现代天文学考试答案

1.天文学研究的对象是什么？天文学所研究的对象涉及宇宙空间的各种星星和物体，大到月球、太阳、行星、恒星、银河系、河外星系以至整个宇宙，小到小行星、流星体以至分布在广袤宇宙空间中的大大小小尘埃粒子。
1.天文学研究的对象是什么？
天文学(Astronomy)是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的地位。

5.什么是宇宙红移？通常认为这种红移是由宇宙膨胀的多普勒效应引起。当光源远离观测者时，接受到的光波频率比其固有频率低，即向红端偏移，这种现象称为“红移”。
5.什么是宇宙红移？
天文学家发现绝大部分星系皆有红移现象,即星系的辐射向长波长方向偏移.
红移的幅度=波长的变化/原本波长
红移是由多普勒效应造成的,所以星系红移越大,表示它正以更高的速度远离我们.只要远离我们的速度比光速低得多,便可用以下公式找出星系的退行速度v:
V=红移幅度x光速

6.哈勃定律及其意义。哈勃发现，离我们越远的星系退行速度越高，而且两者之间存在线性关系，即V=H×D（其中H是哈勃常数），这个关系称为哈勃定律。
哈勃定律的伟大意义，不仅在于它证实了宇宙的膨胀，而且还提供了一种估计宇宙年龄的手段
哈勃定律反映了宇宙的膨胀

星系的距离D＝V/H0
假设：
如果宇宙的膨胀是均匀的
可以确定：
宇宙的年龄 t＝D/V＝1/H0
6.哈勃定律及其意义。
　河外星系的视向退行速度与距离成正比，即距离越远，视向速度越大。这个速度——距离关系在1929年由美国天文学家哈勃发现，称为哈勃定律或哈勃效应。在宇宙学研究中，哈勃定律成为宇宙膨胀理论的基础。但哈勃定律中的速度和距离均是间接观测得到的量。速度——距离关系和速度——视星等关系，是建立在观测红移——视星等关系及一些理论假设前提上的。哈勃定律原来由对正常星系观测而得，现已应用到类星体或其他特殊星系上。哈勃定律通常被用来推算遥远星系的距离。



7.第谷体系地心说观点是什么？
他认为所有行星都绕太阳运动，而太阳率领众行星绕地球运动。
8.宇宙模型的稳态理论
物质正以恰当的速度不断创生着，这一创生速度刚好与因膨胀而使物质变稀的效果相平衡，从而使宇宙中的物质密度维持不变。
这种状态从无限久远

的过去一直存在至今，并将永远地继续下去。
宇宙在任何时候，平均来说始终保持相同的状态。
8.宇宙模型的稳态理论
在相对论中时空是统一的，既然宇宙学原理认为所有的空间位置都是等价的，那么所有的时刻也应该是等价的。也就是说，天体(物质)的大尺度分布不但在空间上是均匀的和各向同性的，而且在时间上也应该是不变的。也就是在任何时代，任何位置上观察者看到的宇宙图像在大尺度上都是一样的


9.简述中国古代有哪几种主要的宇宙观学说，各学说的观点是什么？中国古代三种有代表性的宇宙观???盖天说（周初）：地是平坦的，天如伞一样覆盖大地。??浑天说（战国）：天地有蛋形结构，地在中心，天在地周围。???宣夜说（战国）：天无限而空虚，星辰悬浮空虚之中。
9.简述中国古代有哪几种主要的宇宙观学说，各学说的观点是什么？
盖天说、浑天说、宣夜说
盖天说有两种:(1)“天圆如张盖，地方如棋局”为旧盖天说;(2)“天似盖笠，地法复磐，天地各中高外下”记载于《周髀算经》，为新盖天说，或周髀说
浑天说认为天是一圆球，地球在球中，如同蛋黄在蛋内一样，而不停地转动着。
宣夜说 宣夜之书亡，惟汉秘书郎郄萌记先师相传云，天了无质，仰而瞻之，高远无极，眼瞀（mào，音冒）精绝，故苍苍然也。譬之旁望远道之黄山而皆青，俯察千仞之深谷而幽黑。夫青非真色，而黑非有体也。日月众星，自然浮生虚空之中，其行其止皆须气焉。是以七曜（yào，音耀，七曜指日、月及金、木、水、火、土五星）或逝或住，或顺或逆，伏见无常，进退不同，由乎无所根系，故各异也。故辰极常居其所，而北斗不与众星同没也；摄提、填星皆东行，日行一度；月行十三度。迟疾任情，其无所系著可知矣，若缀附天体，不得尔也。

