天文学的基础知识（一）
宇宙是如何形成的?
1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种 “暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。
2.宇宙学说认为，我们所观察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一个体积极小、温度极高、密度极大的奇点。在141亿年前左右，奇点产生后发生大爆炸，从此开始了我们所在的宇宙的诞生史。
3.宇宙大爆炸后0.01秒，宇宙的温度大约为1000亿度。物质存在的主要形式是电子、光子、中微子。以后，物质迅速扩散，温度迅速降低。大爆炸后1秒钟，下降到100亿度。大爆炸后14秒，温度约30亿度。35秒后，为3亿度，化学元素开始形成。温度不断下降，原子不断形成。宇宙间弥漫着气体云。他们在引力的作用下，形成恒星系统，恒星系统又经过漫长的演化，成为今天的宇宙。
宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年龄是多少?
宇宙是万物的总称，是时间和空间的统一。从最新的观测资料看，人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说，如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出，那么要经过130亿年才能到达地球。根据大爆炸宇宙模型推算，宇宙年龄大约200亿年。
宇宙有多少个星系?每个星系有多少颗恒星?
在这个以130亿光年为半径的球形空间里，目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个，而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百亿到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题，你就不难了解到，在我们已经观测到的宇宙中拥有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中，真如沧海一粟，渺小得微不足道。
太阳和地球的年龄?
据估计太阳的年龄比地球大1000万-2000年年，而通过放射性计年，地球的年龄是45亿年，因此太阳的年龄是45.1亿年。
银河系简介
是地球和太阳所属的星系。因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名。银河系呈旋涡状，有4条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来。银河系中心和4条旋臂都是恒星密集的地方。从远处看，银河系像一个体育锻炼用的大铁饼，大铁饼的直径有10万光年，相当于946080000亿公里。中间最厚的部分约3000～12000光年。银河系整体作较差自转，太阳位于一条叫做猎户臂的旋臂上，距离银河系中心约2.5万光年。在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内，扁球的形状好像铁饼。扁球体中间突出的部分叫“核球”，半径约为7千光年。核球的中部叫“银核”，四周叫“银盘”。在银盘外面有一个更大的球形，那里星少，密度小，称为“银晕”，直径为7万光年。银河系是一个旋涡星系，具有旋涡结构，即有一个银心和两个旋臂，旋臂相距4500光年。其各部分的旋转速度和周期，因距银心的远近而不同。1971年英国天文学家林登·贝尔和马丁·内斯分析了银河系中心区的红外观测和其他性质，指出银河系中心的能源应是一个黑洞，但是由于目前对大质量的黑洞还没有结论性的证据。
银河系如何运转?太阳绕银河系公转是多少年?银河系的年龄是多少?
银河系是一个巨型旋涡星系，Sb型，共有4条旋臂。包含一、二千亿颗恒星。太阳距银心约2.3万光年，以250千米/秒的速度绕银心运转，运转的周期约为2.5亿年。关于银河系的年龄，目前占主流的观点认为，银河系在宇宙诞生的大爆炸之后不久就诞生了，用这种方法计算出，我们银河系的年龄大概 在145亿岁左右，上下误差各有20多亿年。而科学界认为宇宙诞生的“大爆炸”大约发生 ...
什么叫星系?宇宙有多少个星系和恒星?
天穹上的大多数光点是银河系的恒星，但也有相当大量的发光体是与银河系类似的巨大恒星集团，历史上曾被误认为是星云，我们称它们为河外星系，现在已知道存在1000亿个以上的星系，著名的仙女星系、大小麦哲伦星云就是肉眼可见的河外星系。星系的普遍存在，表明它代表宇宙结构中的一个层次，从宇宙演化的角度看，它是比恒星更基本的层次。宇宙中有1000亿～2000亿个像银河系这样的星系。如果银河系的恒星数量以最低的2000亿(有人推算是10000亿)颗计算，由此推算出的宇宙中的恒星数量为2×1022～4×1022颗，即20万亿亿～40万亿亿颗(也有人推出800万亿亿～5000万亿亿)。
银河系有多少颗恒星?银河系的质量是太阳的多少倍?宇宙有多少颗恒星?
