第八輯 宇宙（1）
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為什麼天空中有一條「銀河」
在晴朗無月的夜晚，銀河像一條淡淡發光的白練，跨越繁星密布的天空，好像流過天空的大河，有的地方寬，有的地方窄，還有的地方分成兩股支流，換一個地方支流又匯合起來。過去人們不知道銀河究竟是什麼東西，還真以為它是天上的一條河。
其實，遼闊的太空中，哪有什麼大河。我們所看到的銀河，是由無數大大小小的星星組成的。這些星星離我們非常遠，肉眼不可能分辨出一顆顆星星。用望遠鏡觀察銀河，可以清楚看到裡面一顆顆的恆星。
銀河系裡星星的數目簡直太多了。天文上工作者用科學的辦法統計一下，銀河系的恆星至少有1000多億顆。這許多恆星，在宇宙中大致排列成一個扁扁的圓餅形狀，從地球上看過去，就像看一個圓餅的側面，自然而然地感到，無數星星組成了一條亮帶。
銀河是斜躺在天上的，因此隨著地球的自轉和公轉，看起來銀河就時時改變它在天空的位置。例如夏天的傍晚，銀河是朝向北方；而到了冬天的夜裡，銀河又橫過來變成東西方向了。
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知識點：銀河、恆星、排列、亮帶
為什麼有時候太陽和
月亮會同時在天空出現
有時候早上太陽早已出來，甚至已經越過樹梢，可是月亮仍舊懸在天空。而有時候下午太陽還沒有落山，月亮早已經高高掛在天空了。
為什麼會出現這種現象呢？
月亮是地球上的衛星，它不停在圍繞地球旋轉。月亮每繞地球一周，每個月就有一次朔和一次望。在從朔到望這半個月裡（就是夏曆的上半月），月亮位於太陽的東邊，在日落以前就已出現在天空。也就是說，月亮在上半月，是日落以前從地平線上升起來的。從望到朔的半個月裡（夏曆的下半月），月亮位於太陽的西邊，在日出以後仍舊逗留於天空。也就是說，下半月的月亮，是日出以後才落到地平線一面去的；所以有「日末落，月已出」的現象總是發生在夏曆的上半月；而「日已出，月未落」的現象總是出現在夏曆的下半月。
知識點：太陽、月亮、衛星、地平線
為什麼恆星會發光，行星卻不會發光
天上的星星表面的溫度，都在幾千度到幾萬度，所以它們能夠發出各種的輻射（包括可見光）。就拿太陽這顆比較普通的恆星來說，每秒鐘從它表面所發出的能量，相當於一架具有5000萬億億馬力的發動機的功率。
是什麼東西使恆星發光呢？這是一個世紀以來天文學上的一個謎。直到最近幾年才得到比較一致的答案。恆星內部，由於溫度高達攝氏1000萬度以上，使那裡的物質產生熱核反應，由4個氫原子核聚合成為1個氦原子核，大約有相當於千分之七的質量以能量的形式表現出來。於是，這能量由內到外，以輻射的方式，從怛星表面發射至空間，以維持其不斷的光輝，使它們閃閃發光。
行星的質量比恆星小得多（質量最大的僅有太陽質量的千分之一），它們核心的溫度都很低，象地球核心的溫度只有兩三千度，不可能產生熱核反應。因此它們的表面溫度更低了。正因為行星很「冷」，所以它們不發射可見光，只能發射微弱的紅外光和無線電輻射。
知識點：恆星、行星、熱核反應、輻射、質量
太陽為什麼能發光
太陽每時間每刻發射出巨大的能量，給我們地球帶來光和熱，恩格斯說：「我們的地球只是由於有太陽熱才得以生存下來」。可是，地球所接受到太陽能，僅僅只占太陽全部輻射能的約二十億分之一。從實踐中可以知道：天空晴朗時，在與日光垂直的地球表面每平方厘米上，每分鐘太陽能使近2克的水升高一度。太陽每秒鐘能發出5000萬億億馬力的輻射！如果在整個太陽表面覆蓋一層13米厚的冰層，那麼只需一分鐘，這層冰就會完全融化掉。
在太陽上這種取之不盡、用之不竭的能量是什麼地方來的呢？原來太陽上含有極其豐富的氫的氦，也有足夠的溫度，具備進行熱核反應的條件。在太陽中心2000萬度高溫下，都有極高的速度，從而產生四個氫變化成一個氦的聚合反應，這種反應就是的熱核反應，熱核反應的過程釋放出大量的光和熱，氫彈的爆炸不也是這樣嗎？
根據計算，目前太陽上氫的貯藏量，還足夠繼續進行熱核反應數千億年，即使太陽上全部變成氦後，還會有別種核反應繼續發生，使太陽繼續發光、放光！
知識點：太陽、氫、氧、熱核反應
為什麼說太陽是顆普通的恆星
太陽是我們最熟悉不過的天體。它是太陽系的中心天體，質量達2000億億億噸，是我們地球質量的33萬多倍，它獨自的質量，就占了整個太陽係數以萬計大小天體質量總和的99％左右。
太陽直徑約139萬千米，是地球的109倍；至於它的亮度，更是其他任何天體望塵莫及的，它的視星等是-26．7等，比肉眼能見到的最暗星要亮10多萬億倍。
從生活在地球上的人看來，太陽顯得那麼與眾不同。這主要是因為它離我們很近，是恆星中離我們最最近的一顆。太陽與地球的距離，大約是1．5億千米，太陽光從太陽出發來到地球，只需8．3分鐘。這與那些非常遙遠的、距離要用光年來計算的天體相比，確實是太微不足道了。
我們可以把太陽與其他恆星相比較，來認識在數以億萬計的恆星世界裡，太陽究竟是怎樣的一個天體。
先說恆星的質量。恆星質量基本上都在太陽質量的百分之幾到120倍之間，其中以在0．1-10個太陽質量之間的占多數。可見，太陽只是顆質量處於平均水平的普通恆星。
從恆星的直徑大小來看。一般認為，「御夫座ε」食雙星系統中的那顆看不見的伴星，大概是已知最大的恆星，估計直徑為57億千米，相當於太陽直徑的4000多倍。中子星是迄今發現最小的星，典型中子星的直徑約10千米，相當於太陽的十四萬分之一。
再說恆星的光度，也就是恆星真正的發光能力。恆星光度變化範圍很大，大體上都在太陽的50萬倍到五十多萬分之一之間。
從恆星的表面溫度來說，恆星的表面溫度基本上都在2000-80000℃之間，太陽夾在中間，表面溫度約6000℃。
進行比較之後，問題就很清楚了，太陽所以顯得與其他恆星有所不同，僅僅是因它離我們很近。從恆星世界億萬「芸芸眾星」的角度來看，太陽是顆一點也不特殊、貌不驚人的普普通通的恆星。不僅如此，它還與其他恆星一樣，只是銀河系的一般成員。
知識點：太陽、恆星、質量、光度
天空為什麼會出現流星雨
夜間，天空中不僅常常能見到單獨流星，有時也會見到整陣的「流星雨」。當天空出現流星雨時，幾十條甚至幾百條亮光劃破天空，好像一個大焰火似的。
出現流星雨的道理和流星一樣，不同的是：流星雨是地球在運行過程中，遇到一個大群宇宙塵粒（流星群）所造成的一種現象。這大群的塵粒（流星群）是怎樣形成的呢？
太陽系裡有著許多各種各樣的小天體，它們各自按照自己的軌道和速度繞太陽運行。這些小天體發生碰撞，碰撞使得大塊的碎裂成一大群小塊，或者在碰撞後很多小的聚集成群，它們沿著同一軌道運行，形成了流星群。
有的流星群和彗星很有關係。彗星在運行時，由於內部氣體爆炸、太陽壓力的作用，或和流星體碰撞，而逐漸瓦解。瓦解過程中拋出的塵粒逐漸脫離彗星。