10.关于月球的起源的观点可以分哪几类？简述各类的主要观点。 关于月球起源的学说，可以分为三大类： 1. 地球分裂说； 2. 地球俘获说； 3. 共同形成说。
地球分裂说认为，在太阳系形成的初期，地球和月球原是一个整体，那时地球还处于熔融状态，自转快。由于太阳对地球强大潮汐力作用，在地球赤道面附近形成一串细长的膨胀体，终于分裂而形成月球。地球俘获说认为，月球可能是在地球轨道附近运行的一颗绕太阳运行的小行星，后来被地球所俘获而成为地球的卫星。
共同形成说的研究者则认为地球和月球是由同一块原始行星尘埃云所引成。它们的平均密度和化学成分不同，是由于原始星云中的金属粒子在形成行星之前早已凝聚。在形成地球时，一开始以铁为主要成分，并以

铁作为核心。而月球则是在地球形成后，由残余在地球周围的非金属物质凝聚而成。


11.爱因斯坦和牛顿二人对引力的各自观点是什么？
牛顿认为是一种即时超距作用，不需要传递的“信使”。
爱因斯坦则认为是一种跟电磁波一样的波动，称为引力波。
11.爱因斯坦和牛顿二人对引力的各自观点是什么？
爱因斯坦：引力来源于存在质量对时空的扭曲，而不是一种力的作用
伊萨克：引力归根结底是和质量有关，万有引力是把引力视为由质量引起的一种基本力

牛顿的理论认为引力是一种力，是物质之间一种天然具备的，它的作用是瞬间的。虽然这个理论成功的解释了大多数天体的运动并成功的预测了绝大多数行星的轨道，但是在解释水星进动的时候出现了错误。而且牛顿也不能说明物质之间的引力的原因。
爱因斯坦的理论认为引力并不是力，而是势，是物质的质量造成了空间的扭曲，然后空间反过来又影响了物质的运动。用最通俗最精彩的话来讲就是“物质告诉空间应该是什么形状，空间告诉物质应该怎样运动”。爱因斯坦还认为引力并不是瞬间的，它是以光速来传播的。并且爱因斯坦还预言了引力波的存在，到目前为止，引力波还只被间接证明。爱因斯坦的引力方程是非常复杂的。

12.3K微波背景辐射的特点是什么？微波背景辐射的最重要特征是具有黑体辐射谱
12.3K微波背景辐射的特点是什么？
微波背景辐射的最重要特征是具有黑体辐射谱，在0.3厘米－75厘米波段，可以在地面上直接测到；在大于100厘米的射电波段，银河系本身的超高频辐射掩盖了来自河外空间的辐射，因而不能直接测到；在小于0.3厘米波段，由于地球大气辐射的干扰，要依靠气球、火箭或卫星等空间探测手段才能测到。从0.054厘米直到数十厘米波段内的测量表明，背景辐射是温度近于2.7K的黑体辐射，习惯称为3K背景辐射。黑体谱现象表明，微波背景辐射是极大的时空范围内的事件。因为只有通过辐射与物质之间的相互作用，才能形成黑体谱。由于现今宇宙空间的物质密度极低，辐射与物质的相互作用极小，所以，我们今天观测到的黑体谱必定起源于很久以前。微波背景辐射应具有比遥远星系和射电源所能提供的更为古老的信息。微波背景辐射的另一特征是具有极高度的各向同性。这有两方面的含义：首先是小尺度上的各向同性。在小到几十弧分的范围内，辐射强度的起伏小于0.2－0.3％；其次是大尺度上的各向同性。沿天球各个不同方向，辐射强度的涨落小于0.3％。各向同性说明，在各个不同方向上，在各个相距非常遥远的天区之间，应当存在过相

