宇宙探索——太阳常数

在距离太阳一个天文单位处，同太阳光线方向垂直的单位面积在单位时间内所接收到的太阳总辐射能。在地球表面上的测量必须考虑到大气影响和太阳距离季节变化的修正。太阳常数的值约为每平方厘米每分钟2卡，或约为每平方米1.8马力；随着太阳活动可略有变化。任何实质性的变化都将对地球的生命产生重大影响。

宇宙知识——太阳常数

在外力的作用下，地球自转轴在空间并不保持固定的方向，而是不断发生变化。地轴的长期运动称为岁差，而其周期运动则称为章动。岁差和章动引起天极和春分点在天球上的运动，对恒星的位置有所影响。

公元前二世纪古希腊天文学家喜帕恰斯是岁差现象的最早发现者。公元四世纪，中国晋代天文学家虞喜根据对冬至日恒星的中天观测，独立地发现岁差并定出冬至点每50年后退一度。牛顿是第一个指出产生岁差的原因是太阳和月球对地球赤道隆起部分的吸引。在太阳和月球的引力作用下，地球自转轴绕着黄道面的垂直轴旋转，在空间绘出一个圆锥面，绕行一周约需26，000年。

在天球上天极绕黄极描绘出一个半径约为23.5°（黄赤交角）的小圆，即春分点每26，000年旋转一周。这种由太阳和月球引起的地轴的长期运动称为日月岁差。德国天文学家贝塞耳首次算出日月岁差为5，035".05（历元1755.0），今值为5， 029".0966（历元2000.0）。

英国天文学家不拉德雷在1748年分析了1727－1747年的恒星位置的观测资料后，发现了章动。月球轨道面（白道面）位置的变化是引起章动的主要原因。白道的升交点沿黄道向西运动，约18.6年绕行一周，因而月球对地球的引力作用也有同一周期的变化。在天球上表现为天极（真天极）在绕黄极运动的同时，还围绕其平均位置（平天极）作周期18.6年的运动。同样，太阳对地球的引力也具有周期性变化，并引起相应周期的章动。岁差和章动的共同影响使得真天极绕着黄极在天球上描绘出一条波状曲线。

除了太阳和月球的引力外，地球还受到太阳系内其他行星的吸引，从而引起黄道面位置的不断变化，这不仅使黄赤交角改变，还使春分点沿赤道产生一个微小的位移（其方向与日月岁差相反），春分点的这种位移称为行星岁差。行星岁差使春分点沿赤道每年东进约0".13.

生命奥秘——说话的声音是从哪儿发出来的？

我们气管的上端有两片很薄的膜，这就是声带。说话和唱歌的声音，都是由于进出气管的气流使声带振动而发出来的。通过调节两片声带之间的距离和气流进出的快慢，就能控制声音的高低。

宇宙探索——室女座星系团

离我们最近的一个不规则星系团，因位于室女座方向而得名。它在天球上至少占赤经12h~13h、赤纬+20°~- 20°的大片面积。梅西耶星云星团表中共有34个河外天体，室女星系团的成员星系就占了其中的16个。超巨型椭圆星系M87（NGC4486）位于这个星系团中心，它是全天最强的射电源之一，在中心区域12°×10°的椭圆型天区内，有几百个成员星系。整个星系团拥有的星系超过2500个。平均视向速度为每秒1180公里。距离19百万秒差距（6000万光年）它的结构相当复杂，可能是几个星系团的投影。室女星系团和银河系所在的本星系群都属于本超星系团。

宇宙——疏散星团

通过望远镜可以分辨出单颗恒星的恒星成团结构，大多数位于银道面附近，因而也成为银河星团，它们是属于星族I的天体，形状大致为球型，半径从小于1秒差距到约10秒差距，包含的星数从几十个到1000颗以上。目前在银河系内已发现一千多个疏散星团，估计总数量接近两万个。因为银道面附近星际消光教大，我们无法观测到离太阳较远的银河星团。在赫罗图上各个星团的主星序下部重合在一起，上部则向右方作不同程度的转向。不同星团的转向点的位置各不相同。按照恒星演化的观点，质量大的恒星演化较快，质量小的演化较慢，因为同一星团中恒星的年龄大致相同，所以，星团中质量大的高光度恒星已经离开主星序，这就说明：转向点越向下，星团的年龄越老，反之星团越年轻，对于十分年轻的星团来说，其中高光度的恒星已经位于主星序，而低光度的恒星尚未到达，仍处于主星序右方。利用不同年龄的星团的赫罗图构成标准主星序，可以测定整个银河星团和其中已知光谱型的恒星的距离。

