太阳公转,我们在一年中的不同时间看到的天空也会有所不同。比如,夏天你可能看到一些星座,冬天就看不到它们了,它们藏在了白天的天空里。这种季节性的星空变化,是地球公转的结果。

4. 星座的意义:是迷信还是历史?

星座这个概念听起来有点神秘,但它其实有着深厚的历史和实际意义。古代人们为了方便记忆和指引方向,将天空中的星星按照一定的形状连接起来,并赋予它们神话故事的名字,这就是星座。

导航: 在没有指南针的年代,利用北极星(或南十字星座)来辨别方向,是极其重要的。
历法: 观察特定星座的出现时间,可以帮助确定季节,制定历法。
神话文化: 星座的神话故事是不同文明的宝贵文化遗产,反映了古人的想象力和对宇宙的理解。

需要明确的是,星座本身并没有什么超自然的力量,它们只是在特定时间和视角下,连接起来的一群星星,我们看到的这些星星与地球的距离往往是完全不同的。占星术(Astrology)是基于星座的解读,这是一种伪科学,与科学的天文学(Astronomy)有着本质的区别。天文学是研究宇宙的科学,而占星术是对天体位置和运动进行解读以预测命运。

5. 月相的变化:为什么月亮每天看起来不一样?

我们看到的月相变化,是因为月亮本身不发光,它只能反射太阳的光。随着月亮绕着地球公转,太阳照射到月亮表面的角度以及我们从地球上看到的被照亮的部分也在不断变化。

新月: 月亮在地球和太阳之间,被太阳照亮的一面背对着我们,所以我们看不到月亮。
娥眉月: 月亮开始从太阳旁边移开,只有一小部分被照亮。
半月: 月亮公转了四分之一的轨道,我们能看到它的一半被照亮。
满月: 地球在月亮和太阳之间,月亮被太阳完全照亮的一面正对着我们。
残月: 满月后,被照亮的部分又开始逐渐减少。

整个过程大约需要29.5天,这就是一个朔望月的周期。

6. 流星雨是怎么回事?

流星雨不是天上真的在下“流星”,而是地球在运行时,穿过了彗星或小行星留下的尘埃和碎屑轨迹。当这些微小的颗粒进入地球大气层时,因为高速摩擦而燃烧,发出的光线看起来就像“流星”。

大多数流星体都很小,只有沙粒或豌豆大小,在大气层中燃烧殆尽。较大的颗粒可能会到达地面,形成陨石。世界上有许多专门的陨石坑,记录了地球撞击的历史。

我们经常听说的“英仙座流星雨”、“双子座流星雨”等,都与特定的彗星或小行星有关,它们的名称来源于在地球上观测到的流星辐射点(所有流星似乎都从同一个方向出现)。

7. 星系的广阔:我们只是宇宙的一粒沙

我们所说的“星星”,其实很多都是非常遥远的恒星,它们本身也像我们的太阳一样,是巨大的发光天体。这些恒星大多聚集在一起,形成星系。我们所在的银河系就是我们家园的星系,它是一个巨大的螺旋星系,包含着数千亿颗恒星。

银河系之外,还有无数其他的星系,它们大小、形状各异,有些甚至比银河系还要大得多。我们用的望远镜,能够看到非常遥远的星系,这也就意味着我们看到的是它们很久以前发出的光。宇宙是如此之大,如此之古老,我们作为地球上的一员,只是其中微小的一部分。

8. 天文观测的意义:不仅仅是浪漫

了解天文学,不仅仅是为了浪漫的夜空和科普知识。它也关乎我们对宇宙的认知,以及对自身在宇宙中位置的思考。

科学进步: 天文学的许多发展都推动了物理学、数学等基础科学的进步。望远镜的发明,对宇宙的研究,都极大地拓展了人类的认知边界。
资源和挑战: 了解太阳系和其他星球,也让我们思考未来人类可能获得的资源,以及面临的潜在威胁,比如小行星撞击。
哲学思考: 仰望星空,思考宇宙的起源、生命的意义,是人类永恒的哲学追问。天文学为这些追问提供了科学的依据和更广阔的视角。

所以,下次你抬头仰望星空时,不妨想想这些基本的天文学知识。它们会让你感受到宇宙的宏伟与奇妙,也让你对我们这个小小的蓝色星球,以及我们在这宇宙中的位置,有更深刻的理解。记住,科学的魅力就在于它不断地揭示未知,而我们每个人都可以通过学习和观察,参与到这场探索宇宙的宏大旅程中来。

网友意见

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写在最前:强迫症所致一共写了88条,有不少是凑数的,各位看看就好,不了解没啥丢脸的,了解了似乎也没多少帮助......


