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《星星离我们有多远》知识梳理
作者简介
卞毓麟，江苏泰州人，1943年7月生于上海。1965年毕业于南京大学天文学系，旋赴中国科学院北京天文台从事科研工作，1998年任上海科技教育出版社编审。现为全国科技名词审定委员会委员，著译图书30部，主编与参撰图书百余种，发表学术论文70余篇，科普和科学文化作品500余篇。曾获第四届上海市大众科学奖。作品曾获国家图书奖、”五个一工程”图书奖、中国图书奖、国家图书馆文津图书奖等多项奖励。
内容速览
《星星离我们有多远》既是一本向你介绍知识的书，也是一本启迪思维的书。这本书不仅告诉你星星与地球之间的距离，还将天文学家的探索过程一一呈现出来。作者寓教于乐，深入浅出，结合天文知识、历史知识，并配以构思巧妙的插图阐述文意。从地球到月球的距离，再到类星体的距离；从三角视差法，再到普遍红移；作者由浅入深，循序渐进，将天文学家及天文知识娓娓道来，讲解通俗易懂，类比恰到好处。本书章节衔接合理顺畅，内容轻松活泼又不失严谨，实数科普文中的佳作。
相关天文知识
1.星座：简而言之，古人为了更方便地辨认星空，就用种种想象中虚拟的线条，将天上较亮的那些星星分群分组地联结起来，这些星群便称为“星座”。
2.恒星：恒星是由引力凝聚在一起的一颗球型发光等离子体，太阳就是最接近地球的恒星。
3.行星：通常指自身不发光，环绕着恒星的天体。其公转方向常与所绕恒星的自转方向相同。一般来说行星需具有一定质量，行星的质量要足够的大且近似于圆球状。
4.子午线：经线，定义为在地球仪表面连接南北两极并垂直于纬线的半圆。
5.金星凌日：金星轨道在地球轨道内侧，某些特殊时刻，地球、金星、太阳会在一条直线上，这时从地球上可以看到金星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动的现象。
6.开普勒三定律：是德国天文学家开普勒提出的关于行星运动的三大定律。这三大定律分别称为椭圆定律、面积定律和调和定律。
7.星云：是稀薄的气体或尘埃构成的天体之一。包含了除行星和彗星外的几乎所有延展型天体。它们的主要成份是氢，其次是氮，还含有一定比例的金属元素和非金属元素。
8.星团：星团，是由于物理上的原因聚集在一起并受引力作用束缚的一群恒星，恒星数目在十颗以上，其成员星的空间密度显著高于周围的星场。星团按形态和成员星的数量等特征分为两类：疏散星团和球状星团。
9.星系：星系源自于希腊语的γαλαξίας (galaxias)。广义上星系指无数的恒星系（包括恒星的自体）、尘埃（如星云等）组成的运行系统。
10.天文单位的光行时：天文学中以光线通过一个天文单位所需时间来反映它的长度就是“天文单位的光行时”。1964年采用的光速数值是每秒299792.5千米，一个天文单位的光行时是149600000/299792.5=499.012（秒）。
11.红移：红移指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象，在可见光波段表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离，即波长变长、频率降低。
12.类星体：又称为似星体、魁霎或类星射电源，是宇宙早期星系核心，由星系中心的超大质量黑洞驱动。与普通星系相比，类星体直径小，但亮度大。
知识与趣味并存
从人们在地面上经常做的开始：要测量烟囱的高度，测量河流的宽度，无需爬高，无需渡河，只要在两个不同地点观测，通过适当计算就能求得。这就是利用视差的原理测距离。
测量大河对岸街灯的距离
（甲）大河对岸的街灯 （乙）按比例缩小后作图
最初测量天体距离的方法就是三角视差法。天文学家用三角视差法测得了第一批天体的距离，它们都不超过300光年远，再远就无能为力了。
于是，“接力棒”传给了分光视差法利用恒星的光谱差别求距离，使测距达到30万光年左右。又因为远星太暗无法得到光谱，分光法失去威力。
造父变星的周光关系接替了分光视差法，可以求得远达1500万光年之遥的星系距离。
