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为什么天空中有一条“银河”

在晴朗无月的夜晚，银河像一条淡淡发光的白练，跨越繁星密布的天空，好像流过天空的大河，有的地方宽，有的地方窄，还有的地方分成两股支流，换一个地方支流又汇合起来。过去人们不知道银河究竟是什么东西，还真以为它是天上的一条河。

其实，辽阔的太空中，哪有什么大河。我们所看到的银河，是由无数大大小小的星星组成的。这些星星离我们非常远，肉眼不可能分辨出一颗颗星星。用望远镜观察银河，可以清楚看到里面一颗颗的恒星。

银河系里星星的数目简直太多了。天文上工作者用科学的办法统计一下，银河系的恒星至少有1000多亿颗。这许多恒星，在宇宙中大致排列成一个扁扁的圆饼形状，从地球上看过去，就像看一个圆饼的侧面，自然而然地感到，无数星星组成了一条亮带。

银河是斜躺在天上的，因此随着地球的自转和公转，看起来银河就时时改变它在天空的位置。例如夏天的傍晚，银河是朝向北方；而到了冬天的夜里，银河又横过来变成东西方向了。

知识点：银河、恒星、排列、亮带

为什么有时候太阳和

月亮会同时在天空出现

有时候早上太阳早已出来，甚至已经越过树梢，可是月亮仍旧悬在天空。而有时候下午太阳还没有落山，月亮早已经高高挂在天空了。

为什么会出现这种现象呢？

月亮是地球上的卫星，它不停在围绕地球旋转。月亮每绕地球一周，每个月就有一次朔和一次望。在从朔到望这半个月里（就是夏历的上半月），月亮位于太阳的东边，在日落以前就已出现在天空。也就是说，月亮在上半月，是日落以前从地平线上升起来的。从望到朔的半个月里（夏历的下半月），月亮位于太阳的西边，在日出以后仍旧逗留于天空。也就是说，下半月的月亮，是日出以后才落到地平线一面去的；所以有“日末落，月已出”的现象总是发生在夏历的上半月；而“日已出，月未落”的现象总是出现在夏历的下半月。

知识点：太阳、月亮、卫星、地平线

为什么恒星会发光，行星却不会发光

天上的星星表面的温度，都在几千度到几万度，所以它们能够发出各种的辐射（包括可见光）。就拿太阳这颗比较普通的恒星来说，每秒钟从它表面所发出的能量，相当于一架具有5000万亿亿马力的发动机的功率。

是什么东西使恒星发光呢？这是一个世纪以来天文学上的一个谜。直到最近几年才得到比较一致的答案。恒星内部，由于温度高达摄氏1000万度以上，使那里的物质产生热核反应，由4个氢原子核聚合成为1个氦原子核，大约有相当于千分之七的质量以能量的形式表现出来。于是，这能量由内到外，以辐射的方式，从怛星表面发射至空间，以维持其不断的光辉，使它们闪闪发光。

行星的质量比恒星小得多（质量最大的仅有太阳质量的千分之一），它们核心的温度都很低，象地球核心的温度只有两三千度，不可能产生热核反应。因此它们的表面温度更低了。正因为行星很“冷”，所以它们不发射可见光，只能发射微弱的红外光和无线电辐射。

知识点：恒星、行星、热核反应、辐射、质量

太阳为什么能发光

太阳每时间每刻发射出巨大的能量，给我们地球带来光和热，恩格斯说：“我们的地球只是由于有太阳热才得以生存下来”。可是，地球所接受到太阳能，仅仅只占太阳全部辐射能的约二十亿分之一。从实践中可以知道：天空晴朗时，在与日光垂直的地球表面每平方厘米上，每分钟太阳能使近2克的水升高一度。太阳每秒钟能发出5000万亿亿马力的辐射！如果在整个太阳表面覆盖一层13米厚的冰层，那么只需一分钟，这层冰就会完全融化掉。

在太阳上这种取之不尽、用之不竭的能量是什么地方来的呢？原来太阳上含有极其丰富的氢的氦，也有足够的温度，具备进行热核反应的条件。在太阳中心2000万度高温下，都有极高的速度，从而产生四个氢变化成一个氦的聚合反应，这种反应就是的热核反应，热核反应的过程释放出大量的光和热，氢弹的爆炸不也是这样吗？