关于银河星团的分类，大都采用瑞士天文学家特郎普勒提出的方法，即根据赫罗图的形状把星团分为三类，每类又分为几个小的类型。第一类只有主序星，其中又根据星团中光谱型最早的恒星的光谱型分成几个小类型，如果星团由O型星开始，就称为1o型，由B型开始，就称为1b 型，然后依次为1a和1f型等。第二类除主序星外还有一些黄色和红色的巨星，依次再分为2o，2b，2a，2f等。第三类主要是黄色和红色的巨星，称为 3o，3b，3a，3f等。已发现的星团主要是1o，1b，2a三种类型。

宇宙知识——三垣二十八宿

中国古代为了认识星辰和观测天象，把天上的恒星几个一组，每组合定一个名称，这样的恒星组合称为星官。各个星官所包含的星数多寡不等，少到一个，多到几十个，所占的天区范围也各不相同。在众多的星官中，有31个占有很重要的地位，这就是三垣二十八宿。在唐代，三垣二十八宿发展成为中国古代的星空划分体系，类似现代天文学中的星座。三垣紫微垣、太微垣、天市垣。紫微垣包括北天极附近的天区，大体相当于拱极星区；太微垣包括室女、后发、狮子等星座的一部分；天市垣包括蛇夫、武仙、巨蛇、天鹰等星座的一部分。

二十八宿又称为二十八星或二十八舍。最初是古人为比较日、月、金、木水、火、土的运动而选择的二十八个星官，作为观测时的标记。“宿”的意思和黄道十二宫的“宫”类似，表示日月五星所在的位置。到了唐代，二十八宿成为二十八个天区的主体，这些天区仍以二十八宿的名称为名称，和三垣的情况不同，作为天区，二十八宿主要是为了区划星官的归属。二十八宿从角宿开始，自西向东排列，与日、月视运动的方向相同。东方七宿：角、亢、氐、房、心、尾、萁；北方七宿：斗、牛（牵牛）、女（须女）、虚、危、室（营室）、壁（东壁）；西方七宿：奎、娄、胃、昴、毕、觜、参；南方七宿：井（东井）、鬼（舆鬼）、柳、星（七星）、张、翼、轸。此外还有贴近这些星官与它们关系密切的一些星官，如坟墓、离宫、附耳、伐、钺、积尸、右辖、左辖、长沙、神宫等，分别附属于房、危、室、毕、参、井、鬼、轸、尾等宿内，称为辅官或辅座。唐代的二十八宿包括辅官或辅座星在内总共有星183颗。

二十八宿按东北西南四个方位分作四组，每组七宿，分别与四种颜色、五种四组动物形象相匹配，叫做四象或四陆，对应关系如下：东方苍龙，青色；北方玄武，黑色；西方白虎，白色；南方朱雀，红色。

宇宙探索——日浪

冲浪又称“日浪”。太阳光球层物质的一种抛射现象。通常发生在太阳黑子上空，具有很强的重复出现的本领，当一次冲浪沿上升的路径下落后，又会触发新的冲浪腾空而起，如此重复不断，但其规模和高度则一次比一次小，直至消失。

位于日面边缘的冲浪表现为一个小而明亮的小丘，顶部以尖钉形状向外急速增长。上升的高度各不相等，小冲浪只有区区几百公里，大冲浪则可达5000公里，最大的竟达1～2万公里。抛射的最大速度每秒可达100～200公里，要比最快的侦察机快100多倍。当它们到达最高点后，受太阳引力的影响，便开始下降，直至返回到太阳表面。人们从高分辨率的观测资料中发现，冲浪是由非常小的一束纤维组成，每条纤维间相距很小，作为整体一起发亮，一起运动。