雷达到月示意图
对于更遥远的星系，因找不到造父变星又使测距处于困境。此时新星和超新星以其突发的巨大光度给天文学家送来了佳音，测量距离的尺子又向宇宙深处延伸了，利用超新星使可测距离达到50亿光年左右。
测量天体距离的接力棒传给新星和超新星
然而超新星的光度还是“敌”不过距离的增大，对那些深空中的星系已无法辨认其个别恒星，连超新星也不可单独分离出来，而且不是所有的星系都能在短时期内找到超新星。这时只有靠星系的视大小和累积星等来判知距离了。
后来，正当天文学家面对无涯的宇宙束手无策的时候，柳暗花明，星系的普遍红移又送来了一把巨尺，测距范围扩展到100亿光年的地方。
作者从丰富的资料中恰当裁剪，使全书贯穿着这一主线，由浅入深，由近及远，层层推开。不时伴有天文学家的趣闻轶事，发明史话，关键处常有构思巧妙的插图阐明文意，把读者带进了天文学家探索宇宙空间的艰巨行程之中，困难时为之焦虑，胜利时为之欢乐，有时又不禁为科学家的巧妙方法叫绝。
读完这本书，会使你感到，天文学家凭着不懈的努力，借助天体送来的微弱光芒，征服了百亿光年的巨大空间，真是比一根头发丝上雕刻出雄壮场面的画卷有过之而无不及。然而他们毕竟胜利了，这是人类无穷智慧的象征。
这既是一本向你介绍知识的书，也是一本启迪思维的书。
赫歇尔最大的那架反射望远镜，口径1.22米，长达12米。作者佚名历史图片
作者在叙述每种测距方法的时候，既不是平铺直叙，也不是只讲结果，而是伴之以发展过程，显示出天文学家解决问题时的思路，这种“与其告诉结果，不如告诉方法”的手法会使读者受益更多。
最后作者还将类星体的距离之谜展现在读者面前，这是一个尚未解决的问题，给读者留下了思考的余地。
星星的距离极其遥远，人们探索天体距离的努力连续几千年，要在一本小书里描写这一切是不容易的事。
作者用通俗流畅的语言，浅显易懂的比喻讲清了许多常人没有接触过的概念，还用两段间奏巧妙地将不连续的片段衔接起来，使全书浑为一体。书末，作者稍稍离开主题，以宇宙航行和希求跟“宇宙人”建立联系的努力丰富了读者的想象力，把人们带到了拜访牛郎、问候织女、归来仍年青的奇妙境界。
美丽的仙女座大星云
读完全书，掩卷回味，古往今来人们仰望天空，繁星点点、耿耿天河，天阶夜色、秋夕迷人，多少人为之陶醉，对少人赋诗抒怀。《星星离我们多远》一书却为我们展示了天文学家如何兢兢业业，利用各种巧妙方法测量天体距离的历程。我国著名天文学家、紫金山天文台台长张钰哲先生说，这是近年来写得很好的一本书。
名著节选|《星星离我们有多远》精彩语句
01
什么是星座呢？简而言之，古人为了更方便的辨认星空，就用种种想象中虚拟的线条，将天上较亮的那些星星分组的联结起来，这些星群便称为“星座”。人们又以更加丰富的想象力，让一群群星与许多神奇的故事挂上钩。因此，诸星座最古老的名称通常都溯源于古老的神话与传说。（第4页2段）
02
总之，人类目前已经相当精确的知道自己的摇篮——地球的大小和模样。而且，还一步步弄清它不仅是个扁球体，还更像一个“梨”状的旋转体。人造卫星的观测表明，地球赤道本身也不是一个正圆形的，而是一个椭圆。不过，赤道上的最大半径比最小半径只长了100米左右。所以，地球实际上更近乎是一个三轴椭球体。（第15页5段）
03
人们早就懂得怎样计量地面上不能直接到达的目标有多远了。比如，在一条滔滔奔腾的大河对岸有一排街灯，我们既不用渡河，又可以知道这些灯有多远。这只要使用简单的三角测量法就行了。（第19页4段）
04
在天文学中，经常以光线通过一个天文单位所需的时间来反映它的长度，这就叫“天文单位的光行时”。1964年采用的光速数值是每秒299792.5千米，于是，一个天文单位的光行时便是：149600000/299792.5=499.012（秒）（第44页4段）
05
唯一合乎逻辑的结论是恒星并不是固定的，它们有自己固有的运动，这叫做恒星的“自行”。倘若全部恒星的自行速度都大致相近的话，那么离我们近的恒星在天穹上的位置看来就会比遥远恒星变动的更快，这就像近处的汽车仿佛比远处的汽车跑的更快一样。因此，天狼星、大角星和毕宿五也许比别的恒星离我们更近些吧？况且，这三颗星在全天恒星中又均属最亮之列，因此他们离我们特别近就越发可信了。从此人们才明白，恒星原来并不是固定的“星星”，恒星天球其实并不存在，满天的星星原来离我们是有远有近的。（第55页4、5段）