同一個流星雨，差不多總在每年的相同日期內出現，又是每年的相同日期內出現。這又是什麼道理？這是因為流星群的塵粒沿著橢圓軌道分布，有一定的運轉周期。地球的軌道如果和某一流星群的軌道相交，那麼地還球至少每年在相同的日期穿過這流星群一次，產生了同一個流星雨。
例如，每年8月11日到12日，在英仙座方向出現的流星雨（叫英仙座流星雨）地球上任何地點的規測者每小時都能看到40到50個流星。這證明英仙座流星群的塵粒是均分布在整個軌道上的，因此地球每年穿過流星群時遇到的塵粒數差不多。
另一類流星群，它的塵粒物質大量集中在一起，其塵粒只有每公轉一周以後，才會重新和地球相遇。例如獅子座流星群，它的公轉轉周期是33年。雖然每年11月19日到20日出現獅子座流星雨，但在一般年份里，流星雨中出現的流星數很少。過33年才出現一次濃密燦爛的流星雨，有些地方一小時內可以看到幾十萬個流星。
到現在為止，我們發現的流星群近千個，如英仙座流星群、天龍座流星群、獅子座流星群等。人們對大約有幾十個大流星群已經詳細地研究過了。
知識點：流星雨、天體、碰撞、運行、彗星、塵粒
為什麼星星會眨眼
夏天的晚上，繁星滿天，抬頭仰望天空，星星都在眨眼。其實，星星根本沒有眼睛，它們哪裡會眨眼呢?那麼大概是我們自己眨了眼，錯把星星當成在眨眼了?不是，因為即使你瞪著眼睛瞧，它們仍在忽閃忽閃地動。這是什麼緣故呢?
這是因為地球周圍有大氣層。
大氣不是靜止不動的，空氣熱了會上升，冷了又會下降，還有風在吹來吹去。如果能夠給空氣的分子著上一些顏色，你就能看到五彩繽紛的空氣正在上下翻騰。
星光在來到我們的眼睛以前，必須經過地球的好幾層大氣，大氣既是動盪不定的，各層大氣的溫度、密度又各不相同，這樣一來，光線的折射程度也不相同。星光來到這裡時，就會經過多次的折射，時而會聚，時而又分散。正是這層動盪不定的大氣，擋在我們面前，使得我們在看星星的時候，總覺得星星在閃爍，就像眨眼睛。
知識點：星、地球大氣、翻騰、光、折射
為什麼2月份通常只有28天
陽曆的月份分大月和小月，大月31天，小月30天。可是唯獨2月份卻只有28天，有的年份又是29天，這是為什麼呢?
說來很可笑，這個規定是十分荒唐的。
公元前46年，羅馬統帥儒略·凱撒著手制訂陽曆時，本來規定每年12個月，逢單是大月，31天；逢雙是小月，30天。2月份逢雙，也應該是30天。但這樣算下來，1年就不是365大，而是366天了。所以必須設法在1年中扣去1天。
在哪一個月里扣去1天呢?
那時候，按照羅馬習俗，許多判處死刑的犯人，都是在2月里執行的，所以人們認為這是一個不吉利的月份。既然1年裡要扣去1天，那麼在2月份里扣去1天，讓這個不吉利的月份少1天好了。因此，2月份就成了29天。這就是儒略曆。
後來，奧古斯都繼儒略·凱撒做了羅馬皇帝。奧古斯都發覺儒略·凱撒是7月份生的，7月份是大月，有31天。奧古斯都自己是8月份生的，8月份偏偏逢雙是小月，只有30天。為了和儒略·凱撒表示同等的尊嚴，奧古斯都就決定把8月份也改為31天。同時把下半年的其他月份也改了，9月份和11月份，由原來是大月改為小月；10月份和12月份，由原來是小月改為大月。這樣又多出來1天，怎麼辦呢?依舊從不吉利的2月份內扣掉。於是，2月份就只有28天了。
2000多年來，人們所以沿用這個不合理的規定，只是一種習慣罷了。世界各國研究曆法的人，已經提出許多改進曆法的方案，想把曆法改得更合理些。
知識點：大月、小月、儒略曆
為什麼月亮會發生圓缺變化
我們看到的月亮，它的形狀在一月里天天發生變化，有時像個圓盤，有時會缺一半，有時又像一把彎彎的鐮刀。
月亮為什麼會發生圓缺變化呢？
我們知道，月亮上圍繞地球運行的一顆衛星，它既不發熱，也不發光。在黑暗的宇宙空間裡，月亮是靠反射太陽光，我們才能看到它。同時，月亮在繞地球運動的過程中，它和太陽、地球的相對位置不斷發生變化。當它轉到地球和太陽中間的時候，月亮正對著地球的那一面，一點也照不到太陽光，這時，我們就看不見它，這就是新月，叫做朔。
新月以後兩三天，月亮沿著軌道慢慢地轉過一個角度，它向著地球一面的邊緣部分，逐漸被太陽光照亮，於是我們在天空中就看到一鉤彎彎的月牙了。
這以後，月亮繼續繞著地球旋轉，它向著地球的這一面，照到太陽光部分一天比一天地多，於是，彎彎的月牙也就一天比一天「胖」了起來。等到第七八天，月亮向著地球的這一面有一半照到了太陽光，於是我們在晚上就看到半個月亮，這就是上弦月。
上弦月以後，月亮逐漸轉到和太陽相對的一面去，這時它向著地球的這一面，越來越多地照到了太陽光，因此我們看到的月亮，也就一天比一天圓起來。等到月亮完全走到和太陽相對的一面時，也就是月亮向著地球的這一面全部照到太陽光的時候，我們就看到一個滾圓的月亮，這就是滿月，叫做望。
滿月以後，月亮向著地球的這一面，又有一部分慢慢地照不到太陽光了，於是我們看到月亮又開始漸漸地變「瘦」。滿月以後七八天，在天空中又只能看到半個月亮了，這就是下弦月。
下弦月以後，月亮繼續「瘦」下去。過了四五天，又只剩下彎彎的一鉤了。之後，月亮慢慢地變得完全看不見，新月時期又開始了。
月亮圓缺的變化，是由於月亮繞著地球運動，它本身又不發光而反射太陽光的結果。
知識點：月亮、新月、朔、上弦月、滿月、望、下弦月
為什麼天上的星星有的亮有的暗
天上的星星，有的暗有的亮。我們知道，60瓦的電燈比同樣20瓦的電燈亮，是因為它的發光能力強。那麼，亮的星星是不是比暗的星星發光能力強呢?實際並非一定如此，決定星星亮度的除了它的發光能力，還有另一個原因，就是星星與我們距離的遠近。一般來說，星星離我們越近，看上去就越亮。
以上是星星的視亮度，也就是看起來的亮度。視亮度用視星等來表示。我們看到的那些最亮的星一般都定為1等星，正常視力的人用肉眼能夠勉強看到的最暗星定為6等星。天空中的亮星，可能真的是顆發光能力很強的恆星，但也可能只是因為它離我們特別近，才顯得很亮。相反，有些暗星也不一定真暗，儘管它們要通過望遠鏡才能觀測到，但它們的發光能力可能極強，只是由於距離我們太遙遠，看起來就顯得比較暗。
為了比較不同恆星的真實發光能力，應該把它們放在與我們距離相同的地方進行比較。這就像賽跑那樣，必須站在同一條起跑線上同時起跑。根據國際規定，恆星的這條「起跑線」定為10秒差距，即32．62光年。規定恆星在這個標準距離處的亮度為它的絕對亮度，用絕對星等來表示。
運動員可以在同一條起跑線上起跑，恆星則無法都挪到10秒差距的距離處，所以，絕對星等都是計算出來的。
太陽的視亮度是絕對冠軍，一旦把它放到比現在遠206萬多倍遠的10秒差距處，它的絕對星等只有+4．8等。按視星等順序排列的以下這5個天體，如果按絕對星等排列的話，則應該倒個個兒。
視星絕對星等
太陽-26.8+4.8
天狼星（全天最亮的恆星）+1.46+1.4
織女星+0.03+0.6
北斗星+2.0-2.9
參宿星+2.