宇宙探索——日珥

日珥是突出在日面边缘外面的一种太阳活动现象。日珥出现时，大气层的色球酷似燃烧着的草原，玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾，形状千资百态，有的如浮云，有的似拱桥，有的像喷泉，有的酷似团团草丛，有的美如节日礼花，而整体看来它们的形状恰似贴附在太阳边缘的耳环，由此得名为“日珥”。日珥的上升高度约几万公里，大的日珥可高于日面几十万公里，一般长约20万公里，个别的可达150万公里。日珥的亮度要比太阳光球层暗弱得多，所以平时不能用肉眼观测到它，只有在日全食时才能直接看到。

日珥是非常奇特的太阳活动现象，其温度在5000～8000K之间，大多数日珥物质升到一定高度后，慢慢地降落到日面上，但也有一些日珥物质漂浮在温度高达200万K的日冕低层，即不附落，也不瓦解，就像炉火熊熊的炼钢炉内居然有一块不化的冰一样奇怪，而且，日珥物质的密度比日冕高出1000～10000倍，两者居然能共存几个月，实在令人费解。

宇宙探索——人类登月

人类乘宇宙飞船登月球的探测活动。飞到月亮上去是人类千百年来的幻想。随着空间技术的发展1959年，苏联发射的 “月球1号”飞到月球附近，进行绕月飞行，开始了人类对月球的考察。1961年5月，美国总统肯尼迪在国会上提出了在60年代末把人送到月球上探测的计划 ——“阿波罗月球探测计划”。“阿波罗”计划的任务包括为载入月球飞行作准备（由“阿波罗”1～10号完成），并进行载人月球飞行（由“阿波罗” 11～17号承担）。1969年7月16日，人类第一次登月，到1972年，美国先后派出6批宇航员，乘座“阿波罗”飞船拜访了月球，共12人涉足过月面。对月球进行了一系列的科学考察，使人类对月球的认识更加全面，更加深入。“阿波罗”11～ 17号，每次登月飞行都获得了数目不等的、高分辨率的月球照片，每次登月飞行的实验内容和技术设备都有所发展。“阿波罗11号”的宇航员在月面上安装了月震仪、激光测距仪等，并作了太阳风收集等实验。“阿波罗12号”登月舱携带一辆双轮车，供宇航员考察时装载工具和摄影机之用。“阿波罗”15～17号除了在月面进行实验外，还进行了在环月轨道中的许多测量实验。

6次登月，宇航员在月面停留的时间共约300小时，在月面上探测时间合计80小时，其中“阿波罗17号”在月面上停留75小时，探测时间约22小时。6次登月采集到的月球岩石和土壤样品270多公斤，有采自月面“海”的和“山”的，有古老的也有新生的。这些岩石和土壤标本是研究月球物质成分、结构及其形成和演化过程的珍宝。

宇航员们放在月球上的地震仪记录表明，月球和地球一样，也有一层外壳，其厚度为40～60公里。这个数据是在风暴洋和弗。拉摩洛等地区测定的；月壳下面是月幔。月幔大致又分为三层。上层月幔厚240公里左右，主要由古代“岩浆海”里沉淀下来的较重物质构成。中层月幔厚达480公里以上，这里大概还保存着混沌时代形成原始月球的“胚胎物质”。上述两层都是固态的，但具有可塑性。内层月幔处于局部熔融状态。月球的中心部分是月核，其温度约为1000℃，远远不如地核那么热（地核温度为龙去脉5000℃～6000℃）。月核很可能是熔融的，可能是由低熔点的硫化铁物质构成。对月球的探测还发现月球的质量分布不均匀，月球近侧存在几个“质量瘤”的重力异常区。

在“阿波罗”科学实验站里装设了很先进的月震仪器。经探测，月球上也有月震，但月震的次数比地震少得多，释放的能量也远远小于地震。月震很弱，最大的月震为1～2级。除了陨星撞击引起的震动外，当月亮离地球最近或最远的时候，由于地球的起潮力作用，常会出现月震。