根据计算，目前太阳上氢的贮藏量，还足够继续进行热核反应数千亿年，即使太阳上全部变成氦后，还会有别种核反应继续发生，使太阳继续发光、放光！

知识点：太阳、氢、氧、热核反应

为什么说太阳是颗普通的恒星

太阳是我们最熟悉不过的天体。它是太阳系的中心天体，质量达2000亿亿亿吨，是我们地球质量的33万多倍，它独自的质量，就占了整个太阳系数以万计大小天体质量总和的99％左右。

太阳直径约139万千米，是地球的109倍；至于它的亮度，更是其他任何天体望尘莫及的，它的视星等是-26．7等，比肉眼能见到的最暗星要亮10多万亿倍。

从生活在地球上的人看来，太阳显得那么与众不同。这主要是因为它离我们很近，是恒星中离我们最最近的一颗。太阳与地球的距离，大约是1．5亿千米，太阳光从太阳出发来到地球，只需8．3分钟。这与那些非常遥远的、距离要用光年来计算的天体相比，确实是太微不足道了。

我们可以把太阳与其他恒星相比较，来认识在数以亿万计的恒星世界里，太阳究竟是怎样的一个天体。

先说恒星的质量。恒星质量基本上都在太阳质量的百分之几到120倍之间，其中以在0．1-10个太阳质量之间的占多数。可见，太阳只是颗质量处于平均水平的普通恒星。

从恒星的直径大小来看。一般认为，“御夫座ε”食双星系统中的那颗看不见的伴星，大概是已知最大的恒星，估计直径为57亿千米，相当于太阳直径的4000多倍。中子星是迄今发现最小的星，典型中子星的直径约10千米，相当于太阳的十四万分之一。

再说恒星的光度，也就是恒星真正的发光能力。恒星光度变化范围很大，大体上都在太阳的50万倍到五十多万分之一之间。

从恒星的表面温度来说，恒星的表面温度基本上都在2000-80000℃之间，太阳夹在中间，表面温度约6000℃。

进行比较之后，问题就很清楚了，太阳所以显得与其他恒星有所不同，仅仅是因它离我们很近。从恒星世界亿万“芸芸众星”的角度来看，太阳是颗一点也不特殊、貌不惊人的普普通通的恒星。不仅如此，它还与其他恒星一样，只是银河系的一般成员。

知识点：太阳、恒星、质量、光度

天空为什么会出现流星雨

夜间，天空中不仅常常能见到单独流星，有时也会见到整阵的“流星雨”。当天空出现流星雨时，几十条甚至几百条亮光划破天空，好像一个大焰火似的。

出现流星雨的道理和流星一样，不同的是：流星雨是地球在运行过程中，遇到一个大群宇宙尘粒（流星群）所造成的一种现象。这大群的尘粒（流星群）是怎样形成的呢？

太阳系里有着许多各种各样的小天体，它们各自按照自己的轨道和速度绕太阳运行。这些小天体发生碰撞，碰撞使得大块的碎裂成一大群小块，或者在碰撞后很多小的聚集成群，它们沿着同一轨道运行，形成了流星群。

有的流星群和彗星很有关系。彗星在运行时，由于内部气体爆炸、太阳压力的作用，或和流星体碰撞，而逐渐瓦解。瓦解过程中抛出的尘粒逐渐脱离彗星。

同一个流星雨，差不多总在每年的相同日期内出现，又是每年的相同日期内出现。这又是什么道理？这是因为流星群的尘粒沿着椭圆轨道分布，有一定的运转周期。地球的轨道如果和某一流星群的轨道相交，那么地还球至少每年在相同的日期穿过这流星群一次，产生了同一个流星雨。

例如，每年8月11日到12日，在英仙座方向出现的流星雨（叫英仙座流星雨）地球上任何地点的规测者每小时都能看到40到50个流星。这证明英仙座流星群的尘粒是均分布在整个轨道上的，因此地球每年穿过流星群时遇到的尘粒数差不多。

另一类流星群，它的尘粒物质大量集中在一起，其尘粒只有每公转一周以后，才会重新和地球相遇。例如狮子座流星群，它的公转转周期是33年。虽然每年11月19日到20日出现狮子座流星雨，但在一般年份里，流星雨中出现的流星数很少。过33年才出现一次浓密灿烂的流星雨，有些地方一小时内可以看到几十万个流星。