知識點：視寬度、視星等、絕對亮度、絕對星等
為什麼我們感覺不到地球在轉動
我們乘船坐車，很容易覺察出車船在行進。可是為什麼我們一點也感覺不到地球在轉動呢？地球轉動的速度是非常快的，繞太陽公轉，每秒鐘要跑30公里。在赤道上的速度每秒鐘達456米，坐地日行八萬里，一天要轉上8萬華里，跟車船的速度比起來，真不知快多少哩！
當我們乘船在江河裡航行時，船身在江河中前進，兩岸景色後移，覺得船行很快。如果乘輪船在大海里航行，站在甲板上，海天一色，白浪滔滔，海鷗追逐著行船，仿佛釘在船舷邊，那時候，會覺得船行很慢。原來乘江河裡的船時，因為江岸離我們比較近，因此我們看到兩岸迅速移動，就意識到船在行進。乘輪船在大海里航行時，水天茫茫，外界沒有什麼東西可判斷輪船在迅速行進，於是我們覺得船行得十分遲緩，有時好象是停著沒有動似的。
地球這艘宇宙間的「大船」，在運行的軌道旁，如果也有像江河兩岸那樣的景致，我們就很容易覺察出地球的轉動了。可是近處沒有，只有遠處的星星，這些參照物可以幫我們看出一點轉動的行蹤。但星星距離我們實在太遠了，在短時間裡，比如說幾分鐘，幾秒鐘里，由於我們失卻了可以對照的上界事物，所以感覺不到地球在轉動。但不要忘記，我們每天看到的太陽、月亮、星星的東升東西落，就是地球轉動的結果。
知識點：地球、轉動、運行空間、參照物、距離
為什麼地球是一個扁球
地球並不是一個標準的圓球。如果站在人造衛星上去看，就能發現地球是一個南北間較短的扁球，赤道的半徑比兩極的半徑大21公里。
那麼地球為什麼是一個扁球呢？
由於地球在自轉，地球上每部分都在作圓周運動。這和汽車在轉彎時，乘客也都在沿圓周運動一樣。經驗告訴我們，汽車轉彎時，乘客都有向遠離圓心方向傾倒的趨勢，這種趨勢是由於乘客受到慣性離心力的作用，因而也都具有一種離開地軸向外跑的趨勢。
人們經過實踐證明，地球上各部分所受慣性離心力的大小，與它離開地軸的距離成正比，也就是說，距離地軸愈遠的地方，所受的慣性離心力愈大。赤道部分比兩極部分距離地軸遠得多，所以赤道部分所受到的慣性離心力的差別，就使得它的兩極扁而赤道突出了。
知識點：地球、扁球、自轉、慣性、正比
為什麼地球會繞軸自轉
地球同太陽系其他八大行星一樣，在繞太陽公轉的同時，繞著一根假想的自轉軸在不停地轉動，這就是地球的自轉，晝夜交替現象就是由於地球自轉而產生的。
幾百年前，人們就提出了很多證明地球自轉的方法，著名的「傅科擺」使我們真正看到了地球的自轉。但是，地球為什麼會繞軸自轉?以及為什麼會繞太陽公轉呢?它們之間又有什麼樣的關係？
現代天文學理論認為，太陽系是由所謂的原始星雲形成的。原始星雲是一大片十分稀薄的氣體雲，50億年前受某種擾動影響，在引力的作用下向中心收縮。經過漫長時期的演化，中心部分物質的密度越來越大，溫度也越來越高，終於達到可以引發熱核反應的程度，最終變成了太陽。在太陽周圍的殘餘氣體則逐漸形成一個旋轉的盤狀氣體層，經過收縮、碰撞、捕獲、積聚等過程，在氣體層中逐步聚集成固體顆粒、微行星、原始行星，最後形成一個個獨立的大行星和小行星等太陽系天體。
我們知道，要測量一個直線運動的物體運動快慢，可以用速度來表示，那麼物體的旋轉狀況又用什麼來衡量呢?一種辦法就是用「角動量」。對於一個繞定點轉動的物體而言，它的角動量等於質量乘以速度，再乘以該物體與定點的距離。物理學上有一條很重要的角動量守恆定律，它是說：一個轉動物體，如果不受外力矩作用，它的角動量就不會因物體形狀的變化而變化。例如一個芭蕾舞演員，當他在旋轉過程中突然把手臂收起來的時候(質心與定點的距離變小)，他的旋轉速度就會加快，因為只有這樣才能保證角動量不變。這一定律在地球自轉速度的產生中起著重要作用。
形成太陽系的原始星雲原來就帶有角動量，在形成太陽和行星系統之後，它的角動量不會損失，但必然發生重新分布，各個星體在漫長的積聚物質的過程中分別從原始星雲中得到了一定的角動量。由於角動量守恆，各行星在收縮過程中轉速也將越來越快。地球也不例外，它所獲得的角動量主要分配在地球繞太陽的公轉、地月系統的相互繞轉和地球的自轉中。這就是地球自轉的由來，但要真正分析地球和其他各大行星的公轉運動和自轉運動，還需要科學家們做大量的研究工作。
知識點：地球自轉、原始星雲、角動量、角動量守恆
為什麼地球的自轉有時快有時慢
長期以來，人們一直以為地球均勻不變地繞著自轉軸旋轉，大約每23小時56分旋轉1周。實際上，地球並不是那麼老老實實地按照均勻速度自轉，在一年內，它有時快，有時慢。
地球的自轉運動不僅在一年中是不均勻的，在許多世紀的過程中也是不均勻的。在最近2000年來，每過100年，1晝夜就要加長0．001秒。而且，每過幾十年，地球還會來一個「跳動」，有幾年轉得快，有幾年又轉得慢。
地球為什麼會有這種「調皮行為」呢?