银河系物质约90％集中在恒星内，银河系里还有气体和尘埃，其含量约占银河系总质量的10％。银河系的总质量大约是我们太阳质量的1万亿倍，大致10倍于银河系全部恒星质量的总和。银河系所有的恒星的总质量倾向于认为有7000亿个太阳质量，而据计算，1颗恒星的平均质量是太阳的质量的0.7倍，那么7000亿个太阳质量也就是意味着有10000亿颗恒星了。宇宙中太约有800亿-1250亿个星系，有着800万亿亿颗恒星，其误差是10倍左右，也有人计算是5000万亿亿颗恒星，与实际情况不会超过6倍。
银河系每年诞生多少颗恒星?
银河系大约已有120亿年的历史了，在这期间共形成了大约7000亿颗恒星，即每年诞生恒星的速率是50多颗。大约是有500颗恒星是在最近1000万年间形成的，当然还有数以千计的，正在形成恒星的产星星云。
那些星系距银河系最近?
人马矮星系是最近的一个，距离约有78200光年。接下来是大麦哲伦云，距离159000光年，以及小麦哲伦云，距离189000光年。
地球离银河系中心有多远?
地球离银河系中心约25000光年，误差是1600光年。
银河系有多少颗类似太阳的恒星?
银河系类似太阳相同的颜色和光度的恒星约有26348颗。
太阳系的边缘距离太阳有多远?
太阳系极远处的柯伊伯带是一个汇聚着慧核和一些大天体的盘状区域，离太阳也许有240亿公里。
什么是行星?太阳系有多少颗行星?
如何定义行星这一概念在天文学上一直是个备受争议的问题。国际天文学联合会大会 2006年8月24日通过了“行星”的新定义，这一定义包括以下三点：
1、必须是围绕恒星运转的天体；
2、质量必须足够大，它自身的吸引力必须和自转速度平衡使其呈圆球状；
3、不受到轨道周围其他物体的影响，能够清除其轨道附近的其它物体。
一般来说，行星的直径必须在800公里以上，质量必须在50亿亿吨以上。
按照这一定义，目前太阳系内有8颗行星，分别是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
太阳系行星大小的排列顺序和相对地球的比例?
1.木星1316
2.土星745
3.天王星65.2
4.海王星57.1
5.地球1
6.金星0.856
7.火星0.150
8.水星0.056
八大行星的远近排列、大小和体积的排序?
太阳系中的九大行星，按距太阳远近排列依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。
质量从大到小依次为：木星、土星、海王星、天王星、地球、金星、火星、水星
体积从大到小依次为：木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星
什么是恒星?在夜晚用人眼能看到多少颗恒星?
由炽热气体组成的，能自己发光的球状或类球状天体，恒星都是气体星球。正常恒星大气的化学组成与太阳大气差不多。按质量计算，氢最多，氦次之，其余按含量依次大致是氧、碳、氮、氖、硅、镁、铁、硫等。 离地球最近的恒星是太阳。其次是处于半人马座的比邻星，它发出的光到达地球需要4.22年。晴朗无月的夜晚，且无光污染的地区，一般人用肉眼大约可以看到 6000多颗恒星。借助于望远镜，则可以看到几十万乃至几百万颗以上。
如何测恒星的质量和密度?
只有特殊的双星系统才能测出质量来，一般恒星的质量只能根据质光关系等方法进行估算。已测出的恒星质量大约介于太阳质量的百分之几到120倍之间，但大多数恒星的质量在0.1～10个太阳质量之间。恒星的密度可以根据直径和质量求出，密度的量级大约介于 10克/厘米（红超巨星）到 10～10克/厘米（中子星）之间。
什么叫光年，银河系的直径有多少光年?
