恒星、行星、衛星
恒星是由熾熱氣體組成的,是能自己發光的球狀或類球狀天體。由於恒星離我們太遠,不借助於特殊工具和方法,很難發現它們在天上的位置變化,因此古代人把它們認為是固定不動的星體,故名。我們所處的太陽係的主星太陽就是一顆恒星。
行星是自身不發光的,環繞著恒星的天體。一般來說行星需要具有一定的質量,行星的質量要足夠的大,以至於它的形狀大約是圓球狀,質量不夠的被稱為小行星。行星的名字來自於它們的位置在天空中不固定,就好像它們在行走一般。
太陽係內的肉眼可見的5顆行星:水星、金星、火星、木星、土星,人類經過千百年的探索,到16世紀哥白尼建立日心說後才普遍認識到:地球是繞太陽公轉的行星之一,而包括地球在內的八大行星則構成了一個圍繞太陽旋轉的行星係。
位居太陽係九大行星末席70多年的冥王星,自發現之日起地位就備受爭議。2006年8月24日,根據國際天文學聯合會大會11時通過的新定義,“行星”指的是圍繞恒星運轉、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀、並且能夠清除其軌道附近其他物體的天體。根據新定義,同樣具有足夠質量、呈圓球形,但不能清除其軌道附近其他物體的天體被稱為“矮行星”。冥王星就是這樣一顆矮行星。至此冥王星終於“慘遭降級”,被驅逐出了太陽係行星家族。從此之後,太陽係八大行星分別是:金星、木星、水星、火星、土星、地球、天王星和海王星。
衛星是指在圍繞一顆行星軌道並按閉合軌道做周期性運行的天然天體或人造天體。月球就是最著名的天然衛星。在太陽係裏,除水星和金星外,其他行星都有天然衛星。
人造衛星是由人類建造,以太空飛行載具如火箭、航天飛機等發射到太空中,像天然衛星一樣環繞地球或其他行星的裝置。人造衛星用於科學研究,而且在近代通訊、天氣預報、地球資源探測和軍事偵察等方麵已成為一種不可或缺的工具。
彗星、流星
彗星是星際間物質,英文是Cmet,是由希臘文演變而來的,意思是“尾巴”或“毛發”,也有“長發星”的含義。而中文的“彗”字,則是“掃帚”的意思。
哈雷彗星
彗星是太陽係中小天體之一類。由冰凍物質和塵埃組成。當它靠近太陽時即為可見。太陽的熱使彗星物質蒸發,在冰核周圍形成朦朧的彗發和一條稀薄物質流構成的彗尾。由於太陽風的壓力,彗尾總是指向背離太陽的方向。
曆史上第一個被觀測到相繼出現的同一天體是哈雷彗星,牛頓的朋友哈雷在1705年認識到它是周期性的,其周期是76年。它最近一次是在1986年通過的。
太陽係內除了太陽、八大行星及其衛星、小行星、彗星外,在行星際空間還存在著大量的塵埃微粒和微小的固體塊,它們也繞著太陽運動。在接近地球時由於地球引力的作用會使其軌道發生改變,這樣就有可能穿過地球大氣層。或者,當地球穿越它們的軌道時也有可能進入地球大氣層。由於這些微粒與地球相對運動速度很高,與大氣分子發生劇烈摩擦而燃燒發光,在夜間天空中表現為一條光跡,這種現象就叫流星,一般發生在距地麵高度為80-120千米的高空中。流星中特別明亮的又稱為火流星。造成流星現象的微粒稱為流星體,所以流星和流星體是兩種不同的概念。
流星包括單個流星(偶發流星)、火流星和流星雨三種,比綠豆大一點的流星體進入大氣層就能形成肉眼可見亮度的流星。大部分可見的流星體都和沙粒差不多,重量在1克以下。
流星與彗星的關係密切,宇宙中那些千變萬化的小石塊其實是由彗星衍生出來的。當彗星接近太陽時,太陽輻射的熱量和強大的引力會使彗星一點一點地瓦解,並在自己的軌道上留下許多氣體和塵埃顆粒,這些被遺棄的物質就成了許多小碎塊。如果彗星與地球軌道有交點,那麼這些小碎塊也會被遺留在地球軌道上,當地球運行到這個區域的時候,就會產生流星雨。
黑洞