到现在为止，我们发现的流星群近千个，如英仙座流星群、天龙座流星群、狮子座流星群等。人们对大约有几十个大流星群已经详细地研究过了。

知识点：流星雨、天体、碰撞、运行、彗星、尘粒

为什么星星会眨眼

夏天的晚上，繁星满天，抬头仰望天空，星星都在眨眼。其实，星星根本没有眼睛，它们哪里会眨眼呢?那么大概是我们自己眨了眼，错把星星当成在眨眼了?不是，因为即使你瞪着眼睛瞧，它们仍在忽闪忽闪地动。这是什么缘故呢?

这是因为地球周围有大气层。

大气不是静止不动的，空气热了会上升，冷了又会下降，还有风在吹来吹去。如果能够给空气的分子着上一些颜色，你就能看到五彩缤纷的空气正在上下翻腾。

星光在来到我们的眼睛以前，必须经过地球的好几层大气，大气既是动荡不定的，各层大气的温度、密度又各不相同，这样一来，光线的折射程度也不相同。星光来到这里时，就会经过多次的折射，时而会聚，时而又分散。正是这层动荡不定的大气，挡在我们面前，使得我们在看星星的时候，总觉得星星在闪烁，就像眨眼睛。

知识点：星、地球大气、翻腾、光、折射

为什么2月份通常只有28天

阳历的月份分大月和小月，大月31天，小月30天。可是唯独2月份却只有28天，有的年份又是29天，这是为什么呢?

说来很可笑，这个规定是十分荒唐的。

公元前46年，罗马统帅儒略·凯撒着手制订阳历时，本来规定每年12个月，逢单是大月，31天；逢双是小月，30天。2月份逢双，也应该是30天。但这样算下来，1年就不是365大，而是366天了。所以必须设法在1年中扣去1天。

在哪一个月里扣去1天呢?

那时候，按照罗马习俗，许多判处死刑的犯人，都是在2月里执行的，所以人们认为这是一个不吉利的月份。既然1年里要扣去1天，那么在2月份里扣去1天，让这个不吉利的月份少1天好了。因此，2月份就成了29天。这就是儒略历。

后来，奥古斯都继儒略·凯撒做了罗马皇帝。奥古斯都发觉儒略·凯撒是7月份生的，7月份是大月，有31天。奥古斯都自己是8月份生的，8月份偏偏逢双是小月，只有30天。为了和儒略·凯撒表示同等的尊严，奥古斯都就决定把8月份也改为31天。同时把下半年的其他月份也改了，9月份和11月份，由原来是大月改为小月；10月份和12月份，由原来是小月改为大月。这样又多出来1天，怎么办呢?依旧从不吉利的2月份内扣掉。于是，2月份就只有28天了。

2000多年来，人们所以沿用这个不合理的规定，只是一种习惯罢了。世界各国研究历法的人，已经提出许多改进历法的方案，想把历法改得更合理些。

知识点：大月、小月、儒略历

为什么月亮会发生圆缺变化

我们看到的月亮，它的形状在一月里天天发生变化，有时像个圆盘，有时会缺一半，有时又像一把弯弯的镰刀。

月亮为什么会发生圆缺变化呢？

我们知道，月亮上围绕地球运行的一颗卫星，它既不发热，也不发光。在黑暗的宇宙空间里，月亮是靠反射太阳光，我们才能看到它。同时，月亮在绕地球运动的过程中，它和太阳、地球的相对位置不断发生变化。当它转到地球和太阳中间的时候，月亮正对着地球的那一面，一点也照不到太阳光，这时，我们就看不见它，这就是新月，叫做朔。

新月以后两三天，月亮沿着轨道慢慢地转过一个角度，它向着地球一面的边缘部分，逐渐被太阳光照亮，于是我们在天空中就看到一钩弯弯的月牙了。

这以后，月亮继续绕着地球旋转，它向着地球的这一面，照到太阳光部分一天比一天地多，于是，弯弯的月牙也就一天比一天“胖”了起来。等到第七八天，月亮向着地球的这一面有一半照到了太阳光，于是我们在晚上就看到半个月亮，这就是上弦月。