科學家孜孜不倦地找尋原因，答案已逐步明朗：南極的巨大冰川，現在正在慢慢融化，這就意味著南極大陸的冰塊在減少，南極大陸的質量在減輕。正是地球質量分布的變化影響了地球的自轉速度。
月亮能引起地球上海水的漲落，這種漲落是和地球旋轉的方向相反的，這樣就使地球的自轉速度逐漸變慢。
每年冬天，風從海洋吹到大陸上，夏天，風又從大陸吹回海洋，這些流動空氣的質量大得難以相信，竟有300萬億噸!這麼大質量的空氣，從一處移到另一處，過一陣，又從另一處移回來，這就使地球的重心起了變化，結果旋轉速度也就時快時慢。
地球自轉速度還與海洋洋流、地殼板塊運動、地核物質的重新分布等原因有關，它們都或大或小地影響了地球自轉速度。因此，影響地球自轉速度變化的原因很複雜，這已經成為天文學的一個重要研究課題。
知識點：地球自轉、南極大陸、月球引力、流動空氣
為什麼日食和月食每隔一
定時間後重複一次
古代中國、巴比倫和埃及的一些研究天象的人，他們從實際的觀測和研究工作中，知道了日食和月食每隔6585天8小時會重複一次。這就是說，這次出現的日食（或月食），隔了18年11天又8小時（如果在這段時期內有5個閏年，那麼是18年10天又8小時），它又會重現一次。古代人們就利用這個周期來預言日食和月食發生的日期。但是，他們並不明白為什麼日食和月食會這樣周期性地出現。
隨著科學的發展，人們對日月食的周期性問題，從感性認識上升到理性認識階段，才弄清楚了運動的規律。
我們知道，日食和月食只有當太陽、月亮、地球或者太陽、地球、月亮的位置，正在或近於一條直線上的時候，才會發生。又由於地球繞太陽的軌道面和月球繞地球軌道面並不重合，所以只有當時朔月或望月落在月球繞地球運行軌道和際球繞太陽運行軌道的交點附近，才會發生日食和月食。根據測定，月球在它的軌道上從「交點」開始繞地球一周，再回到這個交點所需的進間的是27.2123日（天文學上稱為「交點月」），很顯然，如果今天出現日食，要這個日食在下一次與今天的一樣出現，所經過的時間，必須是整數的朔望月和整數的交點月，這個時間大約是6585天8小時即18年11天8小時。這就是說，如果今天出現的日食（或月食），那麼，它一定又會在18年11天8小時後重複出現。當然對於地球上來說，不會發生在同一地方。因此天文工作者可以準確地計算出今後若干年內發生日食和月食的次數和時間。
知識點：日食、月食、交點月
為什麼天文學家要觀測日食和月食
太陽是地球上生命的源泉，太陽上發生的一切變化，都和我們的日常生活有著非常密切的關係。例如，太陽大氣發生爆炸時，對地球上的天氣變化、短波無線電通信等都有劇烈的影響。因此，弄清楚太陽的本質，摸清太陽的脾氣是很有意義的。
要了解它，就要觀測它。但是，觀測太陽並不是毫無阻礙的。通常我們見到的強烈的太陽光，絕大部分是太陽大氣最底層發出的，這一層叫做光球層。太陽大氣外層的光很微弱，在地面上觀測太陽時，由於地球大氣散射太陽光，使天空變得很亮，它完全掩蓋了太陽外層大氣的光，使我們看不見那裡的各種現象。用一般的儀器只能看清楚光球層。
日全食時，月球遮住了太陽的光球，天空變暗了，太陽外層大氣的光才顯露出來，露出了「廬山真面目」，使我們能看到平時看不見或者看不清楚的現象。
色球層、日珥、日冕都是太陽外層大氣的組成部分。前面談到的地球上的天氣變化、短波無線電通信受干擾，都和它們的活動有密切關係。因此，色球層、日珥、日冕都是天文學家感興趣的對象。雖然平時在一定條件下也可以觀測到色球層、日珥、日冕，但在日全食時，這些現象可以看得特別清楚。這時，進行研究得到的結果非常有價值。所以，每逢發生日全食的時候，科學家們總要千里迢迢地帶上許多笨重的儀器，趕到可以見到日全食的地方去進行觀測。
那麼為什麼要觀測月食？天文學家在月全食時，通過研究月球的亮度和顏色，可以判斷地球大氣上層的成分。月食時測定月面溫度的變化，可以幫助研究月球表面的構造。此外，還可以從月食的過程，仔細研究地球和月球的運動規律。相比起來，日食觀測要比月食觀測更有科學意義。
知識點：日食、月食、太陽大氣、光球層
為什麼夏天晚上看到的星星比冬天的多
在晴朗的夏夜，我們一抬頭，就看到天空繁星密布，總是比冬天晚上的星星多一些。這是什麼道理呢?這和我們的銀河系有關，因為我們所看到的星星，差不多都是銀河系裡的星星。
整個銀河系至少有1000億顆恆星，它們大致分布在一個圓餅狀的天空範圍里，這個「圓餅」的中央比周圍厚一些。光線從「圓餅」的一端跑到另一端要10萬年。
太陽系是銀河系裡的一員，太陽系所處的位置並不在銀河系的中心，而是在距銀河系中心約2．5萬光年的地方。當我們向銀河系中心方向看時，可以看到銀河系恆星密集的中心部分和大部分銀河系，因此看到的星星就多；向相反的方向看時，看到的只是銀河系的邊緣部分，看到的星星就少得多。
地球不停地繞太陽轉動，北半球夏季時，地球轉到太陽和銀河系中心之間，銀河系的主要部分——銀河帶，正好是夜晚出現在我們頭頂上的天空；在其他季節里，這段恆星最多最密集的部分，有的是在白天出現，有的是在清晨出現，有的是在黃昏出現，有時它不在天空中央，而是在靠近地平線的地方，這樣就不容易看到它。
所以，在夏天晚上我們看到的星星比冬天晚上看到的要多一些。
知識點：星、銀河系、銀河系、冬天、夏天
為什麼天文學上要用光年來計算距離
日常生活中我們，一般都用厘米、米、千米來作為計算長度的單位。在表示較小距離時，一般用小一點的單位；在表示較大距離時，一般用大一點的單位。
天文學上也有用千米作單位的。例如，我們經常說，地球的赤道半徑是6378千米，月亮的直徑是3476千米，月亮離地球是38萬千米，等等。但是，如果拿千米來表示恆星與恆星之間距離的話，這個單位就顯得太小太小了，使用起來很不方便。
人們發現光的速度最快，1秒鐘可以走30萬千米(精確數是299792．458千米)，光在1年裡差不多走10萬億千米，說得精確些，就是94605億千米。能不能用光在1年裡所走的路程——光年，來作為計算天體之間距離的單位呢?當然。現在，天文學家就是用光年來計算天體之間距離的，光年已經成為天文學上的一個基本單位。
如果用光年來表示離地球最近的恆星比鄰星與我們的距離，就是4．22光年。再如，牛郎星離我們是16光年，織女星是26．3光年，銀河系以外的仙女座星系離我們約220萬光年，目前已觀測到的離我們最遠的天體距離在100億光年以上，銀河系的直徑是10萬光年，等等。這些都是很難用千米來表示的。
天文學上還有別的計算距離的單位。有的比光年小，如天文單位，1天文單位就是地球到太陽的平均距離(14960萬千米)，主要用於計量太陽系範圍內天體間的距離；也有比光年大的，如秒差距(1秒差距相當3．26光年)、千秒差距、兆秒差距等。
知識點：光年、天文單位、秒差距、方便、遠距離
為什麼沒有南極星
北極星的大名無人不知，無人不曉。即使是住在南半球的人，雖然無緣直接看到北極星，但對小熊星座的這顆2等星，也是心馳神往，頗為熟悉的。
北極星即「小熊」星，由於它離北天極很近，自然被看作北天極的標誌，而享有盛名。在北半球的人，只要找到了北極星，就找到了正北方向。南天極附近也有類似的這麼一顆南極星嗎?