许多国家的科学家对宇航员带回的月岩样品进行了多种项目的共同研究。经实验室分析得出：月岩中已发现近60种矿物，其中有6种在地面上尚未发现；在月岩和月土中发现了地球上的全部化学元素；没有发现可生存的月球有机物，也无古微生物的证据；在某些月岩中有微弱的剩余磁性；月球样品中存在许多太阳活动事件踪迹；根据样品的同位素分析，得出月球年龄约46亿年。

在大部分被月尘和岩屑覆盖的月球表面上，宇航员看到各种形状、大小、出现频率不一的岩石，还发现月球表面散布着一些具有光泽的玻璃物质。月尘在各处的厚度不同，薄的地方只有几厘米，厚的地方有5～6米。

到达月球的宇航员在漆黑的月空中看到大而发光的地球。月球的探测器还在月球空间拍下地球的照片以及绕观月球和地球的照片。月球上的地球光要比地球上的月光明亮8倍多。

本世纪50年代以来，人类对月球探测所取得的成就，远远超过了多少世纪以来的地面观测。“阿波罗”登月成功，是人类科学的结晶，开创了人类认识月球的新纪元。随着科学技术的发展，人类将可能建立沿月球轨道飞行的实验室，巨大的天文望远镜也将在月球上从没有空气的太空观测天空；人也将可能把月球作为出发到遥远行星的一个落脚点。

宇宙探索——黑子越多太阳就越暗吗？

我们都有这样的常识，发光的物体一般温度越高就越亮。太阳黑子是太阳表面的低温区，它的温度通常是3845——5313℃，比太阳的平均温度低1000——2000℃。按照我们一般的想法，太阳黑子越多，太阳就应越暗。

然而，天文学家经过长期的观测却发现：黑子越多，太阳反而越亮。在太阳活动峰年，即黑子最多时，太阳最亮，整个活动期间的亮度变幅平均为1/2500，而一天内黑子的亮度变化可达1/500。这些数据都是由太阳峰年卫星提供的，并为其他卫星所证实。

太阳的亮度为什么会因为黑子的增加而郑家呢？天文学家经过研究才发现了其中的奥秘。原来，在黑子大量出现的同时，还出现了许多光斑，它们是太阳黑子附近及太阳表面其他部位明亮的亮斑。它们的亮度足以补偿黑子减弱的光亮并有余，因而造成整个太阳的亮度在黑子增多时反而变亮。

宇宙探索——为什么织女星的行星上不会有高等生物？

人类一直都希望在地球以外的星球上发现高等生物。可是，由于恒星温度极高，不可能产生任何生命，所以，寻找外星人的首要步骤是寻找行星。除了已知的太阳系九大行星外，在茫茫太空中要找到别的既不发光、个头又小的行星，可真不是一件容易的事情。

1983年1月，美、英、荷三国联合制造的一台功率强大的地球轨道红外望远镜发射成功。这台距地面900多千米、直径3米多的望远镜，使人们眼界大开。这一年的8月9日，美国喷气推进实验室向全世界宣布，织女星的行星上可能有生命存在。

但科学家在对职呢行深入了解之后，发现不容乐观。因为织女星形成只有约10亿年，而高等生物的产生，至少要经过30 到40 亿年实践的演变。由于织女星比太阳热得多，能源消耗极快，估计等不到它周围的行星上诞生智慧生命，织女星自己的生命就已经终结了。所以，织女星的行星上是不可能存在高等生物的。

宇宙探索——为什么用肉眼看不到红外星？

一般的星星，我们是可以通过肉眼或用望远镜看到的。但是，当有些星星几乎不发生可见光波时，我们就无法直接看见它们了，必须借助仪器间接的去观察。

你见过正在加热的铁块吗？刚开始对铁块加热时，它不发亮，只发热。温度逐渐上升时，铁块也就越来越红。温度再升高，铁块就变亮变白，白中还带着蓝光。当它重新冷却下来，就又开始逐渐变红变暗，最后失去亮光。一些正在诞生的恒星，或者衰老到快要死亡的恒星，就非常像刚加热或者快要冷却的铁块，它们发射着暗淡的红光或者人肉眼无法看见的红外线，通常不会引起人们的注意。这些星星就是红外星。