长度单位，指光在真空中行走的距离，1光年=94600公里，光由太阳到达地球需时约八分钟，已知距离太阳系最近的恒星为半人马座比邻星，它相距4.22光年。我们所处的星系——银河系的直径约有七万光年，假设有一近光速的宇宙船从银河系的一端到另一端，它将需要多于十万年的时间。
什么是光？
这很有讽刺性。光就在我们周围，因为它我们才能看到东西。但是要精确的说它是什么却不容易。光可以被认为是有时具有波的性质的在时空中传播的粒子。这是因为光具有双重的性质。如果你想把它描述成波，想象一下大海中一排排的波浪。当然光波不是水组成的而是电能和磁能在空间的共同传播。我们叫做电磁波或电磁辐射。真空中光波的速度是30万千米每秒。从一个波峰到下一个波峰的距离叫波长，一秒钟内通过一个固定点的波峰叫做波的频率。
在地球上看太阳在空中的位置?
太阳从东方升起，从西方落下，这样的情况一年只有两天。问一个人早上太阳从哪儿升起，他或者她通常会回答：从东方升起。同样他或者她通常也会说：晚上太阳从西方落下。事实上，一年中只有两天，太阳是从正东方升起，从正西方落下，即春分和秋分。从春分到秋分，生活在北半球的人看到太阳从东偏北的地方升起，从西偏北的地方落下。在夏至时这种现象尤为明显，太阳从东偏北最大的方向升起，从西偏北最大的方向落下。从秋分到春分，生活在北半球的人看到太阳从东偏南的地方升起，从西偏南的地方落下。在冬至时这种现象尤为明显，太阳向南偏离得最远。生活在南半球的人看到的情形与我们正好相反。太阳的轨迹在天空中的变化是由于地球自转轴的倾斜造成的。当地球绕太阳公转时，地轴始终与轨道面保持倾斜。在夏至日的北半球，倾斜轴偏向太阳，因此太阳在天空中的轨道达到最高。六个月后，在北半球，倾斜轴偏离太阳，太阳在天空中的轨道达到最低。而在春分和秋分日，倾斜轴即不偏向太阳又不偏离太阳，所以太阳在天空中的轨道高低适中。
太阳在黄道上运动一周的过程?
太阳在黄道上运动一周的过程，就是我们经历一年的过程。正如一年中太阳的升降方向不断变化一样，每天同一时刻太阳在天空中的位置一年中也不断变化。夏至日，当太阳从东偏北最大的方向升起，从西偏北最大的方向落下，太阳在天空中走过了一年中最长，最高的轨道，因此夏至日是一年中白天最长的一天。相反，在冬至日，当太阳从东偏南最大的方向升起，从西偏南最大的方向落下，太阳在天空中走过了一年中最短，最低的轨道，因此冬至日是一年中白天最短的一天。在春分和秋分日，太阳走过了长短，高低适中的轨道，因此这两天昼、夜一样长。
为什么会日全食?
地球是除冥王星以外能看到日全食的唯一行星。我们能看到日全食完全是巧合：比太阳小400倍的月球正好比太阳离我们近约400倍，故太阳与月球在天空中看起来一样大，这为日全食创造了可能性。在太阳系，除了冥王星外，没有其它行星能看到日全食，因为这些行星的卫星不是太小，就是离行星太远，不能完全挡住太阳。因此我们看到日全食这一壮观的自然景象是自然造就的。日食能被准确的预言。我们知道地球和月球的轨道，也知道太阳的运动，我们预言日食能准确到分钟。日食有周期性，如遵循沙罗周期6585.32天，其间，共有71次各种日食发生，周而复始，但地点有所不同，每个沙罗周期有0.32天余下，这时地球又自转了117度，这可以用来修正，但不是很准确。正因为地点不同，所以尽管日食有周期，但很多人不知道，所以必须全球调查日食，而不是看一个地点的日食记录。
太阳系基本概况?