互的联系。 温度为3k 。

13.宇宙演化的可能结局有哪几种？并叙述其特征。
如果宇宙物质密度小于某一临界密度（根据现有的对膨胀速率的观测，临界密度约为 5×10-30 克/厘米3），将没有足够的引力阻止膨胀，宇宙膨胀永无止境，这一情形下，我们称宇宙的膨胀是开放的（开宇宙）；如果宇宙物质密度大于临界密度，巨大的引力会使得膨胀最终停止并接下来收缩，在这一情形下称宇宙的膨胀是封闭的（闭宇宙）。
13.宇宙演化的可能结局有哪几种？并叙述其特征。
宇宙演化后期，可能出现这三种结局中的一种：
开放宇宙：宇宙大爆炸后暴胀，膨胀的扩张力远大于万有引力，宇宙将永无止境的膨胀下去。宇宙不断膨胀导致无序度的熵无限增加，宇宙向最混沌的状态发展，所有天体分解，宇宙中只有光子和轻子，进入热寂状态。
平衡宇宙：宇宙大爆炸后暴胀，膨胀的扩张力和万有引力大约相等，所以膨胀会越来越慢，最后以极其缓慢的速度膨胀下去。
闭合宇宙：宇宙大爆炸后暴胀，膨胀的扩张力无法与万有引力抗衡，所以到达一定程度膨胀就趋于停止，从而开始与膨胀相反的收缩。坍缩到最后，宇宙发生大挤压。
从熵增加的角度来看，开放宇宙体系比较合理，而哲学比较支持闭合宇宙体系。但一个体系的有序其代价是其他体系更大的无序，因此开放宇宙更合理一些。

14.宇宙大爆炸理论??二十世纪匈牙利科学家勒梅特设想：
物质结构和次序的认识：物质的形成由简到繁。
熵增原理：
最简单就是一个原子-----原始的原子的演变到现在的宇宙
想到大爆炸理论的人是爱因斯坦
14.宇宙大爆炸理论
认为宇宙从极致密状态膨胀到目前的状态。


15.叙述海王星是如何发现的？发现的意义是什么？
1845年到1846年，英国的亚当斯和法国的勒维耶这两位年轻人，根据牛顿万有引力和运动定律，分别独立进行了计算，他们反过来从天王星运动的偏差去估计摄动的大小, 从而推算出未知行星的位置。
依照他们的计算结果，1846年9月，柏林天文台的天文学家果然在预报位置附近发现了这颗新行星。
海王星的发现，生动地证实了牛顿定律的正确性，体现出科学理论预言未知事物的无比威力
15.叙述海王星是如何发现的？发现的意义是什么？
在1846年9月23日， 是唯一利用数学预测而非有计划的观测发现的行星。由英国天文学家亚当斯和法国天文学家勒威耶预算后发现。
Yiyi:证明了万有引力的正确性

拓展训练：
1.写出三个外国天文学家和三个中国天文学家的名字及其主要的天文成就。
中国天文学家：战国时魏国的石申,著《石氏星表》，测定

了120多颗恒星的位置，是世界上最早的星表。
东汉张衡，发明水运浑象仪，提出地球是圆形的。
唐代僧一行，创制黄道游仪，用它发现了恒星位置的变动，这在世界上是首次；测出子午线长度。
虞喜（公元281--356年），字仲，会稽余姚（今浙江余 姚）人，东晋天文学家，宣夜说的继承和发展者。
外国天文学家：伽利略（1564－1642年）：意大利科学家，于1609年制造出一架望远镜，成为第一个使用这种仪器的伟大天文观察家。
开普勒（1571－1630年）：法国人，第谷·布拉赫的助手，发现了行星运动定律，其中第一条定律指出行星沿着椭圆轨道绕太阳运行。
牛顿（1642－1727年）：杰出的英国科学家和数学家，提出万有引力定律，解释为什么天体会运动，并计算出它们的轨道。
哈雷（1656－1742年）：曾任第二任英国皇家天文台台长，以研究彗星而著名。他指出哈雷慧星（科学界以他的名字来命名）以前按一定时间间隔规律出现过许多次。
爱因斯坦（1879－1955年）：美国物理学家和数学家。他的相对论使许多天文学概念产生了变化。
洛厄尔（1885－1916年）：美国人，正确预言太阳系存在着第九颗行星－－冥王星。
哈勃（1899－1953年）：美国人，研究银河系外宇宙空间的先驱。
2.列举出三个天文观测仪器（古今中外均可），并叙述该天文仪器的观测对象是什么？观测原理是什么？
折反射式望远镜，适合于拍摄大面积的天区照片，尤其是对暗弱星云的拍照效果非常突出。他顾名思义是将折射系统与反射系统相结合的一种光学系统，光线先透一片透镜产生曲折，再经一面反射镜将光反射聚焦，这种结合折射与反射的光学系统就称为折反射式望远镜。 它的物镜既包含透镜又包含反射镜，天体的光线要同时受到折射和反射。这种系统的特点是便于校正轴外像差。以球面镜为基础，加入适当的折射元件，用以校正球差，得以取得良好的光学质量。
光学望远镜，使用在可见光区并包括近紫外和近红外波段(波长300—1 000nm)，并且经由聚焦光线，可以直接放大影像、进行目视观测或者摄影等等，特别是指用与观察夜空，固定在架台上的单筒望远镜，也包括手持的双筒镜和其他用途的望远镜。
射电望远镜，观测和研究来自天体的射电波，可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量。　经典射电望远镜[1]的基本原理[2]是和光学反射望远镜相似，投射来的电磁波被一精确镜面反射后，同相到达公共焦点。
3.请将太阳系中的行星（八大行星）的体积由大到小排序？密度由小到大排列呢？并且画出其简要的分布示意图。
太阳系八大行星体积从大到