还有一些红外星，它们本身非常明亮而且炙热，但它们却被厚厚的星际尘埃和云雾包裹着，有些尘埃大量汇聚，肆无忌惮的档主了这些星星的可见光，只允许这些星星透过尘埃发出一些红外线，人靠肉眼当然就看不到它们了。

地理知识——避暑胜地承德的丹霞地貌

“丹霞地貌”在国外很少有人熟悉，即使有些专业背景的也往往是只闻其名而不得亲见。因为这种地形构造既独特又稀少，是近代在中国南方的一些地方发现并命名的。这类地貌往往以石峰、石柱、石塔、峰林、方山、城堡等地形表现出来，在阳光的照射下，像披上一层红色的轻纱，熠熠泛光，犹如“丹霞”而且最初对此地貌进行研究的地方就是广东的丹霞山，于是，地理学家们就给红色砂岩和砾岩这种独特的地形地貌起名为“丹霞地貌”。

这种地貌在北方地区非常少见，而且发育不完整，但河北省承德地区的丹霞地貌却很典型。承德一带的山地，岩石组成非常复杂，包括火山岩、砾岩、砂岩和泥岩等，由于火山岩、砾岩质地坚硬，而砂岩、泥岩质地松软，于是在漫长的地质年代中，日晒、雨淋、冰冻、风吹的种种风化和侵蚀，使得松软的岩层不断的被剥蚀崩塌，坚硬的岩石愈加显现，亭亭矗立起来，形成了千姿百态的丹霞地貌，也构成了承德周围的奇峰异石。

站在高处向四周望去，你会感觉这一带的山峦中，峰锐如刀削、石异如人塑、山形如龙蟒、石状如鸟兽，最为有名的景观有 10余处。从山城出发西行10余里到达滦河之滨有两座双塔山，两山拔地而起，上大下水，高30多米，像两个倒竖的古塔，遥遥相对，巍巍壮观；距离此山以东 3公里处，还有一座山，两端翘起，形似元宝，远远望去双塔对元宝，巧夺天工，情趣盎然。

丹霞地貌是一种典型的造型地貌，在山城东武烈河东岸有著名的“棒锤山”，逶迤的山脊上，一峰独矗，直刺青天，上宽下窄，体形浑圆类似一把倒插的捣衣棒锤，倚天而立临河傍水，好像专为神女洗衣服设置的；在“棒锤山”东半公里处有一个大石头，形似卧着的大青蛙，抬着头，张着嘴，呱呱欲鸣。棒锤山和哈蟆石，一立一伏，奇妙无比。离城不远的罗汉山，外形惟妙惟肖，此外还有僧帽山、天桥山、朝阳洞、月牙山、鸡冠山等等，都以其形状命名。

宇宙探索——天体与地球的距离是如何测定的？

在浩瀚的宇宙中，天体与地球之间的距离都十分遥远，那么，我们是怎样知道它们与地球之间的距离的呢？

很早以前，天文学家就发现一种变星，它们又是候亮，有时候暗，让人摸不透变化的规律。1784年，英国的业余天文爱好者古德里克，首先发现“仙王6”星的亮度在天空中不断发生变化，而且这种变化十分有规律，周期为5天8小时47分28秒。这个周期被称作光变周期。以后，人们又陆陆续续的发现了很多与“仙王6”类似的变星，它们的光变 周期有长有短，天文学家就把这类变星称为“造父变星”。

1912年，美国女天文学家勒维特发现，造父变星的光变周期越长，它的光度就越大。基于这种关系，天文学家只要测量出造父变星的光变周期，就能计算出它的光度，再从光度和亮度的关系上推算出它与地球的距离。很多球状星团、河外星系等天体与地球的距离十分遥远，不易确定，但只要能够观测到其中的“造父变星”，就能计算出它们与我们的距离。

宇宙的意义—— 宇宙就是在空间上无边无际，时间上无始无终的，按客观规律运动的物质世界.。