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阿西莫夫最新科学指南4.1 地球的形状和大小

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太阳系是由1个巨大的太阳、4个巨行星、5个较小的行星、40多个卫星、10万多个小行星以及大概1 000亿多个彗星组成的。但是,据我们今天所知,这些天体中惟一有生命的就是我们的地球。既然如此,现在我们就来讲一讲地球。古希腊人重要的文化成就之一就是他们断定地球是圆球形的。他们最初是在哲理的基础上来表达这种思想的。

阿西莫夫最新科学指南3.10 彗星

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彗星是太阳系中的又一族成员, 有时会非常靠近太阳, 在人们的眼中, 彗星是一种横跨天空、光线柔和、云雾状的天体, 样子就像我在第二章中提到的那种长着长尾巴或披散着头发的怪星, 希腊人称之为毛星, 我们今天仍称之为彗星。

彗星不像恒星或行星那样沿着容易预测的轨道移动, 而似乎是来去无常, 没有规律。在科学以前的时代, 人们相信天上的星星与人类息息相关, 这些飘忽不定的彗星似乎与生活中的怪事有联系, 例如, 未知的灾祸。

当天空出现彗星时, 任何一个欧洲人都惊恐万状, 直到1473年, 情况才有改变, 那一年, 德国天文学家雷乔蒙塔努斯观察到了一颗彗星, 并夜复一夜地把它相对于恒星的位置都记录了下来。

阿西莫夫最新科学指南3.9 火星轨道外的小行星群

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在太阳系中, 每一颗行星和太阳的距离都大约是前一颗的1.3~2.0倍, 惟一的例外就是第五颗木星和太阳的距离为第四颗火星的3.4倍。

在天王星发现之后 (此时新行星的可能性令人兴奋) , 天文学家们对木星和火星之间的特大间隔感到迷惑不解。在这个间隔里会不会有一颗行星, 比方说, 一颗第4½  行星, 一颗一直未被发现的行星呢?  德国天文学家奥伯斯领导一个小组计划系统地搜寻这样一颗行星。

当他们正在准备时, 意大利天文学家皮亚齐在完全没有考虑新行星的情况下观看天空, 无意中看到了一个每天都在改变位置的天体。从它移动的速度来估计, 好像位于土星和火星之间;  从它黯淡的程度来看, 它的体积必定非常小。发现的那一天是1801年的1月1日, 正好是一个新世纪的第一天。

阿西莫夫最新科学指南3.8 最外围的行星

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在望远镜尚未诞生的年代里, 土星是人类所知道的最远而且移动最慢的一颗行星。它也是最暗的一颗行星, 但它仍然是一星等的星。在人们知道行星存在以后的几千年中, 似乎从来没有人想到, 可能会有些行星离我们太远, 因而太暗, 我们无法看到。

天王星

虽然伽利略曾经指出, 天上还有数以万计的星星亮度太小, 不使用望远镜就看不到、但是可能存在着暗行星这件事并未引起人们的关注。

阿西莫夫最新科学指南3.7 土星

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土星是古人所知道最远的一颗行星, 它虽然距离我们很远, 却相当地明亮。在最亮的时候, 它可以达到-0.75星等,   此时除了天狼星之外, 比任何恒星都要亮。它的亮度也超过了水星, 而且无论如何, 它也比水星更容易观察, 因为土星比我们距离太阳更远, 不像水星那样只能保持在太阳的周围, 以致无法在半夜的星空中出现。

土星与太阳的平均距离是  14.3×108公里,   是木星平均距离的1.833倍;  绕太阳公转一周约需29.458年, 与木星公转周期11.862年相比, 土星年大约是木星年的2.5倍。

阿西莫夫最新科学指南3.6 木星

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木星, 从太阳往外数第五颗行星, 是行星系统中的巨人。它的直径有142800公里, 是地球的11.2倍, 质量则是地球的318.4倍。实际上, 它是所有其它行星质量总和的两倍多。然而和质量是它的1040倍的太阳比起来, 它还是一个侏儒。