小的顺序是这样的：木星（最大）>土星>天王星>海王星>地球>金星>火星>水星（最小）
密度由小到大排名是：单位 克/立方厘米
土星：0.70g/cm^3。 木星：1.34g/cm^3 天王星：1.58g/cm^3
海王星：2.30g/cm^3 火星：3.95g/cm^3 金星：5.2g/cm^3
水星：5.4g/cm^3 地球是最大的：5.518g/cm^3
九大行星离太阳的远近排列顺序：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星
4.估算出你的拇指在一臂长的距离处的视张角有多大？具体写出你的估算步骤和答案。







5.阐述天地人三者之间的关联。
人，生活在时间和空间环境中，人的命运的各个方面也都和时间空间之间有着密不可分的关系。在相同的时间空间环境中，不同的人命运也不相同；同一个人在不同的时间空间环境中，命运也不会相同；同一个人在不同的时间和不同的空间环境中，命运不会相同。这也就是说，要想彻底从根本上弄清楚人的命运的发展变化规律，就必须首先从根本上搞清楚这三个问题：
一、天（时间）和地（空间）之间的关系；
二、天（时间）和人之是的关系；
三、地（空间）和人之间的关系。
天（时间）和地（空间）之间的关系
在不同的时间，同一个空间环境的情况各不相同，同一个地方，一年四季变化巨大，同一个地方，一年和另一年不一样，甚至一个时刻和一个时刻也有巨大的变化差异。只有搞清楚了“在什么时间该地方吉，在什么时间该地方凶，在什么时间该地方不吉不凶，在什么时间该地方怎么变化吉，在什么时间该地方怎么变化凶，在什么时间该地方不论怎样变化都无吉无凶”这六个问题，才能从根本上解读天（时间）和地（空间）之间的吉凶辩证关系。
要想解读这六个问题，就必须再回到老祖先发明的“天干地支”上来。我们研究易学的都知道，十天干十二地支不仅代表时间，也同时代表方位和事物，只要我们搞清楚了“‘甲’这个时间在‘甲’这个方位有什么事物吉，有什么事物凶，有什么事物无吉无凶；‘子’这个时间在‘子’这个方位有什么事物吉，有什么事物凶，有什么事物无吉无凶；……”这些十天干十二地支的问题，那么对于预测来说，天（时间）和地（空间）之间的吉凶辩证关系就十分的明确了。
只要搞明白了这“十天干十二地支代表的天（时间）和地（空间）之间的吉凶辩证关系”，那么调理风水时，就能十分准确地确定应期和十分准确地确定所应验事情的性质（官、财、桃花、口舌……），而且可以通过一个人所发生事情的时间和事物性质，反推这个人在什么时间什么方位发生

