文档介绍：一宇宙
(一)宇宙中的天体和物质
宇宙(universe)是天地万物,是物质世界。“宇”是空间的概念,是无边无际的;“宙”是时间的概念,是无始无终的。宇宙是无限的空间和无限的时间的统一。在宇宙空间弥漫着形形色色的物质,如恒星、行星、气体、尘埃、电磁波等,它们都在不停地运动、变化着。.(光年)的遥远目标(1 .≈×1012 km),这就是现今人类所能观测到的宇宙部分。
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恒星是宇宙中最重要的天体。恒星是由炽热气体组成的、能够自身发光的球形或类似球形的天体。构成恒星的气体主要是氢,其次是氦,其它元素很少。太阳就是一颗既典型又很普通的恒星。
拥有巨大的质量是恒星能发光的基本原因。由于质量大,内部受到高温高压的作用,导致进行由氢聚变为氦的热核反应,释放出巨大的能量,以维持发光。恒星的温度愈高,向外辐射能量的电磁波波长愈短,因而颜色发蓝;相反,颜色发红。恒星的质量相差不大,-10倍太阳质量之间;恒星的体积却相差非常悬殊,大的恒星直径为太阳的2000倍左右,小的恒星直径小于1000 km,比月球还小;因此,恒星的平均密度相差也很悬殊。
图1-1 北斗七星形状的变化示意图
在地球上用肉眼观察到的恒星的明亮程度被称为亮度。古代人们将恒星的亮度分为6个等级,称为视星等。其中把15个最亮的恒星称一等星,而把正常视力所能辨认的最暗的星称六等星。后来,由于光学和光学仪器的发展,人们测定了视星等和亮度的数量关系:即一等星比六等星亮100倍,视星等每差一等,。恒星的亮度受恒星到地球距离远近不同的影响,因而并不完全代表恒星本身的真正发光能力。恒星本身的发光能力被称为光度,光度的等级则称为绝对星等。
在恒星与恒星之间存在着极其广大的空间,称为星际空间。弥漫于星际空间的极其稀薄的物质称为星际物质。主要的星际物质有两类,即星际气体和星际尘埃。
星际气体包括气态的原子、分子、电子和离子,其中以氢为最多,氦次之,其它元素都很少。
星际尘埃就是微小的固态质点,它们分散在星际气体之中,它们的主要成分是水、氨和甲烷的冰状物以及二氧化硅、硅酸铁、三氧化二铁等矿物。
星际物质是很稀薄的,。但是,在一些星际空间区域,其密度可以超过每立方厘米10个甚至1 000个,这些区域称为星际云。同星际云相比较,星云是星际物质的更加庞大和更加密集的形式。
宇宙中的物质是运动的,运动的主要方式是天体按照一定的系统和规律相互吸引和相互绕转,形成不同层次的天体系统。如月球和地球构成地月系;地球和其他行星围绕太阳公转,它们和太阳构成高一级的天体系统,即太阳系;太阳系又是更高一级天体系统——银河系极微小的一部分,银河系中像太阳这样的恒星就有1 000多亿颗。银河系以外,还有许许多多同银河系规模相当的庞大的天体系统,称为河外星系(简称星系)。在人类现今所能观测到的宇宙范围内,大约存在着10亿个以上的这样的星系。通常,把我们现在观测所及的宇宙部分称为总星系,它是现在所知的最高一级天体系统。