木星与太阳的平均距离是7.78×108公里, 相当于地球到太阳距离的5.2倍。即使和地球在太阳同一侧时, 木星到地球的距离也从不少于62751万公里 (39000万英里) 。它得到的阳光只有地球的1/27, 但由于身体庞大, 在天空中依然很亮。

阿西莫夫最新科学指南3.5 火星

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火星是从太阳数过来的第四颗行星, 就在地球的外侧。火星离太阳的平均距离是2.28×108公里,   当地球和火星在太阳的同一侧时, 这两颗行星可以彼此接近到平均8050万公里 (5000万英里) 。由于火星的轨道偏心率较大, 有时它和地球相离只有4830万公里 (3000万英里) 。这样的近距离接近 (大冲) 每32年发生一次。

如果我们以恒星为背景来观察, 会发现太阳和月球从西方到东方位置的变化多少是稳定的, 而行星的运动要复杂得多。在大部分的时间里, 相对于恒星而言, 它们总是夜复一夜地自西向东运行, 但在某些时候, 各个行星运行减速, 最后完全停止, 然后开始从东向西倒着运行。但这种逆行始终不如顺行, 因此, 总的来说每个行星还是自西向东运行, 最终在天空中绕一整圈。逆行最大最显著的就是火星。

阿西莫夫最新科学指南3.4 金星和水星

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在环绕太阳的行星中, 有两个比地球更靠近太阳, 它们就是金星和水星。地球至太阳的平均距离是1.5×l0^8公里, 金星是1.08×l0^8公里, 而水星是0.58×l0^8公里。
因此我们总是在太阳的附近看到金星和水星。从地球上看, 金星离太阳不会超过47°, 而水星离大阳永远不会超过28°。当金星或水星在太阳东边的时候, 在傍晚日落后就出现在西方的天空, 并在不久之后也落入地平线, 因此被称为昏星。

当金星或水星位于其轨道的另一边, 也就是在太阳西边的时候, 则出现于黎明前的东方, 而在太阳升起后即消失在太阳的光辉中, 因而被称为晨星。

阿西莫夫最新科学指南3.3 月球

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当1543年哥白尼把太阳放在太阳系的中心以后, 地球的忠实跟随者仅剩下月球了。过去长久以来, 地球一直被认为是太阳系的中心。

月球每27.32天绕地球一周 (相对于恒星而言) 。它也以同样的时间绕自己的轴自转一周。由于公转和自转周期相同, 导致它永远以同一面对着地球。这个公转和自转周期的相等并不是一个巧合, 而是地球对月球有潮汐作用的结果, 这一点我将在下面解释。

月球相对于恒星的公转我们称为恒星月。然而当月球绕地球公转时, 地球也绕着太阳公转。这样当月球绕地球一周时, 由于地球的运动带着月亮一起运动, 所以太阳在天空的位置也略有移动。月球必须再公转两天半的时间才能赶上太阳, 回到和以前相同的相对与太阳的位置。月球相对于太阳绕地球公转称为朔望月, 朔望月是29.35天。

阿西莫夫最新科学指南3.2 太阳

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很明显, 太阳是地球上光、热和生命本身的源泉。甚至在史前时代, 人类就必定会把太阳当做神来崇拜, 我们所知道的第一个一神论者, 是公元前1379年取得埃及王位的法老埃赫那顿, 他就把太阳当做惟一的神。在中世纪时代, 太阳是完美的象征, 虽然它本身没有被认为是神, 但无疑地认为它代表着上帝的完美。
最早对太阳的实际距离有概念的是古希腊人。阿利斯塔克的观测指出, 太阳离我们至少有数百万公里远, 因此根据肉眼所见的大小来判断, 它必然比地球大。然而只是大小尚不能给人以深刻的印象, 因为很容易把太阳设想成是一个仅由非实体的光所构成的大球。