上弦月以后，月亮逐渐转到和太阳相对的一面去，这时它向着地球的这一面，越来越多地照到了太阳光，因此我们看到的月亮，也就一天比一天圆起来。等到月亮完全走到和太阳相对的一面时，也就是月亮向着地球的这一面全部照到太阳光的时候，我们就看到一个滚圆的月亮，这就是满月，叫做望。

满月以后，月亮向着地球的这一面，又有一部分慢慢地照不到太阳光了，于是我们看到月亮又开始渐渐地变“瘦”。满月以后七八天，在天空中又只能看到半个月亮了，这就是下弦月。

下弦月以后，月亮继续“瘦”下去。过了四五天，又只剩下弯弯的一钩了。之后，月亮慢慢地变得完全看不见，新月时期又开始了。

月亮圆缺的变化，是由于月亮绕着地球运动，它本身又不发光而反射太阳光的结果。

知识点：月亮、新月、朔、上弦月、满月、望、下弦月

为什么天上的星星有的亮有的暗

天上的星星，有的暗有的亮。我们知道，60瓦的电灯比同样20瓦的电灯亮，是因为它的发光能力强。那么，亮的星星是不是比暗的星星发光能力强呢?实际并非一定如此，决定星星亮度的除了它的发光能力，还有另一个原因，就是星星与我们距离的远近。一般来说，星星离我们越近，看上去就越亮。

以上是星星的视亮度，也就是看起来的亮度。视亮度用视星等来表示。我们看到的那些最亮的星一般都定为1等星，正常视力的人用肉眼能够勉强看到的最暗星定为6等星。天空中的亮星，可能真的是颗发光能力很强的恒星，但也可能只是因为它离我们特别近，才显得很亮。相反，有些暗星也不一定真暗，尽管它们要通过望远镜才能观测到，但它们的发光能力可能极强，只是由于距离我们太遥远，看起来就显得比较暗。

为了比较不同恒星的真实发光能力，应该把它们放在与我们距离相同的地方进行比较。这就像赛跑那样，必须站在同一条起跑线上同时起跑。根据国际规定，恒星的这条“起跑线”定为10秒差距，即32．62光年。规定恒星在这个标准距离处的亮度为它的绝对亮度，用绝对星等来表示。

运动员可以在同一条起跑线上起跑，恒星则无法都挪到10秒差距的距离处，所以，绝对星等都是计算出来的。

太阳的视亮度是绝对冠军，一旦把它放到比现在远206万多倍远的10秒差距处，它的绝对星等只有+4．8等。按视星等顺序排列的以下这5个天体，如果按绝对星等排列的话，则应该倒个个儿。

视星绝对星等

太阳-26.8+4.8

天狼星（全天最亮的恒星）+1.46+1.4

织女星+0.03+0.6

北斗星+2.0-2.9

参宿星+2.06-7.0

知识点：视宽度、视星等、绝对亮度、绝对星等

为什么我们感觉不到地球在转动

我们乘船坐车，很容易觉察出车船在行进。可是为什么我们一点也感觉不到地球在转动呢？地球转动的速度是非常快的，绕太阳公转，每秒钟要跑30公里。在赤道上的速度每秒钟达456米，坐地日行八万里，一天要转上8万华里，跟车船的速度比起来，真不知快多少哩！

当我们乘船在江河里航行时，船身在江河中前进，两岸景色后移，觉得船行很快。如果乘轮船在大海里航行，站在甲板上，海天一色，白浪滔滔，海鸥追逐着行船，仿佛钉在船舷边，那时候，会觉得船行很慢。原来乘江河里的船时，因为江岸离我们比较近，因此我们看到两岸迅速移动，就意识到船在行进。乘轮船在大海里航行时，水天茫茫，外界没有什么东西可判断轮船在迅速行进，于是我们觉得船行得十分迟缓，有时好象是停着没有动似的。

地球这艘宇宙间的“大船”，在运行的轨道旁，如果也有像江河两岸那样的景致，我们就很容易觉察出地球的转动了。可是近处没有，只有远处的星星，这些参照物可以帮我们看出一点转动的行踪。但星星距离我们实在太远了，在短时间里，比如说几分钟，几秒钟里，由于我们失却了可以对照的上界事物，所以感觉不到地球在转动。但不要忘记，我们每天看到的太阳、月亮、星星的东升东西落，就是地球转动的结果。

