清华大学天文学导论个人实践作业(2018秋)

1、WORD格式天文学导论个人实践作业1. 在晴朗的夜晚首先找到北极星，并在北极星附近找到一个容易辨认的星群（星座）图案。要求分别在 10 月中下旬和 12 月中下旬的某个晴朗的 （无月）夜晚观察北极星的位置和所选星群（星座）的位置及其用连线所组成的图形。在每个夜晚要分别选择18:30 和 22:30 两个时间点（或选择间隔不少于 4 个小时的任意两个时间点）观察。请分别画图表示每个时间点的北极星的位置和所选星群的位置及其图形。 请按时间顺序比较不同时间节点你所画的图，你是否发现北极星的位置发生了移动？你是否发现你所观察的星群（星座） 的位置发生了移动？你是否发现你所观察的星群（星座） 的图形发生

2、了改变？如果你发现有变化，请给出变化的规律。请用文字总结你所得出的详细结论并解释其原因。 （在你所画的图上要标明观察日期和时间以及所有星的名称。对所画之图扫描或拍照，插入本题的文中。）1. 北极星的位置确实发生了移动，但是移动比较微小。2.移动规律：都是绕着40 度的仰角的正北方天空一点（40 度仰角，当地子午线交点）做圆周运动，绕行半径较小，肉眼难以分辨。同一天的夜晚，不同的时刻，随着时间移动绕该点逆时针运动。同一时刻，不同的日子，随着时间逆时针绕该点运动。3. 原因：同一天不同时刻星体位置的变化主要是天体周日视运动，来源于地球的自转；同一时刻，不同的日子星体位置的变化主要是由于天体的周年视

3、运动，来源于地球的公转4. 我所观察的仙王座的图形基本没有变化。但是主要的变化还是在其位置上，变化的规律与北极星的类似，都是绕同一个一个轴心做定轴转动。变化的原因也是相似，位置上同一日变化主要是由于天体的周日视运动，年变化主要是由于天体的周年视运动。然后是形状的变化，主要是因为同一星座只是意味这他们所在的天区相近，实际可能并没有什么力学上的联系，所以他们的运动是各自独立的，所以每一个星体的运动都是绕该轴心的圆周运动，并且角速度是周日视，周年视运动的角速度，每个星体是相同的，所以可以说星体的相对位置不发生改变，所以星座的形状不变（恒星在天球上的位置及相对位置是固定的）。专业资料整理2.与已经发现

4、的众多太阳系外行星系（简称系外行星系）比较， 你认为我们的太阳系是特殊的还是普通的行星系？请使用系外行星数据库的数据来证明你的观点。你可以使用http:/exoplanet.eu数据库，也可以参考开普勒卫星数据库。你可以按照以下步骤进行你的探索之旅：（1）找到一个热木星，（2）找到一颗运行在木星轨道上的冷木星；（ 3）找到一颗热的超级地球，（4）找到一颗位于宜居带的超级地球，（5）找到一颗位于宜居带的地球2.0（与地球相似度极高的系外类地行星），（ 6）找到其它你认为能支持你的观点的系外行星若干颗，（7）找到你认为能

5、支持你的观点的系外行星系若干个。通过比较太阳系行星/太阳系和系外行星/ 系外行星系的物理参数来论证你的观点。普通的行星系。理由： 从太阳的大小及质量来看，在宇宙中与其相似的恒星有很多。并且太阳的质量决定了其寿命，也会影响其周围的行星的状态（大小，轨道，表面温度，物质聚集状态等等）。所以从应然的角度来讲，我认为既然恒星形成的过程是相似的（分子云塌缩成原恒星），行星也是在之后形成（原行星盘），如果外部环境相似，那么质量相似的恒星的恒星系具有和太阳系一样结构。数据收集：1. 一颗热木星：质量与木星相似2. 运行在木星轨道上的一颗冷木星：数据库中大多数的木星轨道（公转半径与木星大小相近的轨道？）上的行

6、星的温度都没有被测得，或是没有被证实，这是我能找到的最接近的一个（实际上木星的温度本身也不高），所以运行在木星轨道上的行星只要恒星不算太大温度都不高。3. 一颗热的超级地球（岩石行星，但是质量较大，并且温度也较高）4.一颗位于宜居带的超级地球（半径为地球的2 到 3 倍，所以如果也是一颗岩质行星质量将是地球的8 倍）5.一颗位于宜居带的地球2.0（与地球相似度极高的系外类地行星）6. 一颗小型的位于宜居带的地球一颗冷的地球很多温度，大小都适宜的类地行星这可能是一颗小的气态行星（密度0.9）7 一些与太阳系类似的星系Kepler-33-Kepler-90-Kepler-20-Kepler-11-

