探索太阳系/我是博学家

作者简介

玛丽？凯？卡森，青少年非虚构类书籍作家，自由撰稿人。早年供职于美国学者出版社（Scholastic）教学杂志《超级科学》（SuperScience），之后20多年，为儿童和教师撰写了太空、天气、自然等各类科学和历史主题的50多本书籍。所著《探索太阳系》（Exploring the Solar System）获得2009年美国航空航天学会儿童文学奖，《超越太阳系》（Beyond the Solar System）入选美国俄亥俄州立图书馆2015年和2016年“阅读OHIO”书单。

内容简介

第1章 史前—1900 年：窥视夜空的秘密 寻一个晴朗的夜晚，走出家门，仰望天空，你会不会也为那璀璨神秘的星空倾倒，感叹造物主的精妙呢？从远古时代起，我们的祖先就醉心于研究夜空中的群星。几千年来，人们用可识别的星星图案，称为“星座”，来确定时间流逝。随着季节转换， 古人使用星历来指导农作物的栽培种植以及狩猎场地的变换。 星座就好像是漆黑夜空中的闪亮印章，有很高的辨识度。由于我们脚下的地球不停围绕太阳运转，我们看星座的角度也会发生变化。这里以著名的北斗七星为例。北斗七星的斗柄季指北，冬季指南。无论北斗七星的指向怎么变，它的勺子形状是基本不变的。北斗七星的七颗星星都属于恒星，是地球的公转与自转造成我们在地球上观察到星座的位置发生了变化。根据这种星座运动的规律，我们可以制成四季的星座历。 如果你沉下心来，细数天上的星星，理论上应该能数到3000 多颗。而剩下的星星由于过于暗淡，肉眼无法观察到。但是你肯定会数错几颗，因为天空中一些非常明亮的圆点实际上并不是恒星。这些发光但并不闪烁的圆点其实是行星。在观测条件良好、周围无城市光害的情况下，我们可以在夜空中用肉眼看到五颗行星：水星、金星、火星、木星和土星。 夜空中的“流浪者们” 古代中国、古巴比伦、古希腊和古埃及都有观星记录。在这些记录中，均记载着天空中有五颗非常明亮的“星星”，它们和其他成千上万的星星不太一样。首先，这五颗发光的“星星”不会闪烁；其次，它们似乎沿着不同的路径移动。在大部分夜晚，这五颗“漫步的星星”都自西向东移动。但是从这一晚到下一晚，它们会出现在星空景象中的不同位置。在移动的过程中，它们的速度和方向也会发生变化。有时候“走”得比较快， 有时候比较慢，有时候还会停下来，甚至向后走！在一些古老的文化中，这几颗“漫步的星星”不同寻常的移动被当作有目的或聪明的表现，是人世间重大变故的预兆。很多人相信这些“漫步者”其实是在天上忙着到各处去办公的神祇。 水星、金星、火星、木星和土星——这五颗星星， 当然根本不是什么恒星，而是行星。它们似乎会在夜晚的天空中“漫步”。这是因为与恒星不同，行星以肉眼可辨识的速度在空中移动。行星与恒星另一个重要差异是，行星不会“闪烁”。这是因为行星距离我们非常近，自身不会发光，但它们有完整的半球可以持续稳定地反射明亮的太阳光。反射的光束照到地球上后，我们就看到了它们。相比之下，距离地球非常遥远的恒星只相当于单个的点光源。这些点光源发出的微弱星光在透过地球大气层时可能会被多次折射，从而变得忽明忽暗。这就是恒星“闪烁”的原因。 金星，这颗距离我们最近的行星，与地球的距离为1.08亿千米。也许你会脱口而出“好远啊”，但是你知道距离我们最近的恒星有多远吗？半人马座α星（比邻星），这颗距离我们最近的恒星与地球的距离是40万亿千米！如果你对数字没有概念，那么我可以打个比方：上述两个天体与地球距离之间的差异，相当于你向前走一步和徒步穿越美国印第安纳州的差别！这五颗行星不是不变的背景星空的一部分，它们和地球一样，是我们太阳系的一部分。 小知识 为什么行星会“漫步”？ 相较于背景星空中那些“一动不动”的恒星，行星看上去似乎很“淘气”：它们有时候向前移动，有时候慢下来甚至停止，有时候向后移动。这是因为行星越靠近太阳，公转速度越快。这张图展示了地球和火星的公转轨迹，并解释了当运行更快的地球超过火星的时候，我们看到火星“后退”的原因。最右边的红色曲线展示了在地球上看到的火星的运动轨迹。 动手做 寻找启明星 夜空中， 能用肉眼直接观察到的行星有五颗， 其中最明亮的就是金星。其实，金星是天空中第三亮的天体，仅次于太阳和月亮。清晨，东方地平线上有时会看到一颗特别明亮的“晨星”，人们叫它“启明星”；而在黄昏时分，西方有时会出现一颗非常明亮的“昏星”，人们叫它“长庚星”。这两颗星其实是一颗，即金星。金星从地平线升起的时候，伴随在太阳附近（记住，永远不要直视太阳哦！），因此观测金星的最佳时间是清晨和傍晚，而非夜晚。金星在天空中出现的位置和时间，由它在公转轨道上的运行位置决定。你可以通过查阅有关天文或望远镜方面的杂志中的星空日历，阅读报纸中的天气预报栏，或是登录一个星空日历网站（参见第210页内容），来确定金星的具体位置。 如果你有一副7倍或倍数更高的双筒望远镜， 那么你可以观测到金星的形状会随时间变化。你甚至可以跟踪记录金星所经历的形状变化（称为相位），以此证明金星确实是在围绕太阳公转。天文学家伽利略就这么做过！你只需在连续的多个夜晚画出金星的形状，就能观察到金星的相位是如何变化的。期待每晚都有好天气吧！ 人物 约翰尼斯？开普勒（1571—1630） 在大学期间，约翰尼斯？开普勒接触到哥白尼的“日心说”，并成为该学说的坚定拥护者。离开学校之后，他做了一段时间的数学和天文学教师，后来又投奔到天文学家第谷？布拉赫麾下，成为其助手。开普勒总结出行星运动的轨道是椭圆形，基于此，他陆续提出了行星运动三大定律： 开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳的运行轨道都是椭圆形。 开普勒第二定律（等面积定律）：行星越靠近太阳，运动得越快。 开普勒第三定律（周期定律）：所有行星绕太阳一周所需的时间与它们和太阳之间的距离在数学上相关（这意味着，如果你知道了某颗行星绕太阳一周的时间，就可以计算出它与太阳之间的距离）。 开普勒为自己写下如下墓志铭： “我曾测量天空，现在测量幽冥。灵魂飞向天国，肉体安息土中。” 美国航空航天学会（AIAA）儿童文学奖获奖图书 天空中的月亮和行星并不属于缥缈的神话世界，而是真实存在着的星球。也许不远的将来，你会踏上探访太阳系的行星之旅…… 22个探索太阳系的实践活动+15位太空先驱的传记+30页太阳系天体指南+丰富的补充知识资源=生动的校外课堂