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感觉各位说的有点虚,我来点具体的(排名不分先后):

  1. 农历是阴阳历。
  2. 夜空中最亮的星不是北极星(相关讨论见:夜空中最亮的星是什么星?)。
  3. 距离地球最近的恒星是太阳,距离太阳最近的恒星是比邻星(半人马座α三合星之一)。
  4. 全天共八十八星座,黄道跨越其中十三个。(新增蛇夫座)
  5. Virgo:处女座→室女座,Sagittarius:射手座→人马座,Aquarius:水瓶座→宝瓶座(后者为标准名称);Libra:天秤(cheng4)座。(我所说的标准是这个:天文学名词
  6. 认星座和看流星雨都不需要使用望远镜。
  7. 每天晚上都会有流星。
  8. 普通民众请选择观看「每小时天顶流星数」(ZHR) 的流星雨(候选名单有:一月份象限仪座流星雨Quadrantids,八月份英仙座流星雨Perseids,十二月份双子座流星雨Geminids)。附流星雨日历:Meteor Shower Calendar
  9. 启明星和长庚星都是指金星。
  10. 不可用望远镜直接观测太阳,否则传说中「亮瞎我的钛合金狗眼」将成为现实。
  11. 「你哭着对我说,照片里都是骗人的」天文照片中星云的灿烂效果用肉眼是看不到的。(相关讨论见:天文照片里灿烂的星云是肉眼可以直接看到的还是相机拍摄的效果?
  12. 「望远镜能看多远」并不是一个正确的提问方式。(相关讨论见:现在最高级的天文望远镜能观测到多远,天文望远镜如何分级?
  13. 上弦月上半夜出现在西部天空,下弦月下半夜出现在东部天空,简称「上上西,下下东」。
  14. 星座是遥远天体的二维投影。(相关讨论见:同一星座中的天体,是确实在空间上相对较近,还是仅仅在地球的视野的投影上比较近?
  15. 照片里的「大月亮」效果是可以拍出来的。(相关讨论见:为什么摄影作品中的月亮要比肉眼看到的巨大很多?
  16. 人类肉眼可见的恒星几乎都位于银河系内。(相关讨论见:地球上,人类肉眼可见恒星是否全部在银河系?
  17. 月全食期间出现的「红月亮」、「血月」是地球大气层的杰作。(相关讨论见:月全食“红月亮”形成的原因到底是什么?
  18. 太阳系比我们想象中要空旷得多。(相关讨论见:在太空实验室里,模拟太阳系做一个完全按比例缩小的迷你太阳系,现实吗?
  19. 可借助提丢斯-波得定则记忆八大行星的轨道半径。(维基百科:提丢斯-波得定则
  20. 节气是一个时刻。
  21. 月球总是一面朝向地球的原因是月球被潮汐锁定了。(相关讨论见:月球为什么总是一面朝向地球呢?月球固定一面永远朝向地球是否太过巧合了?
  22. 月相的形成的原因是月球围绕地球转,而不是地球遮挡了太阳光。(相关讨论见:月有阴晴圆缺,为什么月亮有时是凹的,有时是凸的,有时还刚好是个半圆?
  23. OS X Mountain Lion 默认壁纸的原型是 NGC 3190 。(APOD:2010 May 3
  24. 「西北望,射天狼」苏轼没有写错。(相关讨论见:天狼星以及那些侮辱苏轼的人们
  25. 古诗词中出现的「斗牛」多指斗宿、牛宿而非北斗、牵牛。
  26. 恒星每天比前一天早升起约 4 分钟。
  27. 月亮平均每天比前一天晚升起约 50 分钟。
  28. 在北半球我们无法同时看到天蝎座和猎户座。(相关讨论见:「人生不相见,动如参与商」,「参」与「商」是哪两颗星呢?
  29. 木星的大红斑能塞进2-3个地球。(现在好像缩水了)
  30. ​太阳黑子比周围正常的太阳光球暗,所以显得「黑」。
  31. 大部分星座都不大形象。
  32. 由于岁差的影响,在以「千年」为单位的时间尺度上,「北极星」会发生改变:(作者:Tauʻolunga)


  1. 流星雨大多是彗星残留在轨道的碎片落入地球大气层形成的。
  2. 流星暴的标准是「每小时天顶流星数」(ZHR),理想状态下大概 3~4 秒有一颗流星,你们感受一下。
  3. 由于质量太小,太阳最后不会变成黑洞。(相关讨论见:太阳会变成黑洞吗?
  4. 光年是长度单位。
  5. 在天气晴好的夜晚,即便在大城市也还是可以看到星星的。
  6. 天文学上使用「星等」描述天体的明暗程度。星等数值越低,天体亮度越高。
  7. 望远镜的放大倍数并非越大越好。
  8. 天文学中的默认方位是「上北,下南,左东,右西」。
  9. 目前学界认为宇宙没有边界。(相关讨论见:宇宙是无限的么?宇宙到底有没有边界?我们的世界有中心吗?宇宙是无穷大的吗?那无穷大的宇宙外面又是什么?
  10. :)
  11. 日食一定发生在朔,通常是初一。
  12. 月食一定发生在望,一般是十五。
  13. 请正确区分「恒星周日视」(即「星轨」)与「流星雨」。(上为星轨下为流星雨,流星雨照片作者:Juraj Tóth