知识点：地球、转动、运行空间、参照物、距离

为什么地球是一个扁球

地球并不是一个标准的圆球。如果站在人造卫星上去看，就能发现地球是一个南北间较短的扁球，赤道的半径比两极的半径大21公里。

那么地球为什么是一个扁球呢？

由于地球在自转，地球上每部分都在作圆周运动。这和汽车在转弯时，乘客也都在沿圆周运动一样。经验告诉我们，汽车转弯时，乘客都有向远离圆心方向倾倒的趋势，这种趋势是由于乘客受到惯性离心力的作用，因而也都具有一种离开地轴向外跑的趋势。

人们经过实践证明，地球上各部分所受惯性离心力的大小，与它离开地轴的距离成正比，也就是说，距离地轴愈远的地方，所受的惯性离心力愈大。赤道部分比两极部分距离地轴远得多，所以赤道部分所受到的惯性离心力的差别，就使得它的两极扁而赤道突出了。

知识点：地球、扁球、自转、惯性、正比

为什么地球会绕轴自转

地球同太阳系其他八大行星一样，在绕太阳公转的同时，绕着一根假想的自转轴在不停地转动，这就是地球的自转，昼夜交替现象就是由于地球自转而产生的。

几百年前，人们就提出了很多证明地球自转的方法，著名的“傅科摆”使我们真正看到了地球的自转。但是，地球为什么会绕轴自转?以及为什么会绕太阳公转呢?它们之间又有什么样的关系？

现代天文学理论认为，太阳系是由所谓的原始星云形成的。原始星云是一大片十分稀薄的气体云，50亿年前受某种扰动影响，在引力的作用下向中心收缩。经过漫长时期的演化，中心部分物质的密度越来越大，温度也越来越高，终于达到可以引发热核反应的程度，最终变成了太阳。在太阳周围的残余气体则逐渐形成一个旋转的盘状气体层，经过收缩、碰撞、捕获、积聚等过程，在气体层中逐步聚集成固体颗粒、微行星、原始行星，最后形成一个个独立的大行星和小行星等太阳系天体。

我们知道，要测量一个直线运动的物体运动快慢，可以用速度来表示，那么物体的旋转状况又用什么来衡量呢?一种办法就是用“角动量”。对于一个绕定点转动的物体而言，它的角动量等于质量乘以速度，再乘以该物体与定点的距离。物理学上有一条很重要的角动量守恒定律，它是说：一个转动物体，如果不受外力矩作用，它的角动量就不会因物体形状的变化而变化。例如一个芭蕾舞演员，当他在旋转过程中突然把手臂收起来的时候(质心与定点的距离变小)，他的旋转速度就会加快，因为只有这样才能保证角动量不变。这一定律在地球自转速度的产生中起着重要作用。

形成太阳系的原始星云原来就带有角动量，在形成太阳和行星系统之后，它的角动量不会损失，但必然发生重新分布，各个星体在漫长的积聚物质的过程中分别从原始星云中得到了一定的角动量。由于角动量守恒，各行星在收缩过程中转速也将越来越快。地球也不例外，它所获得的角动量主要分配在地球绕太阳的公转、地月系统的相互绕转和地球的自转中。这就是地球自转的由来，但要真正分析地球和其他各大行星的公转运动和自转运动，还需要科学家们做大量的研究工作。

知识点：地球自转、原始星云、角动量、角动量守恒

为什么地球的自转有时快有时慢

长期以来，人们一直以为地球均匀不变地绕着自转轴旋转，大约每23小时56分旋转1周。实际上，地球并不是那么老老实实地按照均匀速度自转，在一年内，它有时快，有时慢。

地球的自转运动不仅在一年中是不均匀的，在许多世纪的过程中也是不均匀的。在最近2000年来，每过100年，1昼夜就要加长0．001秒。而且，每过几十年，地球还会来一个“跳动”，有几年转得快，有几年又转得慢。

地球为什么会有这种“调皮行为”呢?