南天極位於南極星座內。南極星座是個很暗的星座，多數是肉眼剛能看到的6等星。有一顆「南極」星，按常理來說，它完全有可能贏得南極星的光榮稱號，因為它離南天極的距離，與「小熊」星離北天極的距離基本相當，都不足1°。可惜的是「南極」星很暗，亮度只有5．48星等，視力極佳的人也必須定睛細看，仔細辨認，才能把它找到。稍稍有點薄雲和月亮，它就隱匿不見。這樣的一顆星，儘管其實際光度是太陽的7倍，卻因其與我們有著120光年的距離，才使它的亮度如此暗淡，而不足以被尊稱為南極星。
南極星座里有沒有別的亮些的星可以被稱為南極星呢?最亮的「南極」星是3．74星等，這樣的亮度與北極星的1．99星等比起來要遜色許多，更遺憾的是它離南天極足足有12．5°，這就很難起到為人們指示南天極準確位置的作用。
看來，目前還沒有南極星的合格候選者，只能虛位以待。有朝一日，全天第二亮星——「船底座」星即老人星，由於歲差現象而逐漸靠近南天極的時候，人們自然會很高興地給它戴上「南極星」的桂冠。
知識點：北極星、南極星座、北天極、南天極、老人星
為什麼天空中星座的位置會隨時間而變化
晴朗五月的夜晚，站在空曠的地方，你就會看見繁星閃在深黑的天空里。如果你不斷地觀看天象，就會發現星星從東方升起，慢慢地掠過天空，再落於西方，正和我們每天所看的太陽的東升西落一樣。其實，這也是由於地球自西向東自轉的結果。
我們除了看到星星每天圍繞地球自東向西運動之外，每一顆星從地平線升起的時間，每天比前一天提早約4分鐘，因而，一年內每夜同一時刻，所看見的星星並不相同，星座的位置在漸漸向西邊移過去。例如我們所熟悉的獵戶星座，12月初，黃昏時分才從東方升起；過了3個月，黃昏剛剛降臨，獵戶座已閃爍在南方的天空中；可是到了春季快結束時，黃昏時它已經隨著太陽同時西落了。
隨季節的進展，星座向西的緩慢運動，是由於地球繞太陽公轉的結果。如果我們在白天裡也可以看見星星，那麼我們就會看見太陽在星座間向東移動，每一天太陽大約向東移動1°，相當於太陽直徑兩倍那樣的距離。這樣，一年內它在天球上作了一個所謂「周年視運動」。
總的來說，星星有兩種運動現象：一種是由地球自轉引起的周日視運動，造成每天夜裡星星東升西落的現象；另一種是由地球公轉引起的周年視運動，使星座隨季節變化出沒，隱顯時間也發生相應變化。兩者不可混為一談。
知識點：星座、周日視運動、周年視運動、自轉、公轉
為什麼一顆彗星會有幾條尾巴
1986年，鼎鼎大名的哈雷彗星回歸時，它的彗尾特別引人注目，很多人都看到它拖著兩條以上的尾巴。這是怎麼回事呢?
彗星在它運行的大部分時間內，是沒有彗尾的，只有當它運行到離太陽約2天文單位(約3億千米)左右時，在太陽風和來自太陽光的壓力的作用下，從彗頭拋出氣體和塵埃微粒，才往外延伸而形成彗尾。
彗尾形狀多種多樣，可以歸納為三種類型，即Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。Ⅰ型彗尾主要由帶電離子組成的氣體形成的，又稱離子彗尾或氣體彗尾。這種彗尾直而細，略帶淺淺的藍色。Ⅱ型和Ⅲ型彗尾都是由塵埃組成的，呈淡黃色，統稱為塵埃彗尾。它們比Ⅰ型彗尾更寬些，也更彎曲些。彎曲程度小些的稱為Ⅱ型彗尾，彎曲程度比較大的就是Ⅲ型彗尾。
由於彗尾中既有氣體又有塵埃，因此，一顆彗星走到離太陽比較近的時候，常常可能同時形成氣體彗尾和塵埃彗尾，有兩條以上彗尾的彗星，不是件稀罕的事。1986年2月，哈雷彗星經過軌道近日前後的一段日子裡，它的尾巴的形態顯得多姿多彩、富有變化，就是這個原因。
有時，彗星的氣體彗尾和塵埃彗尾會發展成為連續的一片，好像一把「大掃帚」倒掛在天空中。1976年，威斯特彗星經過軌道近日點時，就向人們展示了這一奇特的現象。
到目前為止，人們觀測到的彗尾最多的彗星分別出現在1744年和1825年。前者是一位瑞士天文學家看到的，一顆彗星拖著六條尾巴；後來是有人在澳大利亞觀測到的，一顆彗星拖了五條尾巴。彗星常常會有兩條以上的彗尾是可以肯定的，天文學家往往還能從彗星照片上，發現肉眼無法辨認的暗淡彗尾。
知識點：彗星、彗尾、氣體、塵埃
為什麼有些恆星的亮度會變化
1956年，一位業餘天文學家在觀測恆星時，發現鯨魚座一顆3等星逐漸變暗，暗至肉眼已看不見了。過了一年，這顆星又重新出現，這種亮度會變化的星稱為變星。
變星共分三大類。第一類是食變星，實際上是互相繞轉的雙星，當較暗的星轉到前面擋住較亮的星時，我們就看到星變暗了；當互不遮擋時，看上去就變亮了。這一類變星的亮度變化是兩星交會引起的，恆星本身的物理狀態沒有變化，這類變星也稱為食雙星。
第二類稱為脈動變星，它們的亮度周期性地發生變化。一般來說，光變周期長的變星亮度變化大，光變周期短的亮度變化小。如上面提到的鯨魚座變星，光變周期為300多天，最亮和最暗時亮度要相差上千倍。造父變星也是脈動變星的一種，天文學家常用它來測定天體的距離。
第三類稱為不規則變星，它們的亮度變化完全沒有規律，或者規律不十分確定，新星和超新星也屬於這一類變星。
現在已經知道變星是恆星演化到一定階段的標誌。一般說來，當恆星處於主序星階段時比較穩定，當恆星演化到主序星階段之前或之後都會出現不穩定性，它的亮度就會發生變化，成為變星。
隨著觀測技術的進展，已發現越來越多的恆星都有不同程度的變化。太陽是一顆主序星，它是比較穩定的，但是在太陽上仍有太陽黑子、耀斑等活動區存在。因此變星是普遍的，只是在大部分情況下，很難用肉眼發現它們的亮度變化罷了。
知識點：變星、食變星、食雙星、脈動變星、不規則變星
為什麼患近視的人也能當航天員
要回答這個問題，首先要介紹一下航天員是由哪些人組成的。