06
早在1666年，24岁的牛顿就用三棱镜分解了太阳光。阳光分解后展开成一条宛如彩虹的色带，从它的一端到另一端依次排列着红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各种颜色，这些颜色之间是均匀而持续过渡的。这种彩带就叫做光谱。（第76页5段）
07
我们凭肉眼只能看到6000多颗恒星。天文望远镜发明以后，人们立刻明白了这只是宇宙中的冰山一角。在伽利略的望远镜中，灰蒙蒙的“天河水”碎裂成了无数的星星。但见得其中“大星光相射，小星闹如沸”。真是密密麻麻，好生热闹。然而，在此之后一个多世纪的时期内，并没有人能对这一现象做出比较深入的说明。（84页1段）
08
1912年，美国哈佛天文台的一位女天文学家勒维特（Henri-etta Leavitt,1868~1921年）正在秘鲁的一座天文台研究大小麦哲伦星云。她观测了小麦云里的25颗造父变星，一一记录下他们的光变周期（从2天~120天）和视星等（从12.5等~15.5等）。结果，她惊喜地发现：光变周期越长的造父变星亮度也越大，非常有规律。（第101页3段）
09
多普勒效应不仅适用于声波，而且也适用于光波。一个高速运动的光源发出的光，到达我们的眼睛时，其波长和频率也发生了变化，也就是说它的颜色会有所改变。多普勒本人就曾指出：恒星的颜色必定会按它接近或远离我们的速度不同而发生不同程度的变化。这种看法原则上显然是无可非议的，可是实际上却不尽然。因为恒星运动的速度要比光速小得多，所以由恒星运动造成的光波波长变化是微乎其微的，它们根本不会导致恒星的颜色发生任何可察觉的变化。（第126页2段）
10
大自然的景色丰富多彩，宇宙中的奥秘无穷无尽。他们披戴的神奇面纱，正期待着人类以无尽的智慧去逐一揭开。如今，人们已经向茫茫太空派出自己的“使者”。在飞出地球、探测月球和各大行星之后，紧接着这便是飞出太阳系了。
习题训练
1.《星星离我们有多远》是科普作家卞毓麟创作的科普著作。全书包含“序曲”、“尾声”共十一篇。
2.国际上统一地将整个天空划分成大小不等的88个区域，每个区域便是一个星座，它们犹如地球上大大小小的许多国家。每个星座中都有许多星星，恰似一个国家中有许多城市和村镇一般。牛郎星是“天鹰座”中最亮的星星，按国际统一称呼，它就叫“天鹰a”。
3.世界上第一次子午线实测工作，是在我国唐朝(朝代)时进行的。国外首次实测子午线是由回教王阿尔马蒙在美索不达米亚平原进行的，时间在公元841年，那时一行已去世86年了。
4.1752年，19岁的拉朗德来到柏林。当时，他的老师拉卡伊正在非洲南端的好望角。这两个地方差不多处在同一经度圈上，纬度则相差90°有余。他们同时在这两个地方进行观测，首次用三角法来测定月亮的距离。
5.早在1946年，就有人首次尝试用雷达测量地球到月球的距离。现在，国际天文学界共同采用的地月平均距离则为384401千米。
6.中国古代有个神话，叫作“羿射九日”，说的是有位名叫羿的英雄，奉尧之命，张弓搭箭射下九日。蓝天之上还闪耀着一个太阳，给人间送来光明和温暖，百姓们非常高兴。虽然这个故事不是真实的，但它却反映了古人征服大自然的愿望。
7.目前，太阳系中总共才发现8颗行星。可是，它们的小弟弟——“小行星”却多得数以万计。最先发现的第一颗小行星名叫“谷神星”。
8.1618年，开普勒以日心说为基础，总结出行星运动的三大定律；又过了半个多世纪，牛顿便在开普勒定律的基础上发现了“万有引力定律”。
9.从地球上看一颗恒星的亮度，称为它的“视亮度”，它的星等数称为“视星等”。
10.最先观测恒星光谱的是夫琅禾费，他曾将它们与太阳光谱进行比较。但是，恒星光谱分类工作的真正先驱者却是意大利天文学家赛奇。
11.赫罗图，为人们了解恒星如何度过它的一生提供了极其重要的线索。利用赫罗图推求恒星视差的方法，便是有名的“分光视差法”。
