摘要:人类属于白天活动的动物,在遥远的古代,人们日出而作,日落而息,夜空和人们的日常生活没有多大关系,对于绝大多数人来说,夜晚的天空总是一模一样,不是满天星斗,就是星斗满天。如今,很多人都生活在城市里,城市已经变得越来越大、越来越高,夜晚灯光灿烂,即使是想看也看不到
本期导读
人类属于白天活动的动物,在遥远的古代,人们日出而作,日落而息,夜空和人们的日常生活没有多大关系,对于绝大多数人来说,夜晚的天空总是一模一样,不是满天星斗,就是星斗满天。如今,很多人都生活在城市里,城市已经变得越来越大、越来越高,夜晚灯光灿烂,即使是想看也看不到天空的星星了。
其实,夜晚的星空是非常美丽的,满天的星星明暗不一,疏密无序,像无数忽闪忽闪的眼睛在凝视着我们。
让我们选择一个晴朗的夜晚,比如9点整,在一个远离城市的视野开阔的地方,我们抬眼四望,在半圆形的天幕上毫无规律地散布着无数的星星,但是只要仔细地多观察一段时间,就会发现其中的奥秘。如果我们面向东方,就会看到,一颗颗的星星正依次缓缓上升,越升越高;如果我们仰望头顶,就会看到,一颗颗的星星正在缓缓地由东往西移动;如果我们再转向西方,就会看到,一颗颗的星星正在依次缓缓下落,先后沉入地平线。原来星星也和太阳月亮一样会东升西落!这是很多从不关注夜空的人原先没有想到的。
整个星空都在由东往西缓缓运转,六七个小时后,原先天空中有将近一半的星星都渐次落入了西边的地平线,而从东方渐次升起的星星已经占据了将近一半的天空。
当我们面对正北方的时候,我们看到,所有的星星都在围绕着一个点沿逆时针方向缓缓旋转。图1.8就是用一架固定相机对着北方天空连续曝光所拍下的照片,我们可以借此感受到旋转的天空。不过,作为一个观察者,我们在每一个夜晚,所看到的星星的旋转,都没有走完一个整圆,而只是走了近半个圆。
我们也可以特别关注著名的北斗七星,图1.9就是在同一个夜晚的不同时段观察到的北斗七星,我们会发现这个“斗”在围绕着一个点沿逆时针方向缓缓旋转。那个点被称为北极,紧靠着北极点,有一颗星,虽然不是很亮,但在那一片区域很好找,那就是北极星。整个星空,只有它似乎是永远地静止在那个位置。
离北极点近的星星转的圆圈小,离北极点远的星星转的圆圈就大,但不管离得是远是近,它们在相同的时间里旋转的角度都是完全一样的。在北半球中纬度的地方来看,北极四周有一片区域,在围绕北极点旋转的过程中,永远在地平线上面,夜晚的任何时刻我们都能看到它;在这片区域以外的星星,在围绕北极点旋转的过程中,有一段时间会落入地平线下面。
第二天晚上,同样是9点整,站在同样的地方,我们可以看到和昨晚同一时间看到的几乎一样的星空。但其实,星空已经有了微小的变化,只是因为变化很小我们难以察觉。假如我们观测的时间长一些,变化就会很明显。例如,我们可以找一颗亮星作为参照:如果某晚9点整,我们看到有一颗比较亮的星星正好在东方的一棵大树的树梢上,半个月以后,同样的晚上9点整,我们会看到那颗比较亮的星星已经高出树梢好大一截了。再过半个月,它又高出许多,三个月后,我们看到那颗比较亮的星星已经到了西边的半空中了。这说明星星每天升起的时间在逐日提前。
远在公元前1000年以前,古埃及人就发明了一种名叫“麦开特”(Merkhet)的天文仪器,专门用来观测星空。说来也很简单,就是把一块中间开缝的平板架在一根柱子上,观测者移动自己的位置,从板缝中观测某个星星,或者等候某星通过板缝,用这种办法测量某星的地平高度,或某星到达它一天中的最高点的时刻。不要小看这简陋的东西,在那个遥远的古代,这应该是很“先进的仪器”了。
通过这样比较仔细的观察,我们明白了,由于星空在运动,同一个夜晚的不同时刻的星空是不一样的;由于星星每天升起的时间在逐日提前,一年中,每个夜晚的同一时刻,星空也是不一样的,所以在不同的季节的入夜时分,我们看到了不同的星空。春季的晚上9点钟,我们可以看到巨蟹座、狮子座、室女座;夏季的晚上9点钟,我们可以看到天秤座、天蝎座、人马座(又名射手座);秋季的晚上9点钟,我们可以看到魔羯座、宝瓶座、双鱼座;冬季的晚上9点钟,我们可以看到白羊座、金牛座、双子座。
尽管“斗转星移”,但这无数的或明或暗的星星,总是各处其所,相互间的位置关系固定不变,所以自古以来,它们就被称为“恒星”。这无数的恒星就如同固定在天球上一样,所谓的“斗转星移”,也就是整个星空整体在旋转。也许正是这种旋转,使得古代的人类感觉到我们处在宇宙的中心。
为了便于辨认和交流,人们把天空划分成许多区域,用假想的线条把一些比较明亮的星星连接起来,构成想象中的美丽图案,并给它们起了很有意思的名字。图1.10是在北半球中纬度地区,在12月初的夜晚8点左右面向北方所看到的星空示意图,无数的星星毫无规律地散落其间,杂乱无章;图1.11是中国古代对北方星空的命名,以北极点为中心,中心四周叫紫微垣,象征着皇宫,是帝、后、太子等所在,紫微垣两侧是太微垣和天市垣(在示意图以外),太微垣象征行政机构,天市垣象征繁华街市,三垣往外环列着二十八宿,绕天一周,二十八宿的区域宽窄不一,从图1.11中的角宿开始逆时针排列,分别是亢、氐、房、心、尾、箕、斗、牛、女、虚、危、室、壁、奎、娄、胃、昴、毕、觜、参、井、鬼、柳、星、张、翼、轸各宿;图1.12是古巴比伦人、古希腊人对这一星空的命名,他们把星空分为许多个有明确范围的星座,用浪漫的神话人物和故事给星座起名。原本杂乱无章的星空一下变得生动活泼起来,对星空不同的划分与命名,也体现了各民族不同的文化和思想。
如果我们南北移动,在不同的地方看夜空,会有什么不一样吗?最明显的区别就是北极星的高度,在哈尔滨,我们看到北极星离地面有45度高,在北京,我们看到北极星离地面有近40度高,在南京,则有32度高,而在广州,仅有23度高。在哈尔滨,夜晚的任何时刻,我们都可以看到著名的北斗七星,最高时它几乎就在我们的头顶上,最低时,它接近北方的地平线,而在广州,北斗七星旋转到最高处时,它在北方的半空中,最低时,它旋转到地平线以下,我们无法看到它。
本文摘编自《谁见过地球绕着太阳转》,葛云保著,标题和内容有调整。
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来源:科学人文在线