1798年,法國數學家、天文學家拉普拉斯在研究牛頓的引力理論時預言宇宙中可能存在一種成為“黑洞的星體”。在恒星演化理論成熟後,“黑洞”又被理論分析所證實。在恒星演化的末期,恒星內部的核能消耗殆盡後,如果質量仍超過兩個太陽的質量,恒星不斷塌縮,體積越來越小,密度也就越來越大。當達到某個臨界點時,它的引力強到足以使一切物質和輻射都不能外溢,並且附近的物質和能量也被它完全吸進,如同洞裏一般,因此這種星體被形象地稱為“黑洞”。
“黑洞”雖然在理論推論上應當是存在的,但究竟在天體中是否存在,或者說存在又是不是絕對的“黑”,到現在爭論仍很激烈。由於黑洞的引力場強得驚人,因此尋找“黑洞”有超乎想象的困難。但科學家們仍在致力於尋找,目前已經發現了幾個可能的黑洞,如天鵝座×-1、天琴座B和禦夫座e等。
“黑洞”的研究和探測是目前天體物理學和天文學中的熱門話題之一。相信不久的將來“黑洞”會完全在人們麵前曝光。
農曆
農曆即我國民間通用的夏曆,是一種陰陽曆,並非陰曆。
陰曆,是根據月相圓缺變化的周期(即朔望月)來製訂的。因為古人稱月亮為太陰,所以又有太陰曆之稱,是純粹的陰曆,我國使用“農曆”,一般人叫它“陰曆”,那是不對的。農曆不是一種純粹的陰曆,而是“陰陽曆”。
曆法在我們幾千年的華夏文明中占有重要的地位。中華子孫繁衍生息,最早就是依靠耕種為主的農業,那時人們是日出而做,日落而息,後來經過長期的經驗積累,掌握了太陽的變化,依次來區分出了春夏秋冬的季節變化,並配以天幹地支來計算時間的方法,這就是早期的曆法。根據春夏秋冬的季節變化及天幹地支時間為依據,來確定什麼時候應該耕種,什麼時間該收獲,這些曆法一直延續了幾千年,這是在世界上也是首屈一指的。
相傳在遠古黃帝時期,就有專門觀測太陽變化的官員,當時根據當地的生活生產需要,經過長期的觀察,把一年定為366天,並區分出春夏秋冬為季節,甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、葵為天幹和子、醜、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥為十二地支相互配合,成為甲子紀日法,這是我國獨有的紀日方法。這種方法在遠古黃帝時期就已經使用了。今天我國的農曆就是甲子紀日法,一直延續至今。這種古老的曆法經過現在精確的計算,還是相當的準確。這是我國古代勞動人民的聰明智慧的結晶。
在西漢時期戴德編的《大戴禮》中有一篇叫《夏小正》的資料,相傳是夏商時期的曆法,其中保留著古老的資料記載。《夏小正》中所使用的月份就是夏曆,也就是今天的農曆。其中記載著一年有十二個月份,每一個月份的物候、氣象、天文耕種等與農事有關的資料。夏朝使用的曆法夏曆也叫農曆或陽曆,它把一年稱做一歲,把十二地支與十二月份相互配合。把每一年的正月既是一月定為歲首,正月初一就是每一年的開始。所以說現在我們每年的春節,就是夏曆歲首的第一天。
與我國夏曆有一定區別的太陰曆。它早在四千多年前,兩河流域(底格裏斯河、幼發拉底河)的人民就已經使用了。這是一種根據月亮圓缺的規律觀測得到的曆法。它也是將一年劃分十二個月。每月以月牙初露為月初,月圓之日為月中,月亮有變成月牙時為月末。為了糾正誤差,每相隔幾年就要設置一個閏月。
陰曆把月亮圓缺循環一次的時間算做一個月,12個月算做一年。然而月亮圓缺循環一次一個朔望月,是29天12時44分3秒,比29天多,又比30天少。為方便,陰曆把月份分成大月和小月兩種,逢單的月是大月30天,逢雙的月是小月29天,一年共是354天。
實際上,一個朔望月並不正好等於一個大月和一個小月的平均數29天半,而是比29天半多44分28秒。所以12個朔望月實際上要比354天多8小時48分34秒,30年就要多出11天。因此,陰曆30年中就要安插11年閏年,每逢閏年就在12個月多加一天。陰曆的閏年是355天。這樣,陰曆每30年中有19年354天,11年355天,平均一年的長度是354天8小時48分。它的一年比回歸年差不多短了11天。3年就短一個多月,17年就要短6個多月了。所以使用這種曆時,新年不一定在冬天過,它可以在春天過,也可以在夏天或秋天過。它的唯一好處就是陰曆上的每一個日期都可以知道月亮的形狀。