过什么空间环境的变化。明白此理，准确预测和调理解灾，将会应期应验不差毫厘。
二、天（时间）和人之间的关系：
在不同的时间，同一个人的命运不相同，在同一个时间，不同人的命运也不相同。要想搞明白时间和人之间的吉凶辩证关系，就必须搞明白代表时间的十天干十二地支与一个具体的人之间的关系。我们都知道，十天干十二地支同时又代表着一个具体人的各个身体部位及其内部器官功能。在这个前提条件下，我们只要搞明白了“‘甲’这个时间‘甲’所代表的一个人的身体部位器官功能在什么状态时是吉，在什么状态时是凶，在什么状态时不吉不凶；‘子’这个时间‘子’所代表的一个人的身体部位器官功能在什么状态时是吉，在什么状态时是凶，在什么状态时不吉不凶；……”这些十天干十二地支与人体部位器官功能之间的吉凶辩证关系，那么我们就可以十分简单地通过对“人身体部位器官功能任何一个位置的状态情况”的观察，进而十分准确地“判断出一个人在什么时间会发生什么吉凶事情”了。因为每一个人的身体部位器官功能状态在同一时间或在不同时间是有差异性的，所以，明白了“天（时间）和人之间的关系”，则“五同生人”“六同生人”的命运差异预测预测，就根本不存在理论和实践上的任何问题了，八字预测因此而准确无比。
三、地（空间）和人之间的关系：
在不同的空间环境中，同一个人的命运不会相同；在相同的空间环境中，不同的人命运也不会相同。要想搞明白地（空间环境）和人之间的吉凶辩证关系，也必须搞明白“既代表方位和方位事物的十天干十二地支”和“同时也代表人的身体部位器官功能状态吉凶的十天干十二地支”之间的逻辑关系。在这个前提下，我们只要搞明白了“‘甲’所代表的方位和方位上的事物吉凶，与‘甲’所代表的人的身体部位器官功能状态的吉凶之间的辩证逻辑关系；‘子’所代表的方位和方位上的事物吉凶，与‘子’所代表的人的身体部位器官功能状态的吉凶之间的辩证逻辑关系；……”这些问题，那么在进行预测时，就能通过对一个方位上的事物吉凶的考察，进而十分准确地判断出一个人的某一个身体部位器官功能状态的吉凶，再进而通过“天（时间）和人之间的关系”十分准确地判断出一个人在什么时间会发生什么吉凶事情；在进行风水调理时，就可以十分有针对性地对调理身体部位器官功能的状态，进而可以预防减少疾病和治愈疾病，百病因环境而生，环境变化则疾病也会发生改变，这是不易之理；在进行风水调理时，就可以十分

有针对性地选择调理“财、官、婚姻、官司、疾病……”，从而彻底解读几千年以来，大师们进行风水调理时“瞎猫接老鼠”“不知能否应验，不知何时应验，不知应验大小”的思想和做法。
所以说，只要搞明白了“天（时间）地（空间）人三者之间的关系”这个问题，那么，不论是进行预测，还是调理风水，都十分容易并且十分准确了。
6.详尽说明中国古代“天圆地方”宇宙学说理论的内容和主要观点。
“天圆地方”是古代科学对宇宙的认识。古人在认识宇宙的过程中主要方法和现代科学的实证实验方法完全不同，“内证”是古人认识宇宙的主要方法，而这种方法是按照人体生命一定的能量循环模式不断加强人体自身的能量，从而达到超越普通大众的感知能力。我们知道普通人的五官感知能力是有限的，这也是现代科学最局限的地方。而古代科学家通过“内证”修习，可以提高自身能量，最终观察到更细微的宇宙能量存在形式：阴阳五行。阴阳五行具体分为五运六气。六气就是指：太阳，少阳，阳明，太阴，厥阴，少阴六种阴阳能量等级划分，五行是指：金木水火土五种对不同能量属性的描述。而古人发现，每当天地间能量发生变化时，就会逐渐表现在人们可以看到的相对宏观的世界，比如当春天从东方七宿中传来的“木”属性的能量到来时，大地就会解冻，种子开始发芽，一切生命都被这种能量唤醒，进入新一轮的“春生，夏长，秋收，冬藏”。由此，古人把这种微观能量的变化规律总结为“五运六气学说”，用来测量天地间能量变化和时间的关系，以及这种变化对地球上生命的影响。这就是古人讲的“天时”，所谓天时者，就是从天而降的能量到来时，就是相应季节的开始。由于这种能量60年一轮回，周而复始，如环无端，因此古人讲“天圆”，用来描述时间的特点。同时古人讲方位时，用“四面八方”来描述，也叫”地方“。”天圆地方”就是讲时间和空间，也就是将宇宙也！！！
这其中还隐含一个中国传统文化的精华理论：万事万物都是从无到有，而且和天地间的能量变化有着密切的关系，所以古人讲“天人合一”。《道德经》言：“无，名天地之始；有，名万物之母。” “有无”之妙，是现代人无法解开的谜团。