夜晚的天空中都有啥?星星和月亮,那么除了这两个呢?人们还在天空中发现了一个巨型布局,横跨苍穹的银白色暗带。
这是啥?我们的银河系!可是前人哪里知道还有银河系这样的布局啊,所以他们就说这是一条河道,称为河汉。是天帝不想让本身的女儿和牛郎相会,所以就在她俩中心弄了一条河。
古希腊人就认为这是宙斯的私生子,把他正妻的乳房给抓破了,所以她的乳汁就飙洒了一路,形当作了一个“奶路”。
这种神话传说一般只能知足我们通俗人的幻想,但哲学家并不吃这一套,其实从古希腊期间起头,人们在熟悉天然的过程中就已经在解脱神的介入。
您看,亚里士多德就说银河系暗带是地球的大气现象,固然是错的,但里面已经没有神了。德谟克里特就说,这是由无数的恒星组成的,这些恒星很是密集,所以看起来就是一条银白色的暗带。
很较着,他猜对了!1609年,伽利略才用千里镜证实了德谟克里特的设法。知道了这就是一个恒星密集区域。
但在这之后很长的一段时候内,我们对银河系的熟悉并没有多大的进展,直到18宿世纪英国天文学家威廉·赫歇尔才第一次对银河系做了系统性的不雅察,而且提出了一个银河系模子。
威廉·赫歇尔1738年出生在英国的汉诺威,他原本是一个音乐家,处在上流社会,有钱,有时候,所以跟那时的大大都有钱人一样,天文学是他的业余快乐喜爱。
闲下来就用千里镜看看天空,但威廉赫歇尔感觉买来的千里镜都欠好,知足不了本身的要求,所以他想本身脱手做一个更好的千里镜,就找来了妹妹卡罗琳帮手,恰是这件事让威廉·赫歇尔彻底的爱上了天文学。
到了1774年,他的千里镜终于是造好了,镜筒长1.5米,镜面宽20厘米,恰是这架千里镜改变了他的后半生。
1781年3月31号的晚上,威廉赫歇尔像以往一样扫视着天空,他在双子座偏向看到了一颗恍惚的光斑,颠末几个晚上的持续跟踪,发现这个工具在移动,威廉赫歇尔就认为这是一颗彗星,并把它报告请示给了天文学会。
很快人们就按照他的轨道,判定出这不是啥彗星,而是一颗行星:天王星。而且算出了他的距离为19.2AU,太阳系的规模一下翻了一倍。
威廉赫歇尔也因为这个发现名声大噪,而且获得了一个职位:皇家天文官,从此今后他也不玩音乐了,跨行当作为了一名职业天文学家。
大获当作功的威廉·赫歇就起头拉投资,在他的栖身地史老建造了一个那时宿世界上最大的千里镜,镜筒长12米,镜面宽度1.2米,整个千里镜架设在一座由木杆和木梯搭当作的庞大木制布局上。
如斯复杂的千里镜必定会带来不凡的发现,赫歇尔操纵这颗千里镜记实了数十万颗恒星的位置,发现他们仿佛都堆积在一个如同磨盘的系统里,所以他猜测我们处在一个盘子傍边,这个盘子就是宇宙。
不仅如斯,赫歇尔还计较了这个盘子有多大,他那时的计较方式是这样的。他首先假设宇宙中所有星星的亮度都是一样的,我们之所以看到有些星星暗,完满是因为他离我们远造当作的,这个假设很较着是错误的,不外那时的常识储蓄就这样了。
然后他以天狼星的亮度和距离为尺度,操纵光强和距离当作反比这一关系,这里我诠释一下,假如两颗星星的亮度是一样的,若是一颗星星和我们的距离是别的一颗的两倍,那么他看起来的亮度就是别的一颗星星亮度的1/4。
那么以天狼星的亮度为尺度,我们在宇宙中找那个看起来最暗的恒星,看它的亮度是天狼星亮度的几多分之一,我们就能知道它和我们的距离是天狼星的几多倍。
关头的问题是,我们并不知道天狼星和我们的距离,所以赫歇尔又假设出来一个根基单元:天狼星米,所以按照它的测量,这个盘子的大小为1000个天狼星米,厚度为100个天狼星米。此刻我们知道天狼星的距离为8光年,那么赫歇尔那时测出来的银河系直径为8000光年。很较着错的离谱,可是这一数字在那时可算是震动四座,让我们初次对宇宙的大小有了一个直不雅的感触感染。
除此之外,赫歇尔还操纵这个庞然大物在天空中发现了大量的星云,短短2年的时候就将梅西耶星表中的对象扩充到了2500多个。这只能申明千里镜的口径大了真的是好,昔时梅西耶发现103个深空天体用了几十年的功夫。这就是差距。
此刻我们常看到的深空天体的编号除了有M开首的,还有NGC开首的,这是深空天体的新总表,里面包含了7000多个星团、星系和星云,是1880年月人们在赫歇尔不雅测的根本上汇总的新星表。
在最初天文学的成长中,您会发现这样的现象,只要千里镜的口径不竭地变大,就会有更多的发现,当然也就鞭策了天文学的成长,所以到了1845年,在爱尔兰有一户财本家儿,他是第三任罗斯勋爵,名叫帕森斯,就斥巨资建造了维多利亚时代最牛得千里镜。
口径达到了1.8米,整个建筑看起来像一门超等大炮一样,这个记实一向连结到了1917年,才被威尔逊山上2.5米口径的胡克千里镜超越。
帕森斯经由过程本身的千里镜这时才分辩出星云的分歧细节,他就看到了有些恍惚的星云其实就是星团,有些星团密度小,有些星团密度大,此刻我们知道他们是分散星团和球状星团。