1.太阳系和以太阳为中心并受其引力的支配而环绕它运动的天体系统叫太阳系。太阳系的成员包括太阳和环绕太阳的行星（如水星，金星，地球，火星，木星，土星，天王星，海王星），2000多颗轨道已确定的小行星，数量不少的卫星以及为数很多的彗星与流星体等到。太阳和它的行星是同时诞生的。他们是46亿年前一团巨大的气体和尘埃形成的。在内部，重力逐渐结束了物质的紊乱状态，在气团中心，温度逐渐上升，到达一定高温时，就形成了太阳。一些小物质团也形成了，并围绕中心转动，这就是行星及彗星、各自的卫星。在地球早期，太阳与现在有所不同。在3.5亿年前，地球上生命初开时，太阳与现在有所不同。从表面上看，太阳是浅黄色，比现在小8％到10％，亮度只有现在的70％到75％。此后太阳慢慢变大、变热、变亮，持续了3.5亿年，但比不上仅持续了一到两个世纪的“温室效应”。
2.今后50亿年，太阳仍然保持稳定。太阳以后可能会由于氢的燃烧比现在略大、略热、略亮，此后，地球会有很大变化。50亿年后，太阳的氦核越来越大，最后坍塌，燃烧成为碳元素，表层的氢继续转化为氦。氦燃烧反应产生的能量将把光球层外推，太阳变为一颗红巨星，吞并水星和金星，并到达地球轨道。太阳红色的表面依然，但会越来越冷。地球仍会被太阳的热量熔化。
3.太阳系中的九大行星，按距太阳远近排列依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们到太阳的平均距离符合提丢斯-波得定则。按性质不同可分为三类：类地行星(水星、金星、地球、火星)体积和质量较小，平均密度最大，卫星少；巨行星(木星、土星)体积和质量最大，平均密度最小，卫星多，有行星环，自身能发出红外辐射；远日行星(天王星、海王星、冥王星)的体积、质量、平均密度和卫星数目都介于前两者之间，天王星和海王星也存在行星环。九大行星都在接近同一平面的近圆形的椭圆轨道上，朝同一方向绕太阳公转，即行星的轨道运动具有共面性、近圆性和同向性，只有水星和冥王星稍有偏离。太阳的自转方向也与行星的公转方向相同。地球、火星、木星、土星、天王星和海王星的自转周期都在10-24小时左右，但水星、金星和冥王星的自转周期分别为58.6天、243天和6.4天。多数大行星的自转方向与公转方向相同，但金星则相反，而天王星的自转轴与轨道面的交角很小，呈侧向自转。除水星和金星外，其他大行星都有自己的卫星。
太阳的基本概况?
1.太阳的体积是地球的130.25万倍，太阳系的中心天体。银河系的一颗普通恒星。太阳的直径约1392000千米，平均密度 1.409克/立方厘米，质量1.989×10^33克，表面温度5770℃，中心温度1500.84万℃。由里向外分别为太阳核反应区、太阳对流层、太阳大气层。其中心区不停地进行热核反应，所产生的能量以辐射方式向宇宙空间发射。其中二十二亿分之一的能量辐射到地球，成为地球上光和热的主要来源。太阳内部漆黑一片，虽然体太阳光十分耀眼，但它内部却不能产生光。因为太阳内部核反应产生的能量太高，是由伽马射线的形式传向外部，但人眼看不到伽马射线。所以如果我们能看到太阳内部，那将会是一片黑暗。恒星也有自己的生命史，太阳这个巨大的'核能火炉'已经稳定地'燃烧'了50亿年.目前.它正处于壮年，要再过50亿年它才会燃尽自己的核燃料.那时，它可能膨胀成一个巨大的红色星体...