陰曆作為一種曆法,由於它與農業生產和人們的日常生活不相協調,所以當今世界上除了幾個伊斯蘭教國家因為宗教上的原因仍然使用外,其他國家一般已經廢棄不用了。
農曆,是把朔望月的時間作為曆月的平均時間。這一點上和純粹的陰曆相同,但農曆運用了設置閏月的辦法和二十四節氣的辦法,使曆年的平均長度等於回歸年,這樣它就又具有了陽曆的成分,所以它比純粹的陰曆好。
現在所有的農曆,據說我們的祖先遠在夏代(公元前17世紀以前)就使用了這種曆法。所以人們又稱它為夏曆。解放後還仍然叫做夏曆,1970年以後我國改稱為“農曆”。至於“農曆”一名的由來,大概因為由於自古以農立國,所以製訂曆法必須為農業服務。
農曆的曆月是以朔望月為依據的。朔望月的時間是29日12小時44分3秒(即295366日),因此農曆也是大月30天,小月29天,但它和純粹的陰曆並不完全一樣,因為純粹的陰曆是大小月交替編排的,而農曆年大小月是經過推算決定的。
農曆每一個月初一都正好是“朔”(即月亮在太陽地球中間,且以黑著的半麵對著地球的時候)。有時可能出現兩個大月,也可以連續出現兩個小月。由於朔望月稍大於29天半,所以在農曆的每100個曆月裏約有53個大月和47個小月。
農曆是基本上以12個月作為一年的,但12個朔望月的時間是3543667日,和回歸年比起來要相差11天左右。這樣每隔3年就要多出33天,即多出一個多月。
為了要把多餘的日數消除,每隔3年就要加一個月,這就是農曆的閏月。有閏月的一年也叫閏年。所以農曆的閏年就有13個月了。至於閏哪個月是由節氣情況決定的。
公曆
現在世界上通用的曆法——公曆,有人曾似是而非地稱之為“西曆”。其實,究其根源,這種曆法並非產生於西方,而是產生於6000多年前的古埃及。
古埃及氣候炎熱,雨水稀少,但是農業生產卻很發達。這是為什麼呢?原來這與尼羅河的定期泛濫有著密切的關係。埃及的大部分國土都是沙漠,隻有尼羅河流域像一條綠色的緞帶從南到北貫穿其間。直到現代,埃及的95%以上的人口也都集中在這條綠色的生命帶中。因此,在希臘時代,西方人便把埃及稱為“尼羅河送來的禮物”。古代埃及人更是將尼羅河視為“母親河”。
尼羅河全長6648千米,同亞洲的長江、南美洲的亞馬遜河和北美洲的密西西比河並稱為世界最長的河流。
尼羅河發源於赤道一帶,主流叫白尼羅河,從烏幹達流入蘇丹,在喀土穆和發源於埃塞俄比亞的青尼羅河彙合,流入埃及。
在埃及境內,尼羅河每年6月開始漲水,7至10月是泛濫期,這時洪水夾帶著大量腐殖質,灌滿了兩岸龜裂的農田。幾個星期後,當洪水退去時,農田就留下了一層肥沃的淤泥,等於上了一次肥。11月進行播種,第二年的3至4月收獲。尼羅河還有一個特性,那就是每年的漲水基本是定時定量,雖有一定的出入,但差別不是太大,從沒有洪水滔天淹沒一切的大災。這就為古埃及人最早創建大規模的水利灌溉係統和製定曆法提供了方便。
古埃及人為了不違農時,發展農業生產,逐漸認識到必須掌握尼羅河泛濫的規律,準確地計算時間,這就需要有一種曆法。他們在長期的生產實踐中,積累了許多經驗。
古埃及人發現尼羅河每次泛濫之間大約相隔365天。同時,他們還發現,每年6月的某一天早晨,當尼羅河的潮頭來到今天開羅附近時,天狼星與太陽同時從地平線升起。以此為根據,古埃及人便把一年定為365天,把天狼星與太陽同時從地平線升起的那一天,定為一年的起點。一年分為12個月,每月30天,年終加5天作為節日,這就是埃及的太陽曆。
埃及的太陽曆將一年定為365天,與地球圍繞太陽公轉一圈的時間(回歸年)相比較,隻相差四分之一天,這在當時已經是相當準確了。但是,一年相差四分之一天不覺得,經過4年就相差一天。經過730年,曆法上的時間就比實際時間推進了半年,冬天和夏天正好顛倒過來。再過730年,才能回到原來的起點。公元前46年,羅馬統帥儒略·愷撒決定以埃及的太陽曆為藍本,重新編製曆法。愷撒主持編製的曆法,被後人稱為“儒略曆”。