目前，構成航天員隊伍的有三類人員：一是載人太空飛行器的駕駛員，負責在宇宙航行中操縱駕駛太空飛行器；二是飛行任務專家，負責太空飛行器在飛行中的維修，完成飛行中對衛星或探測器的施放和修理，還有到艙外執行某些特殊任務；三是載荷專家，他們就是到太空中進行科學實驗的科學家和工程師。前兩類航天員是職業的，而後一類航天員是非職業的，只有擔負與自己有關專業的任務時才登上太空。
早期航天員的挑選是十分嚴格的，通常是從噴氣式飛機的駕駛員中選拔，可謂是千里挑一，所以對身體的要求也極為苛刻，當然患有近視的人是不可能入選的。
隨著航天技術的發展，宇宙飛船和太空梭頻頻進出太空，載人航天的活動次數也越來越多，空間站已成為人類在太空停留的重要場所。因此，今後會有更多的人進入太空生活和工作。
據統計，全世界需要矯正視力的人高達48％(主要是近視眼)，而患近視眼的人在科學家和工程師中所占的比例還會更高。如果戴著眼鏡上太空，那是很不方便和不安全的，但把他們統統排除在航天員之外，又是一個很大的損失。出路在哪裡呢？
用隱形眼鏡可以解決這個問題。國外已經讓航天員戴上隱形眼鏡，作過模擬上天的試驗，都沒有出現不良反應，並公認隱形眼鏡是矯正航天員視力的理想用品。
從今以後，不僅科學家和工程師上天可以不受視力上的限制，對未來的太空遊客們也敞開了一扇大門。
知識點：航天員、近視眼、隱形眼鏡
為什麼人造衛星能按預定的軌道運行
人造衛星與飛機不一樣，沒有駕駛員，也不像飛機那樣可以在任何時候操縱。當火箭把衛星送上高空，火箭燃料用完後，就跟衛星分離，這時衛星由於慣性和地心引力作用，按一定軌道繼續運行。
怎樣使人造衛星按預定的軌道運行的呢？
關健是要掌握好它和火箭脫離並開始進入軌道那一瞬時的速度和方向。一般進入軌道的速度在每秒8至11公里之間。在這個範圍內，速度越小，軌道就越扁。速度的大小，主要決定於運載火箭的推力和級數，推力越大，級數越多，速度也就越大。衛星進入軌道的方向，就是火箭與衛星脫離時的飛行方向。這方向是可以由地面通過無線電來控制的。這樣，就完全有可能使人造地球衛星按預定的軌道運行了。
要使衛星在預定的軌道上運行，是一個十分複雜的問題。從火箭發射到進入預定軌道，要求都很嚴格。
例如，要使衛星在高度為250公里的軌道中運行，如果要求高度誤差不超過10公里，那麼衛星進入軌道時的速度誤差就要求小於萬分之二，角度誤差要求小於2.3度（一個圓周為360度）。美國就曾在這方面屢遭失敗，它的第一顆衛星發射了多次勉強送上去，而且它的軌道與預定相差很多。
我國第一顆人造衛星和第二顆人造衛星（科學實驗人造地球衛星），都一舉發射成功，非常準確進入預定軌道。
知識點：慣性、地心引力、速度、方向
為什麼人造衛星能進行多種科學研究
人造衛星的發射，為更好地進行多種科學開闢了新的途徑。如利用人造衛星進行天文研究有很大的意義；利用人造衛星還可以研究太陽的短波輻射（如紫外線、X線）和微粒輻射（即所謂「太陽風」）、地磁的變化：還可以精確地測量地球的形狀，進行大地測量，確定天文數據以及確定海洋上航行的船隻的精確位置等等。這些都具有重要的科學價值和實際意義。例如，可以利用人造衛星來進行無線電通迅。用人造衛星作為一個通迅的中繼站（轉送站），無線電波通過衛星中繼站放大後，再向地球發射。這樣就可以保證無線電短波通迅暢通無阻。如果在地球高空發射幾個專門轉播電視用的衛星（如同步衛星、准同步衛星等），就可以把北京的電視轉播到全世界，意義十分重大。這種專門用於通訊的衛星稱為「通訊衛星」。
又如，用人造衛星進行氣象研究，也有很重大的意義。如果在人造衛星上安裝一些特殊儀器，就可以獲得高空大氣的溫度、濕度、壓力等資料，在衛星上裝上電視照相機，就可以拍攝大面積雲層的照處片（這是地面氣象站所無法得到的），這種資料對於長期天氣預報很有價值。這種專門用作氣象研究的衛星稱為「氣象衛星」。
此外，可以用人造衛星進行高空大氣物理的研究。利用人造衛星可以測量地球高空大氣的密度，研究外層大氣（幾百公里以上的高空）的情況。利用人造衛星，人們已經發現內、外輻射帶，它們是地球上磁場捕獲宇宙中的帶電粒子所形成。輻射帶的研究對於載人宇宙飛船意義特別重大。利用人造衛星還可以進行電離層的研究，發現電離層的變化規律，這對軍事上、科學上都很有意義。
利用人造衛星進行各種科學研究的途徑，將是十分廣闊的，科學研究的各個領域，都可以應用，如物理學、化學、力學、數學、天文學、氣象學、地球物理學、電子學、醫學、生物學等等許多科中都有很大的重要課題，可以利用人造衛星來進行研究。
知識點：天文、短波輻射、微粒、地磁、無線電通訊
為什麼人造衛星可以成為重要的軍事工具
地面無線電短波通迅是靠高空電離層的反射來實現的。但是，人們逐漸發現，在某些特殊的情況下，如太陽活動劇烈的時候，電離層會受到突然「騷擾」，這就會使得短波無線電訊號立即衰弱甚至完全中斷，其時間短則幾分鐘，長則可達一小時左右。
這種通訊中斷現象在軍事上影響很大。例如：作戰一方如果利用這種機會進行突然襲擊，另一方的反擊行動就會由於通訊中斷而得不到很緊密的組織和有機的配合而遭到損失。用什麼措施來預防短波通訊中斷現象的發生呢？利用衛星進行通訊工具便是有效的措施之一。人造衛星可以作為通訊的中繼站，來轉播無線電波，所以用人造衛星建立起來的通訊網，即使在戰時，也可以不受電離層的干擾而暢通無阻。
同時，如果在衛星上裝有特殊的照相機和電視機，它就可以仔細地拍攝地形，偵察軍事基地，並將這些地方的位置精確測量出來，然後再把資料用無線電波傳送到地面。
如果在衛星上附設一些儀器，如紅外線傳感器、X射線偵察器等，就可以用來辨別飛彈的發射，作為空中警戒站，也可用來觀察高空的核爆炸情況。另外，在衛星上也可以裝主動武器，如飛彈核武器等。
知識點：短波通訊、中斷、衛星、警戒站
為什麼一般只能在黎明和黃昏看到人造衛星
我國第一顆人造衛星發射成功，祖國大地喜氣洋洋，全國人民懷著激動的心情，人人爭看紅色「小月亮」。大家都是在日落後一段時間裡看到我國的人造衛星（當然，日出前一段時間裡也能看到）。這是什麼原因呢？
