天文2-7 宇宙空间

        之前更新的2-5与2-6为第二册里面的前两章,这次2-7内容主要与宇宙空间与天体测量有关。

2.7.1 天体的测量与计算

        在人类天文发展时期,我们用望远镜看到了各大行星,通过研究他们的运行方式得出了它们的轨道和与地球的距离,进而为宇宙飞船的发射提供理论依据。比如,我们通过观测火星与地球轨道的距离与公转周期的比例,发现每两年半地球排在火星与太阳中间,地火距离最近,,再结合地火以及火箭的运动速度,从而找到了天文一号发射时间。

        假如我们通过观察一个天体的运行速率,计算出相对太阳运行速度后,根据万有引力公式就可以知道它到太阳的距离r1(假设轨道为正圆),其次观察它到地球连线与地日连线的夹角α,结合地日距离r2,通过正弦定理可以得到地球与该天体连线与该天体连线太阳的夹角,再得出三角形的另一个内角,再利用正弦定理就可以算出地球到该天体距离了。

        另外,知道地球分别与两天体距离与夹角,也可以通过余弦定理得到这两个天体之间距离(例如计算牛郎星与织女星)。

        我们还可以通过望远镜观察天体的夹角来计算天体的直径,例如该天体中心距离地球为d,该天体两端与观测点切线夹角为α,那么该天体半径为r=d sin(α/2)

2.7.2 太阳系的临近恒星系


        目前为止,距离太阳系最近的恒星就是比邻星,约4.2光年,它位于南门二中的半人马座,它属于第三星,在最外圈围绕半人马座α星A与B双星系统,(A星质量约太阳的1.1倍,B星质量约太阳0.9倍,它们年龄为60亿年)由于他们二者的旋转,比邻星的轨道极不稳定,处于双曲线与偏心率极高的椭圆之间来回变换,不久可能会离开它们俩。

        还有巴德纳星、沃尔夫359也是众多红矮星中一员,它们分别为第二、第三靠近太阳系,勃兰得2147与鲸鱼座uv(还有一个红矮星围绕它)近太阳系距离排名第四、第五,那么第六近的就是著名的天狼星,质量约为太阳的2.01倍,亮度为太阳25.8倍,它还有一颗伴星:天狼星B,质量略小于太阳,半径接近地球,(据推测,该恒星死亡前是一颗质量为6倍太阳的蓝矮星)

          太阳系周围的天体也不是一成不变的,由于太阳系绕银河系的轨道与临近恒星绕银河系的轨道不完全相同,因此再过上万年,太阳系周围天体部分会远离太阳(南门二的三星),其中天狼星可能会靠近太阳而后再远离。

2.7.3 太阳系临近的其他天体

        我们太阳系周围除了存在一些恒星系统外,还有一些红巨星、白矮星、中子星等特殊天体。


        北河三是距离太阳系约33.78光年,是一颗A型蓝矮星在耗尽燃料以后变成的红巨星,质量有太阳的2倍。大角星的质量与体积都比北河三还要大,也是一颗红巨星,半径到达了接近1800万km。参宿四是一颗距离太阳系几百光年的即将爆发的红超巨星,科学家对它进行了重点关注,如果它在未来爆发,在地球的白天也能看到它爆发的光点。

        范马南星是继波江座40B与天狼星B之后人类发现的第三颗白矮星,距离地球14.1光年,它不同于其他位于多星系统的白矮星,而是独自孤立运行。南河三B这颗白矮星距离地球11.4光年,其A星是一颗略大于太阳的黄白色恒星,且刚刚结束主序星阶段。波江座40是一个三体系统,距离地球不到16.5光年,主星A是橙红色主序星,伴星B是白矮星,伴星C则是一颗红矮星。

        距离太阳系几百个天文单位的地方有一个名叫RX J1856.5-3754的中子星,它距离我们最近,也是目前体积最小的中子星,半径预估只有5km左右。

2.7.4 宇宙空间尺度

        宇宙的空间是非常广阔的,在我们的宇宙里,有99%以上的空间都是虚无,平均一立方米只有一个原子(氢原子)。从太阳系内的地球到月球,有384400km,这个长度为地球直径30倍多,而到了八大行星距离就更远了,内太阳系部分行星间距离都有5千万km,有好几十倍太阳的直径。而到了中太阳系,大行星间距离都有上亿甚至十多亿千米。

        到了恒星系之间的距离,都要用光年开始计量了。与太阳系最近的比邻星还有4.2光年,其他恒星系距离太阳系有的达到了几千甚至几万光年,我们银河系的半径有5万光年,太阳位于距离银河系中心约3万光年的一个悬臂上。

        再放眼到银河系之外,本星系群里面各大星系距离就得有几十万光年,距离银河系最近的是仙女座星系,其次还有大小麦哲伦星系,它们都比银河系还要大。千万光年内的本星系群就有几十个星系。而到了星系团甚至超星系团(在望远镜上看到紫色的光点)尺度都得达到上亿光年。

        由此看来,宇宙当中各大天体以及各大星系之间的距离都远比它们本身要大,甚至大上百倍以上。而且宇宙还在膨胀,这个尺度还在变大。这就可以解释星系合并时,内部众多的恒星系统都没有紊乱的原因。如果银河系中心黑洞与其他星系黑洞合并,我们的太阳系应该不会瓦解,也大概率不会与其他恒星碰撞。

        本期内容到这里就结束了,下期内容是和碰撞有关的,包括了各大行星以及恒星间撞击的过程造成的结果的分析。


       

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 199,636评论 5 468
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 83,890评论 2 376
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 146,680评论 0 330
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 53,766评论 1 271
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 62,665评论 5 359
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,045评论 1 276
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,515评论 3 390
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,182评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,334评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,274评论 2 317
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,319评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,002评论 3 315
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,599评论 3 303
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,675评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,917评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,309评论 2 345
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 41,885评论 2 341

推荐阅读更多精彩内容