1.7 星空的指针:头顶的时间

作者: 汪波_偶遇科学 | 来源:发表于2018-11-13 10:47 被阅读74次

天色渐晚,夜来香发出阵阵香气,含羞草垂下叶子。妈妈在两棵树间搭了吊床,妹妹躺在里面摇来摇去。

哥哥躺在沙滩上看星星。爸爸要拍摄星轨的照片,他取出相机、三脚架,对准北极星的方向,设定好曝光时间。半个小时过去了,一幅星轨图呈现在相机屏幕上。

哥哥凑过来看到很多星星围绕着北极星形成了无数道光迹组成的圆圈。

“这些圆圈是怎么拍出来的?”哥哥问。

“由于地球的自转轴指向北极星,所以通过延时拍照,可以显示出星星围绕着北极星移动的轨迹。每一颗星星在半个小时内的轨迹并不长,但是很多星星的轨迹重叠起来就显得很壮观了。”爸爸说。

“没想到星空这么宏伟。”哥哥赞叹道。

“星空就是一个巨大的时钟”,爸爸说道,“天空是背景,恒星就是指针,随着地球的自转,指针也在旋转,转一圈刚好是一昼夜。”

“那一昼夜为什么是24小时呢?”哥哥问。

“古埃及人观察到,夜晚差不多每个小时就有一颗很亮的星星升上天空,他们找到了12颗依次升起的星星,规定为一晚上的12个小时。然后把这12小时对应到白天,于是一天就有了24小时。”爸爸说。

“恒星只能指示出夜晚的时刻吗?”哥哥问。

“不。这些恒星也是季节的守护神,能指示出季节的变化。例如猎户座升到天空最高点时意味着冬天的到来,而牛郎织女在头顶时意味着夏天。它们就像天空中的年历,预示了植物何时萌芽、鸟类何时迁徙。”爸爸说。

“星空真神奇。那行星呢?它们能指示时间吗?”哥哥问。

“在希腊语里,行星是流浪者的意思。他们并不像恒星那样沿着固定的轨道运行,而是有点像醉汉,一步一回头,向前迈一大步,又回退一步,很久以来人们对它们的轨迹一直捉摸不清。不过仍有一些行星有规律可循。”

“例如呢?”哥哥问。

“例如木星。”爸爸指着天上一颗明亮的行星说。“木星绕太阳的轨道周期差不多有12年,所以下次它接近地球时,我们刚好又过了一个本命年。所以木星又被称为岁星。”

“还有月亮!”妹妹从吊床上下来也凑了过来。

“对,月亮是天然的月历,每一次从月圆到月缺再到月圆就是阴历的一个月。虽然看起来简单,其实月亮的运动远比人们想象的复杂,人们对过了很久才逐渐弄清楚月食背后的秘密。”

“还有太阳。”哥哥说道。

“对,天空中最明亮的天体,古代神话里不可缺少的主角。古埃及人创建了太阳历,而中国人则创建了节气来反映太阳在一年中的变化。”爸爸说。

“看来星空的变化真神奇。”哥哥说。

“对,星空是一个伟大的老师,它教会了人们如何测量宇宙的尺度。正是有了恒星,它们的位置相对固定,人们发展出了最早的几何学。通过几何学,你们测量出地球到月亮和到太阳的距离,又测量出许多行星和附近恒星的距离。”

“那更远的星星的距离呢?”妹妹问。

“通过测量一种脉冲星闪烁的时间,可以测量出它们到我们的距离。然后用这个距离作为标尺,就可以测量出更远的几百万光年以外的星星的距离。”爸爸说。

“可是我还不太明白这背后的原理。”哥哥说。

“没关系,以后我有机会的时候在跟你细说。除此之外,星空也是一位优秀的故事讲述者,它讲述着宇宙过去的故事。”

“什么样的故事呢?”妹妹问。

“宇宙早期的样子,很久以前星云的孕育、黑洞的产生、超新星的爆发、恒星的衰老...”爸爸说。

“星星还是我们的向导。”哥哥说。

“对,它们在黑夜里导引着方向。早期人类的航海都以北半球为主,这不能不说与北极星密切相关。别说迁徙的鸟儿,科学家甚至发现一种屎壳郎能通过银河系的排列方向来为自己滚粪球导航。”

哥哥和妹妹听了都哈哈大笑,“是吗?我们也找一只屎壳郎来看看。”

“人们怎么知道屎壳郎用星星导航呢?”哥哥问。

“因为在晴朗的晚上,屎壳郎能够推着粪球走出一条直线,而阴天时则好像迷路了一样,总是在转圈圈。当科学家在人工环境下造出一条模拟的银河时,屎壳郎又恢复了这种能力。”爸爸说。

“屎壳郎为什么要用星星为自己导航出一条直线?”妈妈不解地问。

“因为屎壳郎推粪球是为了吸引异性,把卵产在粪球上。如果转了一圈又回到原地,有可能会遇到其他雄性把它的粪球偷走。”爸爸说。

“聪明的屎壳郎。看来,即使在一堆粪球里,也不代表你不能仰望星空。”妈妈一边拿出睡袋一边说。

哥哥和妹妹笑了。天晚了,他们躺下睡了。

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网友评论

  • 嘉湘人:真棒,最后妈妈的一句话好有哲理!

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