人造衛星本身是不發光的，像月亮一樣，只能反射太陽光。因此要看到人造衛星，觀測地點的天必須比較暗，天太亮了，衛星也是看不見的。另外，衛星必須受到太陽光的照射。
這些條件，只有在日落後和日出前一段時間裡才具備。白天，衛星飛過我們上空時，它雖然能被太陽照到，但天空太亮，我們就看不到，這與我們在白天看不到星星是一樣的。
深夜，衛星飛過我們上空時，太陽光被地球擋住，照不到衛星。當然我們也無法看到。只有在日落後或日出前一段時間，天空的背景是黑暗的，陽光能照到衛星上，如果天空晴朗，我們就能看到。
外因是變化條件，內因是變化的根本原因，外因通過內因而起作用。以上這些都是外因，能否看到衛星，還必須決定於人造衛星的大小。衛星的表面積必須足夠大，並且反射性能要比較好。而有的體積很小，直徑只有幾十厘米，在幾百公里高空，我們用肉眼看不到的。我國第一顆人造衛星體積很大，達173公斤，看上去是比較亮的（外在近地點時，大約相當於4等星），使用較為靈敏的日用照相機也可以對它拍照。
知識點：衛星、照射
為什麼人造衛星發射時穿過大氣層不會燒掉
為什麼流星穿過大氣層被燒掉，而人造衛星發射時也穿過大氣層，卻沒有被燒掉呢？
流星穿過大氣層前，本身就具有一定的速度。在地球強大的吸引力作用下，流星越靠近地球，地球對它的引力就越來越大，因此它的速度迅速地增長，最後能到達到每秒20到70公里。流星以這麼高的速度在大氣層運動，受到了巨大的磨擦力，使流星達到幾千度，足以燒掉流星。
人造衛星發射前，相對於地球的速度為零，在發射過程中還要不斷克服地球的引力，開始的速度很慢，以後逐漸增加。在目前技術條件下，第一級火箭發動結束後才增加到每秒二、三公里。這時衛星已經離地面50到100公里高，那裡的大氣密度還沒有地面的千分之一。當衛星進入軌道時，速度達到每秒鐘7.9公里。可是由於高度更高，大氣更加稀薄了。所以，在人造衛星發射過程中，雖然由於空氣磨擦而產生的溫度相當高，但比流星穿進大氣層時的溫度要低得多，所以不會被燒掉。但儘管這樣，還是要用耐高溫的合金來做火箭的外殼。為了減少人造衛星與大氣層的磨擦，還採取了下面的措施：
衛星和火箭的聯結總體的外殼，要造得儘量光滑，以減少大氣的阻力。2.與前進方向垂直的火箭橫截面越大，受到的阻力就越大，因此火箭要做成細長的。3、發射衛星時，為了儘快脫離濃密的低層大氣，一般採用垂直於地面，或基本垂直於地面向上發射的方法。
人造衛星發射穿過大氣層時不使其燒掉的是這些辦法，那麼宇宙飛船返回地球穿過大氣層時用什麼方法不讓它燒掉呢？一般都用這些方法：當飛船返回地球將要進入大氣層時，飛船向前進的方向噴氣，就像噴氣飛機那樣，不過是向前噴，不是向後噴，使飛船的速度減慢。這時飛船開始下降，當它進入大氣層時，不是像一塊石頭那樣筆直地從幾百公里高空直衝下來，而是逐漸轉成了一個弧形很大的下降軌道，斜著飛下來，一般要繞著地球飛行半圈以後，再打開強大的降落傘，這時飛船可以緩慢而安全地落到地面了。
知識點：人造衛星、摩擦、溫度、合金、垂直
為什麼人造衛星環繞地球的軌道不一樣
在地球上空運行的人造衛星，按其軌道離地面高度來區分，可分為三種，即近地軌道(小於600千米)、中軌道(600-3000千米)和高軌道(大於3000千米)。
不同用途的衛星，運行在不同的高度。需要對地面目標進行仔細觀察和探測近地空間環境的衛星，通常運行在近地軌道，如科學實驗衛星和偵察衛星等；需要對地球進行頻繁地、周而復始地觀察的衛星，通常運行在中軌道，如極軌氣象衛星和資源衛星等；而需對地球作大範圍、長時期定點觀測或信號中轉的衛星，通常選用高軌道，如靜止氣象衛星和靜止通信衛星。
有兩個十分重要的軌道，它們就是中軌道的太陽同步軌道和高軌道的地球靜止軌道。
所謂太陽同步軌道，就是通過地球南北極的衛星軌道平面，每天向東移動0．9856°，這個角度正好是地球繞太陽公轉每天東移的角度。軌道高度在700-1000千米之間。衛星每天都在同一時間通過同一地區上空，可觀察到該地區的連續變化過程。極軌氣象衛星每天定時觀測同一地區雲圖，得到逐日變化過程，這就為天氣預報提供了科學根據。
而對一些要求在空中「固定不動」的衛星，如轉播電視的通信衛星，則採用地球靜止軌道。這個軌道在地球上赤道平面內，離地面35860千米。因為在這個軌道上，衛星繞地球自西向東旋轉，速度為3.075千米/秒，正好等於地球自轉的速度。因此地面與衛星就相對「不動」了。
知識點：人造衛星、衛星軌道、太陽同步軌道、地球靜止軌道
為什麼衛星可以預報地震
地震是人類自古以來不可躲避的自然災難。由於地震起因和前兆非常複雜，因此，地震預報始終是世界性的難題。
科學家發現，地震前在震中區周圍，會出現溫度異常等震兆。震前由於岩石圈板塊相互作用，應力不斷積累，當超過岩石圈強度時，就會發生微裂隙，原儲存在岩石圈內的氣體，特別是溫室氣體，會沿著已有的裂縫溢出地面，受到太陽輻射和自身輻射，導致該地區溫度增高。或者帶電的微粒子從岩石圈深處滲出地表，這些帶電微粒子在低空處造成電場異常，激發溫室氣體，使溫度比正常增高几度。
當今，不少安裝有遙感儀器的衛星(尤其是氣象衛星)上，都有紅外掃描儀，它的掃描寬度有上千千米，所測地面、水面及各種界面上的溫度精度可達0．5℃。藉助大型計算機及圖像處理機，能在30分鐘內處理好一幅地球表面的溫度圖像，為迅速判別震兆溫度異常提供了有利條件，並為衛星的應用開闢了新的領域。
不過由於地表增溫的原因很多，要正確區分出真正臨震前的異常增溫，還有很多問題尚待解決。相信經過不斷努力，地震預報的成功率將會有大幅度的提高。
知識點：地震、地震預報、衛星遙感
為什麼衛星可以減災防災
