现代天文学考试答案

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:
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。
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。
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。
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。
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（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。
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。
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
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：
9.简ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
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。
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 。
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。
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。
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。
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）。
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。
Yiyi:证明了万有引力的正确性
拓展训练：