当然他也看到了行星状星云和超新星遗迹,也看到了恒星形当作区域显示出来的色彩。当然他也看到了一些星云是卵形的怪物,无法分辩出此中的布局和单颗恒星,此刻我们知道这是椭圆星系。
还有一类星云,可以或许分辩出它具有螺旋状的布局,那时帕森斯就手绘了一幅图,这是M51星系,这是人类第一次看到星系的螺旋布局。
您可能会想为什么最先看到的是M51,而不是离我们比来的仙女座星系,因为M51的盘面正好正对我们,所以很轻易能看到他的螺旋布局,而M31在我们视线偏向有点侧对着我们,不轻易看到。
在19宿世纪末期,天文学还有一个不得不说的庞大当作就,业余天文学家罗伯茨将拍照手艺和天文千里镜连系在了一路,从此人类进入了天文摄影时代。这是一个庞大的前进,以前的天文学家必需守在千里镜跟前靠肉眼不雅测,然背工绘看到的气象。有了拍照手艺,不仅可以或许长时候曝光捕获更多的光子,看到更微弱的天体,并且获得的气象加倍的真实,当然也让天文不雅测变得轻松了很多。
此刻看到的这张照片就是1888年,罗伯茨拍摄的M31星系,这是人类拍摄到的第一张星系照片。
可那时人们并不知道这就是星系,只看到了他有螺旋布局,觉得他是“原恒星”,也就是恒星形当作的早期阶段。所以关于它到底是啥,在20宿世纪20年月人们还进行了一场大辩说。这是我们下节课的内容。
好,下面我们继续说人们对银河系的领会。1917年在卡内基基因会的撑持下,美国加州理工大学在威尔逊山上建造了一台口径为2.5米超等千里镜,而且在这之后的30年间,一向连结这最大千里镜的记实。
它相对于帕森斯的千里镜来说,不仅口径大,并且镜面要好得多,它用的是镀银玻璃,而不是以前的铜锡合金打磨出来的镜面,并且胡克千里镜建山上,大气的扰动很小,在加上美国的气候要比英国的好得多,所以胡克千里镜真恰是打开了人们的视野。
在第一批利用胡克千里镜的天文学家中有一小我叫沙普利,他经由过程研究球状星团就发现,球状星团的分布不平均,大部门堆积在人马座偏向,前面我们说了,赫歇尔认为我们处在一个盘子中,但没有说我们具体处在盘子的哪个位置。
那么沙普利的发现就申明我们没有处在盘子的中间,因为若是我们处在中间的话,我们会看到在各个偏向球状星团的分布应该是平均的。但事实上,球状星团在一个偏向比力密集。所以我们处在这个盘子的边缘。
随后沙普利经由过程测量球状星团的距离,再次刷新了我们对宇宙大小的熟悉,那时他测出来的距离是这样的。银河系直径20光年,厚度为3万光年,我们距离银河系中间为5万光年。
我知道,您顿时会问,他是如何测量距离的?这就要说到人类熟悉宇宙最主要的东西了量天尺,以前我们介绍过视差法,但他不适合远距离的天体,因为越远视差越小。
可是到了20宿世纪初人们又发现了一种可以测量恒星距离的法子,造父变星。这是一种亮度跟着时候周期性转变的恒星。
最早发现这个现象的人是1784年荷兰的一位业余天文学家古德利克,他发现的第一颗亮度周期性转变的恒星是仙王座δ星,中文叫造父一,所以我们将这种变星统称为造父变星。
一向以来我们认为这种亮度转变的恒星很少,因为几百年间我们就发现了那么十几颗恒星的亮度会周期性的转变,也就是变光周期,说的是,一颗恒星亮度从最高,到最暗,再回到最高所需要的时候,这个周期最短几个小时,最长需要几年的时候。
但跟着天文拍照手艺的成长,我们就可以比对一颗恒星在几天、几周、甚至几个月、几年亮度的转变,所以我们这才熟悉到变星其实很是的遍及。
那么真正把变星看成尺度烛光利用的设法,来自于19宿世纪的一位年青的女性,他是天文学界最伟大一批女天文学家,他叫勒维特,1868年出生在美国。1893年进入了哈弗天文台,在往后的20年间,他统计发现了快要1000多颗变星。
而且发现这样的纪律,恒星的变光周期越长,其平均亮度越大,这里的亮度说的都是视亮度,也就是看起来有多亮,若是我们操纵视差法测量出这些变星和我们的距离,我们就可以或许知道这些变星的本征亮度,也就是现实上它有多亮。
经由过程大量的总结,归纳,我们就可以或许把握这样一个主要的信息。只要我们测量一颗变星的变光周期,我们就能知道它的平均本征亮度。
在经由过程测量它的视亮度,按照亮度会跟着距离的平方发生衰减这个关系,就能算出这颗变星和我们的距离了。
这就是天文学中利用比力普遍的造父变星测距法。沙普利恰是经由过程造父变星测量了星团和我们的距离,得出银河系的直径。
那为啥他测量的值和今天的10万光年差了那么多呢?因为他那时没有考虑弥散在银河系内的尘埃、或者气体等等这些消光物质,导致了他看到的视亮度低了良多,所以他算出来的距离就远了良多。
但不管怎么说,沙普利的测量早一次刷新了我们对宇宙大小的熟悉。好了今天的内容就到这里,下节课我们说天文学最主要的一次辩说。