世界上時時刻刻都在發生各種各樣的自然災害。從1965年至1992年的28年裡，全世界發生了4650多起自然災害，約30億人受災，其中死亡361萬人，直接經濟損失約3400億美元。最常見的災害有颱風、洪水、地震、乾旱、火災等。自從衛星上天以來，人類利用先進的衛星遙感技術，防止或減小了這些自然災害造成的惡果。
比如1987年5月，中國東北大興安嶺地區發生一場猛烈的森林大火，在天上巡遊的衛星成功地監測到這一信息，為撲滅這場大火創造了條件。1991年夏天，中國江淮流域發生嚴重水災，又是衛星提供了水災淹沒面積的準確估計，為救災工作找到了依據。尤其是1998年中國長江中下游、松花扛和嫩江流域的抗洪救災，天上衛星功不可沒。衛星作為防災減災的哨兵，發揮了有效的作用。目前，人類已經利用氣象衛星、資源衛星、通信衛星、導航衛星等進行了大量的減災活動，取得了良好的效果。此外，許多國家都在研製一種新的減災衛星，即使同—顆衛星集對地觀測、通信、導航等功能於一身，實現救險防災的目的。
氣象衛星是防災的先鋒。防減災害要先「看得見」並及時掌握情況，才能採取相應的措施。對於自然災害等變化的環境觀測，除了要求具有一定的空間解析度以外，還要能夠在較短的時間內對地面進行重複觀測。現有的遙感衛星中，氣象衛星，特別是地球靜止氣象衛星，能夠不間斷地對大氣現象進行觀測，對於防治自然災害，起到了開路先鋒的作用。
近年來出現的雷達衛星可以穿雲透雨，它主動發出一定頻率的電磁波，並接收目標對它的反射和散射的回波，形成圖像。因此，雷達衛星是一種十分重要的監測手段，特別是在常伴有陰雨天氣的洪澇季節更是大有用途。
衛星的最大防災本領，莫過於監測地球上的陸地、海洋和大氣層，創造良好的生態環境，使人類免遭各種自然災害之苦。因此，各種專門的減災衛星便應運而生。我國曾利用自己的返回式衛星和氣象衛星，在防災、抗災、救災和治理災害方面已取得了一定成績。但中國是個幅員遼闊的大國，經常飽受自然災害之虐，因此國家已經把研製減災衛星列為發展航天技術的頭等大事。
知識點：人造衛星、減災衛星、氣象衛星、雷達衛星
為什麼要研究天文學
晝夜交替，四季循環，人們生活在自然界中，首先就接觸到各種天文現象，明亮的太陽、皎潔的月光、閃爍的繁星、壯觀的日食等等。天文學的形成和發展過程，就是人們對自然界逐步了解的過程。
古代人們在從事農牧業生產時，為了不誤農時，必需利用天象來確定季節。漁民和航海家利用星星在茫茫的海洋上確定自己前進的方向，利用月相來判斷潮水的漲落……
天文工作在現代更有了新的發展。
各種天體是一種理想的實驗室，那裡有地面上目前所不能得到的物理條件。如質量比太陽大幾十倍的星球，幾十億度的高溫，幾十億大氣壓的高壓，以及每立方厘米幾十億噸的超密態物質。人們經常從天文上得到啟發，然後再加以利用。翻開科學史的記錄可以看到：從行星運動規律的總結中得出了萬有引力定律；觀測到太陽上氦的光譜線後，在地球上才尋找到了氦元素；從計算新星爆發的能量，發現了人們還不了解的能源……
天文學與其他的學科發展關係也非常密切。19世紀以前，天文學與數學、力學的發展息息相關；到了現代，科學技術高度發達後，天文學更深深地滲透到其他學科。我們都知道，當愛因斯坦發表了相對論以後，就是利用天文觀測的結果給予這個理論以有力的支持；天文學上的重大發現對高能物理、量子力學、宇宙學、化學、生命起源等學科都提出了新的課題。
天文學給我們揭示了自然界的真面目。幾千年來，人類對於地球的性質、地球在宇宙中的位置以及宇宙的結構等方面都曾有過錯誤的認識。假如沒有天文學，這些錯誤的認識一定會繼續下去。波蘭天文學家哥白尼曾衝破幾千年的宗教束縛，提出了日心說，使人類對宇宙的認識前進了一大步。現在小學生也知道「地球是球形的」這一條真理了。
在人類進入航天飛行的時代里，天文學集中了人類對於自然認識的精華。如果一個人對現代天文學的偉大成就一無所知，他就不能算是一個受過教育的人。正因為如此，世界上很多國家把天文學列入中學課程。
以上僅從幾方面簡單地介紹了天文學的發展和應用。由此可見，天文學對現代科學的發展起了推動的作用，是人們認識自然、改造自然的重要學科。
知識點：天文學、天體、物理條件、科學發展、自然界
為什麼天文台的觀測室大多是圓頂結構
一般房屋的屋頂，不是平的就是斜坡形的，唯獨天文台的屋頂與眾不同，遠遠看去，銀白色的圓形屋頂好像一個大饅頭，在陽光照耀之下，閃閃發光。
為什麼天文台要造成圓頂結構呢?難道是為了好看嗎?不，天文台的圓頂完全不是為了好看，而是有它特殊的用途。
我們看到的這些銀白色的圓頂房屋，實際上是天文台的觀測室，它的屋頂呈半圓球形。走近一看，半圓球上卻有一條寬寬的裂縫，從屋頂的最高處一直裂開到屋檐的地方。再走進屋子裡一看，哪裡是什麼裂縫，原來是一個巨大的天窗，龐大的天文望遠鏡就通過這個天窗指向遼闊的太空。
將天文台觀測室設計成半圓球形，是為了便於觀測。在天文台里，人們是通過天文望遠鏡來觀測的太空，天文望遠鏡做得非常龐大，不能隨便移動。而觀測的目標，卻分布在天空的各個方向。如果採用普通的屋頂，就很難使望遠鏡隨意指向任何方向上的目標。天文台的屋頂造成圓球形，並且在圓頂和牆壁的接合部裝置了由計算機控制的機械旋轉系統，使觀測研究十分方便。這樣，用天文望遠鏡進行觀測時，只要轉動圓形屋頂，把天窗轉到要觀測的方向，望遠鏡也隨之轉到同一方向，再上下調整天文望遠鏡的鏡頭，就可以使望遠鏡指向天空中的任何目標了。
在不用的時候，只要把圓頂上的天窗關起來，就可以保護天文望遠鏡不受風雨的侵襲。當然，並不是所有的天文台的觀測室都要做成圓形屋頂，有些天文觀測只要對準南北方向進行，觀測室就可以造成長方形或方形的，在屋頂中央開一條長條形天窗，天文望遠鏡就可以進行工作了。
知識點：天文台、天文觀測、天文望遠鏡
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