科学家孜孜不倦地找寻原因，答案已逐步明朗：南极的巨大冰川，现在正在慢慢融化，这就意味着南极大陆的冰块在减少，南极大陆的质量在减轻。正是地球质量分布的变化影响了地球的自转速度。

月亮能引起地球上海水的涨落，这种涨落是和地球旋转的方向相反的，这样就使地球的自转速度逐渐变慢。

每年冬天，风从海洋吹到大陆上，夏天，风又从大陆吹回海洋，这些流动空气的质量大得难以相信，竟有300万亿吨!这么大质量的空气，从一处移到另一处，过一阵，又从另一处移回来，这就使地球的重心起了变化，结果旋转速度也就时快时慢。

地球自转速度还与海洋洋流、地壳板块运动、地核物质的重新分布等原因有关，它们都或大或小地影响了地球自转速度。因此，影响地球自转速度变化的原因很复杂，这已经成为天文学的一个重要研究课题。

知识点：地球自转、南极大陆、月球引力、流动空气

为什么日食和月食每隔一

定时间后重复一次

古代中国、巴比伦和埃及的一些研究天象的人，他们从实际的观测和研究工作中，知道了日食和月食每隔6585天8小时会重复一次。这就是说，这次出现的日食（或月食），隔了18年11天又8小时（如果在这段时期内有5个闰年，那么是18年10天又8小时），它又会重现一次。古代人们就利用这个周期来预言日食和月食发生的日期。但是，他们并不明白为什么日食和月食会这样周期性地出现。

随着科学的发展，人们对日月食的周期性问题，从感性认识上升到理性认识阶段，才弄清楚了运动的规律。

我们知道，日食和月食只有当太阳、月亮、地球或者太阳、地球、月亮的位置，正在或近于一条直线上的时候，才会发生。又由于地球绕太阳的轨道面和月球绕地球轨道面并不重合，所以只有当时朔月或望月落在月球绕地球运行轨道和际球绕太阳运行轨道的交点附近，才会发生日食和月食。根据测定，月球在它的轨道上从“交点”开始绕地球一周，再回到这个交点所需的进间的是27.2123日（天文学上称为“交点月”），很显然，如果今天出现日食，要这个日食在下一次与今天的一样出现，所经过的时间，必须是整数的朔望月和整数的交点月，这个时间大约是6585天8小时即18年11天8小时。这就是说，如果今天出现的日食（或月食），那么，它一定又会在18年11天8小时后重复出现。当然对于地球上来说，不会发生在同一地方。因此天文工作者可以准确地计算出今后若干年内发生日食和月食的次数和时间。

知识点：日食、月食、交点月

为什么天文学家要观测日食和月食

太阳是地球上生命的源泉，太阳上发生的一切变化，都和我们的日常生活有着非常密切的关系。例如，太阳大气发生爆炸时，对地球上的天气变化、短波无线电通信等都有剧烈的影响。因此，弄清楚太阳的本质，摸清太阳的脾气是很有意义的。

要了解它，就要观测它。但是，观测太阳并不是毫无阻碍的。通常我们见到的强烈的太阳光，绝大部分是太阳大气最底层发出的，这一层叫做光球层。太阳大气外层的光很微弱，在地面上观测太阳时，由于地球大气散射太阳光，使天空变得很亮，它完全掩盖了太阳外层大气的光，使我们看不见那里的各种现象。用一般的仪器只能看清楚光球层。

日全食时，月球遮住了太阳的光球，天空变暗了，太阳外层大气的光才显露出来，露出了“庐山真面目”，使我们能看到平时看不见或者看不清楚的现象。

色球层、日珥、日冕都是太阳外层大气的组成部分。前面谈到的地球上的天气变化、短波无线电通信受干扰，都和它们的活动有密切关系。因此，色球层、日珥、日冕都是天文学家感兴趣的对象。虽然平时在一定条件下也可以观测到色球层、日珥、日冕，但在日全食时，这些现象可以看得特别清楚。这时，进行研究得到的结果非常有价值。所以，每逢发生日全食的时候，科学家们总要千里迢迢地带上许多笨重的仪器，赶到可以见到日全食的地方去进行观测。

那么为什么要观测月食？天文学家在月全食时，通过研究月球的亮度和颜色，可以判断地球大气上层的成分。月食时测定月面温度的变化，可以帮助研究月球表面的构造。此外，还可以从月食的过程，仔细研究地球和月球的运动规律。相比起来，日食观测要比月食观测更有科学意义。

知识点：日食、月食、太阳大气、光球层