2.其实，太阳只是一颗非常普通的恒星，在广袤浩瀚的繁星世界里，太阳的亮度、大小和物质密度都处于中等水平。只是因为它离地球最近，所以看上去是天空中最大最亮的天体。其它恒星离我们都非常遥远，即使是最近的恒星，也比太阳远27万倍，看上去只是一个闪烁的光点。在银河系内一千多亿颗恒星中，太阳只是普通的一员，它位于银河系的对称平面附近，距离银河系中心约26000光年，在银道面以北约26光年， 它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转，另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动。太阳上的“一天”时间不一样。与地球一样，太阳也有自转，但跟地球不同的是太阳不是固体，因此不同的纬度转速不一样，在太阳赤道，转一圈要25个地球日。纬度越高，转速越慢，在靠近两极的地方，转一圈要约31个地球日。在地球上，在你南面的地点无论多久都在你的南面，但在太阳上，这不成立。越靠近赤道，转的越快，就会滑向东边。这是流体的情形
3.我们见到的太阳的表面实际并不是一个面。在我们看来，太阳似乎有一个固体的表面，并且有一个可测的边界。真实情况是：太阳是一个由气体组成的球体，没有固体的表面。我们看到的边界，只是由于在那儿，太阳气体的密度下降到使光透明的程度。在这个密度之上，太阳是不透明的，因此我们看不到太阳内部。虽然我们现在了解到这些，但天文学家仍然把这一不透明的边界当作太阳的“表面”，称作光球层。
4.光球表面另一种著名的活动现象便是太阳黑子。黑子是光球层上的巨大气流旋涡，大多呈现近椭圆形，在明亮的光球背景反衬下显得比较暗黑，但实际上它们的温度高达4000℃左右，倘若能把黑子单独取出，一个大黑子便可以发出相当于满月的光芒。 5.太阳的年龄约为46亿年，它还可以继续燃烧约50亿年。在其存在的最后阶段，太阳中的氦将转变成重元素，太阳的体积也将开始不断膨胀，直至将地球吞没。在经过一亿年的红巨星阶段后，太阳将突然坍缩成一颗白矮星--所有恒星存在的最后阶段。再经历几万亿年，它将最终完全冷却，然后慢慢地消失在黑暗里。
6.通过对太阳光谱的分析，得知太阳的化学成分与地球几乎相同，只是比例有所差异。太阳上最丰富的元素是氢，其次是氦，还有碳、氮、氧和各种金属。地球上除原子能和火山、地震以外，太阳能是一切能量的总源泉。那么，整个地球接收的有多少呢？太阳发射出大的能量呢？科学家们设想在地球大气层外放一个测量太阳总辐射能量的仪器，在每平方厘米的面积上，每分钟接收的太阳总辐射能量为8.24焦。这个数值叫太阳常数。如果将太阳常数乘上以日地平均距离作半径的球面面积，这就得到太阳在每分钟发出的总能量，这个能量约为每分钟2.273×10^28焦。（太阳每秒辐射到太空的热量相当于一亿亿吨煤炭完全燃烧产生热量的总和，相当于一个具有5200万亿亿马力的发动机的功率。太阳表面每平方米面积就相当于一个85000马力的动力站。）而地球上仅接收到这些能量的22亿分之一。太阳每年送给地球的能量相当于100亿亿度电的能量。太阳能取之不尽，用之不竭，又无污染，是最理想的能源。
7.太阳表面经常发生强烈的爆炸。这种爆炸就是我们看到的耀斑，能在短短几秒内释放出上百万颗原子弹的能量。当耀斑发生时，太阳的大气层会被吹出一个巨大的洞，并发出十分强烈的光、电磁波，高能X射线及数以百亿计的带电粒子，这种现象被称作太阳风。当太阳黑子最活跃时，耀斑和太阳风也发生的最频繁最剧烈。
8.太阳像是空间的一块巨大的磁铁。与地球类似，太阳内部好像有一个巨大的磁铁，这磁铁产生了巨大的磁场，在太空中绵延数亿英里，并控制周围热气体的流动。每隔11年，在黑子活动周期的开端，磁场南北极会颠倒一次，而太阳自转轴保持不变。