武大宇宙新概念试题二

第二学期《宇宙新概念》试题

一．名词解释：每题5分，共20分。

1. 春分

太阳在天球上从南向北移动，运行到天球赤道和黄道的交点，此时称为春分，是北半球春天的中点（分者半也，这一天为春季的一半，故叫春分）。春分约发生在 3月20日或者3月21日，这一天时昼夜等长，故称为“分”。简单的说；春分点与秋分点就是太阳直射地球赤道的那一刻。

2. 暗能量

宇宙学中，暗能量[3]是某些人的猜想，指一种充溢空间的、具有负压强的能量。

在物理宇宙学中，暗能量是一种充溢空间的、增加宇宙膨胀速度的难以察觉的能量形式。暗能量假说是当今对宇宙加速膨胀的观测结果的解释中最为流行的一种[1]。在宇宙标准模型中，暗能量占据宇宙68.3%的质能。

3. 视星等

视星等，是指观测者用肉眼所看到的星体亮度。视星等的大小可以取负数，数值越小亮度越高，反之越暗。

晴朗的夜晚，点点繁星，有明有暗。天文学家用“视星等”来区分它们的明亮程度。整个天空肉眼能见到的大约有6000多颗恒星。将肉眼可见的星分为6等。肉眼刚能看到的定为6等星，比6等亮一些的为5等，依次类推，亮星为1等，更亮的为0等以至负的星等。4. 类星体

类星体是类似恒星天体的简称，又称为似星体、魁霎或类星射电源，与脉冲星、微波背景辐射和星际有机分子一道并称为20世纪60年代天文学“四大发现”。

二．简述题：每题15分，共30分。

1. 二十世纪60年代天文学的四大发现？

星际分子、类星体、微波背景辐射和脉冲星

1、星际分子：20世纪30年代,首先发现了第一种星际分子,接着又发现了两种.1963年,美国科学家发现星际羟基分子（OH）,此后,陆续发现大量星际有机分子.到80年代末,已发现了80多种,而且许多都是很复杂的有机分子,少数分子是地球上很难找到的或者根本找不到的.星际分子的发现有助于人类对星云特性的深入了解,可以帮助揭开生命起源的奥秘.

2、类星体：第一颗类星体3C48是荷兰科学家施米时在1960年发现的.第二颗类星体3C273是在1963年发现的,这两个天体在外貌上看起来都像是颗恒星,从红移值比星系都大看来,它们根本不可能是恒星.这种类似恒星而又不是恒星的天体就被称为“类星体”.

除了类星和巨大红移之外,类星体的又一主要特征是发射出的能量特别大.从60年代初到80年代初,总共发现了1500颗类星体.1982年,中国天文工作者何香涛创造性地改进了认证类星体的方法,一下就发现了500颗新类星体.

3、1964年,美国贝尔电话实验室的彭齐亚斯和威尔逊为了检验一台巨型天线的低澡声性能,而把天线对准了没有明显天体的天区进行测量.他们发现,无论把天线指向何方,总能收到一定的噪声.后来发现噪声信号来自外部空间.科学家对这种微波辐射进行了比较分析.所谓辐射,就是电磁波,也就是光子气体.进一步的精确测量显示,这种辐射的温度相当于绝对温度3K的黑体辐射.由于这种辐射充满整个天球,形成了整个宇宙背景的辐射,所以称为3K宇宙微波背景辐射.它说明宇宙在200亿年前的大爆炸中,从高温致密态下脱胎出来.大爆炸的效应使得宇宙在不断膨胀,其密度不断变小,温度也逐渐下降.

4、1967年,当时只有24岁的英国剑桥大学女研究生贝尔,和导师休伊什在狐狸座内发现了第一颗脉冲星.

它是20世纪30年代就预言的中子星.所谓中子星,主要是由一种叫作中子的基本粒子组成超密恒星,它的直径只有10千米左右,自转特别快,周期性地发出脉冲.

除此之外,脉冲星还具有许多独特的性质：(1)自转特别快,已发现的脉冲星周期都在0.002-4.3秒间,而且非常稳定；(2)密度特别大,1立方厘米可达1亿吨以上；(3)温度特别高,表面温度可达1000万摄氏度,相当于太阳中心温度的

2/3,而其中心温度竟高达60亿摄氏度；(4)压力特别高,中心压力可达10000亿亿亿个大气压；(5)辐射特别强,是太阳的百万倍；(6)磁场特别强.到80年代末,已发现四五百颗脉冲星.

2. 恒星的赫罗图的内涵是什么

191l年在研究了银河系星团后他发表了昴星团和毕星团的颜色——星等图，即最早的赫罗图。l913年美国天文学家罗素也研究了恒星的光谱和光度并画出了一系列表示恒星光度和光谱型之间的关系图，经过对比发现颜色等价于恒星的光谱型或光面温度，也就是说两人独自画的图实际上是一回事。因此称这种图为赫茨普龙——罗索图，简称赫罗图。图以光谱型为横坐标，即O、B、A、F、G、K、M，它的下面是光谱型所对应的温度和该温度下恒星的颜色。光度为纵坐标，用绝对星等表示。我们注意到赫罗图最显著的特征是代表恒星的点大都落在图的左上角延伸到图的右下角的狭窄带内，这区域称为“主星序”，里面的星叫主序星。主星序右上方有一个几乎呈水平走向的“巨星序”。图的上部分分散的星称为“超巨星序”。主星序下面是“亚矮星序”。图的最下方是“自矮星序”。巨星序和主星序不相接的中间室区称为“赫氏空区”，那里面的星比较少。知道了赫罗图所代表的内容。那么怎么通过它得到使我们感兴趣的有关恒星演化的信息呢?图上每颗星的位置都是由它的光

度和表面温度来决定的、天文学家可以建立所谓的恒星模型通过光度和表面温度而知道恒星的内部结构。随着时间的推移，恒星的内部结构逐渐演变，其结果可以从光度和表面温度的变化上表现出来。光度和表面温度都是可以测量的，因此随着恒星演化的进行，光度和表面温度也在不断地改变，在赫罗图上的位置便会沿着一定路径移动，展现出演化过程。当然我们不可能具体地画出某一颗星的演化过程，因为恒星的演化是十分漫长的，但是没有关系，宇宙中的恒星有着不同的年龄，它们代表着过去、现在和未来，因此赫罗图可以使我们看到恒星演化的整个趋势。上面提到的恒星模型又是什么意思呢?从赫罗图上可以看出来，图上恒星的分布是有规律的，这表明光度和表面温度是存在内在联系的。通过实际观测和理论分析，天文学家认为这些内在的关联是由恒星的年龄、距离、质量和化学成分决定的。那么确定了恒星的某些性质就可以知道恒星的距离，通过表面温度可大致确定其质量范围等就是其很好的应用。

三．论述题：50分（500字左右）。

说说你对黑洞的认识？

黑洞的形成：

我们通常认为，黑洞是由恒星燃尽而形成的，比如说，如果太阳变成黑洞的话，必需有以下过程：