12.古希腊的德谟克利特(约前460—约前370年)曾天才地猜测银河是一大片星星构成的“云”。后来伽利略用望远镜证实了德漠克利特的想法完全正确。
13.如今我们知道银河系是由2000多亿颗恒星组成，外形宛如乐队中用的大钹，中央鼓起的部分叫银核，四周扁薄的部分叫银盘。
14.在星系世界中，大小麦云乃是银河系最近的邻居。大麦云离我们“只有”16万光年，小麦云离我们19万光年
15.星团可以分为球状星团和疏散星团两种。疏散星团又称为银河星团，因为它们大多位于银河带附近。
16.1848年，法国物理学家斐佐(1819~1896年)指出：观测光波的多普勒效应，最好的办法乃是测量光谱线位置的微小移动。
17. 什么是星座？
古人为了更方便地辨认星空，就用种种想象中虚拟的线条，将天上较亮的那些星星分群分组地联结起来，这些星群便称为“星座”。
18. 如何利用子午线测定地球的周长？
子午线，就是地球上通过南北两极的大圆，也叫“经度圈”。从地球的赤道算起，沿着子午线向南北各走90°，就到了南北极。从南极到北极的半个大圆是180°，因此只要测出每一度的长短为多少千米那么乘上360之后，就得到整个地球的周长了。
19. 地球目前的模样是怎样的？
地球不仅是个扁球体，还更像一个“梨”状的旋转体。人造卫星的观测表明，地球赤道本身也不是正圆形的，而是一个椭圆。不过，赤道上的最大半径比最小半径只长了100米左右。所以，地球实际上更近乎是一个三轴椭球体。
20.开普勒的三定律分别指什么？
第一定律：行星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳在它的一个焦点上。第二定律：行星向径在相等的时间内扫过相等的面积。这条定律又称为“面积定律”。第三定律实际上就是说：只要知道了行星绕太阳公转圈需要几年，便可以算出它距离太阳有多少个天文单位。
21.请列举你日常熟知的自然现象证明地球“万有引力”的存在。
示例：熟了的苹果从树端落到地面；向上抛的石头又回到手中；月亮绕着地球运转，又使地球和其他行星环绕着太阳运行不已。
22. 发现“光行差”有什么意义？
首先，假如地球静止不动的话，光行差就不会出现。因此，它与视差一样，同样明确地证实了地球确是在绕太阳公转。其次，光行差既然已被发现，人们就可以在观测中扣除这种位移，于是由视差造成的更小偏离就有可能被真正探测到了。
23.阅读下面的文字，回答问题。
1972年3月，美国国家宇航局发射了第一个木星探测器“先驱者10号”，1973年4月又发射了第二个木星探测器“先驱者11号”。在此后的岁月中，它们都出色地完成了考察木星的任务，继续远走高飞。1980年，“先驱者10号”距离太阳已经和天王星一样远。大约在80000年以后，这艘飞船将会飞到离我们太阳系1秒差距的地方。
选文运用了怎样的说明顺序？采用了哪些说明方法？
时间顺序 举例子、列数字
24.阅读下面的文字，回答问题。
我国有着世界上最早的新星记录。《汉书》上的“汉武帝元光元年六月客星见于房”，是世界上第一条有关新星的文献记载。“客星”就是新星，有时也指超新星，好像天空中突然来了一位不速之客；“房”指房宿，是二十八宿之一；这颗新星出现的时间是汉武帝元光元年，即公元前134年。
选文引用《汉书》上的文字的好处是什么？
通过引用史书典籍，可以更好地证明我们有着世界上最早的新星记录，这是毋庸置疑的，有史书为证。
25.阅读下面的文字，回答问题。
威廉·赫歇尔是天文学史上的一位巨人。他破天荒地发现了太阳系中的一颗新行星——天王星。在此之前，人们一直以为土星代表了太阳系的边界，天王星的发现却使人们所认识的太阳系的直径陡然增加了一倍。这件事在社会公众中激起的热情经久不息，以至于1/3个世纪之后英国著名诗人济慈(John Keats，1795-1821年)还写下了这样的诗句：
“于是我感到宛如一个仰望天空的人，正看见一颗新的行星映入他的眼帘。”
以此来表达一种极度欢乐惊喜的心情。在太阳系内，赫歇尔还发现了土星的两颗卫星和天王星的两颗卫星。
选文中的诗句所提到的是天文学史上的哪个事件？表达了诗人怎样的情感？
威廉·赫歇尔发现太阳系的新行星——天王星；极度欢乐、惊喜的情感。