7、HD 10180-HIP 41378-以上皆为我在数据库里找到的一些恒星质量与太阳相近，且已发现行星数量大于4 的星系（其实行星数量大于4 的星系的恒星质量都与太阳质量相近）。虽然这些星系在很多条件上似乎并不能形成生命，很多条件上与我们太阳系并不相同。但是，承认各自的本身就会存在的差异性，还是能够得出太阳系并不特殊的结论的，因为如果单从统计结果和现有的参数来看的话，没有一项是太阳系具备，而其他星系都不具备的。所以太阳系并不特殊，成为一个符合“太阳系”条件（或者是具备形成生命的条件）的星系，只是一个概率问题。3.以哈勃（ Hubble）名字命名的著名的哈勃定律（Hubble law）是 20 世

8、纪伟大的科学发现之一，给出了我们的宇宙在膨胀以及起源于一次大爆炸的观测证据。但是，今年 8 月份在维也纳举行的第 29 届国际天文学联合会（ IAU）大会上却提出了要把Hubble law 重新命名为“HubbleLema?trelaw ”的决议。 Hubble 和 Lema?tre （勒梅特）分别是美国和比利时的天文学家。请根据网页/news/announcements/detail/ann18048/上提供的素材，写一篇你支持或反对这个决议的历史上重要的证据并表明你的立场的小论文。论文要求言简意赅，逻辑清晰， 证据充分，立场鲜明，字数1200 字（字数浮

9、动范围1100-1300 字，请注明字数）。我支持这样的决议。这个争论的主要内容是，哈勃在他1929 年的论文中提出的哈伯定律（即宇宙膨胀理论），但是一个比利时的天文学家勒梅特早在1927 年的论文中就提出了这样的理论，但是由于语言（ 1927 年勒梅特写那篇论文是用的法语）和知名度的原因，这篇论文引起的关注有限，以至于未被天文界察觉其重要价值。以上都是被公认的事实，然后就勒梅特个人而言，虽然他对于哈勃定律的命名没有什么异议，当然我认为这并不是否认历史事实的理由。尽管有些史实存在一些有争议的地方（勒梅特本人将他的这篇论文翻译为英文的时间，一说是1930 年受英国皇家天文学会月刊的邀请翻译，另一

10、说是 1927 年翻译），但这些我认为对于结果并没有什么影响，语言不应是否定或是忽视先创性的理由。所以我支持这样的决议，并且我对于勒梅特在关于哈伯定律命名的态度上表示十分的钦佩。因为， 哈勃是由于哈伯定律获得了诺贝尔物理学奖的， 足可见这一发现的重要性， 所以面对这样的荣誉，他能坦然放弃取争取，说明他确实对于这些荣誉不是很看重，他是真的喜欢热爱科学，所以他更看重科学的进步与发展，我觉得他的这种精神是十分无私与伟大的。并且， 关于哈伯定律的改名，从讨论的记录中可以看出，只是改变哈伯定律中关于宇宙膨胀理论的部分，而并不改变关于速度-距离关系等其他内容的确立优先权，所以我认为如果历史事实（勒梅特在1

11、927 年优先提出了宇宙膨胀理论，并在这一理论中导出膨胀率及膨胀速度，并且勒梅特与哈勃在1928 年有过接触，并就红移与外星距离观测数据的相关性交换了意见，所以不能否定其对于哈伯定律提出的影响）无误，那么这样的改变是有事实依据，合情合理合适，并且没有什么值得争议的地方的。其次是关于这样的一个事实：很多的科学发现和科学定律都不是以他的合法发现者的名字的命名。然后基于这样一个历史惯例，就有一些观点认为这样的一个改变会导致我们在纠结合法发现者这件事情上浪费太多的时间。但是我认为这样的观点是不正确的，首先， 从一个科学家的角度来讲，对于事实和真理的追求应该是不变的，而不应该以某件事情有没有用（表面上，

12、或是短期上） 而忽视对这个客观真理的最求，所以如果有能力的话，我认为我们还是应该尽力去尊重客观真理与事实。并且我认为这种想法是与我们现在的学术氛围是有关的，这是似乎一个随意的态度（认为某些东西无关紧要，为了避免麻烦而让错误一直保持下去），而科学研究不能是随意的，而应是严格的。 所以这种随意的态度发展到科学研究上，便造成了浮躁的学术氛围，所以我更加觉得应该给勒梅特正名。 因为这不仅是一个定律的命名问题，而是现在科学界浮躁风气的一次纠正。所以，我觉得很有必要，我们的每一步努力都是在向科学的公平与正义迈进。所以说，最后我还是支持将哈勃定律（关于宇宙膨胀理论的部分）改名为哈勃-勒梅特定律。字数： 1134.4. （选写）如有，请你留下关于课程及课外活动的收获、建议等。请