  1. 八大行星基本位于同一平面(黄道面)。
  2. 流星雨具有周期性。(相关讨论见:流星雨有周期性吗?如果有,是什么原理呢?
  3. 小行星带的总质量很小。(相关讨论见:假设有足够的时间和精力,人类有没有可能将小行星带的星体重新聚集成一颗大行星?
  4. 「来自星星的我们」除了氢,组成人体的所有元素都来自恒星合成。(科学松鼠会:为什么说《来自星星的你》这名字起得太有味道了?
  5. 所谓「行星逆行」不过是地球被内行星超车或者是地球超了外行星的车产生的错觉罢了。


  1. 「七月流火」的「火」是指「大火」心宿二,而非火星。
  2. 「荧惑守心」是指火星在心宿二附近发生留的现象。
  3. 「日月同辉」是件再正常不过的事情了。
  4. 月明星稀。
  5. ​回归周期在200年以下的彗星被称为「短周期彗星」。
  6. 1604 年的开普勒超新星是人类最近一次观测到的银河系内超新星。
  7. 海王星公转周期约 165 年,发现(1846 年)至今仅绕日一圈(2011年)。
  8. 学界曾对恒星的发光机制进行了各种推测,最终爱丁顿的核聚变假说得到广泛采纳。(科学松鼠会:太阳的故事 (八)
  9. 人类首次测定光速所使用的实验场所是外太空。(维基百科:Rømer's determination of the speed of light
  10. 凌日是内行星(水星、金星)独有的现象。
  11. 冲日则是外行星独有的现象。
  12. 地球太大只了,月球又距离地球不够远,所以并没有月环食。
  13. 从地球上观察,太阳和月球的角直径相仿(约为半度)。
  14. 所以日全食的持续时间不会太长(最长约为七分钟)。
  15. 太阳与比邻星相距约为 4.22 光年。假设存在一条高速公路,太阳和比邻星分别是公路上的两盏路灯,一天文单位(149,597,870,700米)相当于一厘米,则两盏路灯相距约 2.67 千米,且两者之间没有任何光源。(相关讨论见:宇宙有多空旷?
  16. 目前学界认为小行星带的形成原因是木星巨大的引力作用使得带内的小行星无法聚合,而非某个史前行星爆炸后留下的碎片。(相关讨论见:假设有足够的时间和精力,人类有没有可能将小行星带的星体重新聚集成一颗大行星?
  17. 流星体、流星、陨石三者的关系是:流星体坠入大气层燃烧发光形成光迹(即流星),若流星体未燃烧殆尽坠落地面,则为陨石。
  18. 春节和元旦不可能相遇。(相关讨论见:春节能够遇上元旦吗?
  19. 一年过两次春节的几率非常非常非常低。(相关讨论见:农历中存在闰正月吗?
  20. 日全食罕见的原因不是发生频率低(估算了一下平均 1~2 年一次),而是全食带非常窄(宽度只有几十公里)。
  21. 如果运气足够好,夜晚乘坐飞机看见满天繁星不是问题,甚至看银河都成。(相关讨论见:晚上坐飞机不应该是满天星星么?为什么实际上很少看到?坐夜晚航班去看银河可行吗?深夜在民航客运飞机飞至平流层时是否可以拍摄出清晰的银河?
  22. 严格来说旅行者1号只是进入了星际空间而不是飞出了太阳系。(相关讨论见:旅行者1号真的飞出太阳系了吗?
  23. 一般认为全天有 21 颗目视星等亮于 1 等(包括 1 等)的恒星(废话当然不包括太阳)。
  24. 直到上世纪(1920s),学界才普遍达成共识:一些所谓「星云」(如「仙女座大星云」)实际上是遥远的河外星系。(维基百科:沙普利-柯蒂斯之争
  25. 八大行星的英文名称大多来自罗马神话中的神。(相关讨论见:九大行星的英文名为什么都用罗马神话的神的名字,而不用希腊神话的神的名字?
  26. 哥白尼认为太阳是宇宙的中心(相关讨论见:哥白尼会认为太阳是宇宙的中心吗?
  27. 万有引力定律被提出后至少通过了两次重大检验:预测哈雷彗星回归以及计算(当时尚未发现的)海王星的位置。
  28. 但随后发现水星近日点进动观测值与理论值并不相符,使得学界开始质疑牛顿理论的正确性。(维基百科:水星近日点的反常进动
  29. 傅科摆证明了地球在自转。(相关讨论见:为什么说地球在自转,这是可证明的还是假想的?
  30. 土星的密度比水小。
  31. 木星大红斑存在了至少 350 年。(维基百科:大紅斑
  32. 四颗气态巨行星皆有行星环。(PS:我见过有软件把「gas giant」翻译成「天然气巨头」噗......)
  33. 星等相差5等,亮度相差100倍。
  34. 绝对星等是指将天体放在指定位置(默认10pc)时天体呈现的目视星等。
  35. 恒星光谱可大致分为七种:OBAFGKM,有一简单记忆口诀:「Oh Be A Fine Girl Kiss Me」
  36. 天上的每一颗恒星你都在赫罗图里面找到。(维基百科:赫罗图)(作者:Spacepotato)


  1. 天文学与占星术在伽利略时代分道扬镳。
  2. 了解了一堆天文学常识不意味着能提高把妹成功率。(答主重伤倒地不起......)


就酱。

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