语宇宙是如何形成的 　　1.科学家认为它起源为137亿年前之间的一次难以置信的大爆炸。这是一次不可想像的能量大爆炸，宇宙边缘的光到达地球要花120亿年到150亿年的时间。大爆炸散发的物质在太空中漂游，由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的，我们的太阳就是这无数恒星中的一颗。原本人们想象宇宙会因引力而不在膨胀，但是，科学家已发现宇宙中有一种 “暗能量”会产生一种斥力而加速宇宙的膨胀。　　2.宇宙学说认为，我们所观察到的宇宙，在其孕育的初期，集中于一个阳和环绕太阳的行星（如水星，金星，地球，火星，木星，土星，天王星，海王星），2000多颗轨道已确定的小行星，数量不少的卫星你南面的地点无论多久都在你的南面，但在太阳上，这不成立。越靠近赤道，转的越快，就会滑向东边。这是流体的情形 　　3.我们见到的太阳的表面实际并不是一个面。在我们看来，太阳似乎有一个固体的表面，并且有一个可测的边界。真实情况是：太阳是一个由气体组成的球体，没有固体的表面。我们看到的边界，只是由于在那儿，太阳气体的密度下降到使光透明的程度。在这个密度之上，太阳是不透明的，因此我们看不到太阳内部。虽然我们现在了解到这些，但天文学家仍然把这一不透明的边界当作太阳的“表面”，称作光球层。　　4.光球表面另一种著名的活动现象便是太阳黑子。黑子是光球层上的巨大气流旋涡，大多呈现近椭圆形，在明亮的光球背景反衬下显得比较暗黑，但实际上它们的温度高达4000℃左右，倘若能把黑子单独取出，一个大黑子便可以发出相当于满月的光芒。　　5.太阳的年龄约为46亿年，它还可以继续燃烧约50亿年。在其存在的最后阶段，太阳中的氦将转变成重元素，太阳的体积也将开始不断膨胀，直至将地球吞没。在经过一亿年的红巨星阶段后，太阳将突然坍缩成一颗白矮星--所有恒星存在的最后阶段。再经历几万亿年，它将最终完全冷却，然后慢慢地消失在黑暗里。　　6.通过对太阳光谱的分析，得知太阳的化学成分与地球几乎相同，只是比例有所差异。太阳上最丰富的元素是氢，其次是氦，还有碳、氮、氧和各种金属。地球上除原子能和火山、地震以外，太阳能是一切能量的总源泉。那么，整个地球接收的有多少呢？太阳发射出大的能量呢？科学家们设想在地球大气层外放一个测量太阳总辐射能量的仪器，在每平方厘米的面积上，每分钟接收的太阳总辐射能量为8.24焦。这个数值叫太阳常数。如果将太阳常数乘上以日地平均距离作半径的球面面积，这就得到太阳在每分钟发出的总能量，这个能量约为每分钟2.273×10^28焦。（太阳每秒辐射到太空的热量相当于一亿亿吨煤炭完全燃烧产生热量的总和，相当于一个具有5200万亿亿马力的发动机的功率。太阳表面每平方米面积就相当于一个85000马力的动力站。）而地球上仅接收到这些能量的22亿分之一。太阳每年送给地球的能量相当于100亿亿度电的能量。太阳能取之不尽，用之不竭，又无污染，是最理想的能源。　　7.太阳表面经常发生强烈的爆炸。这种爆炸就是我们看到的耀斑，能在短短几秒内释放出上百万颗原子弹的能量。当耀斑发生时，太阳的大气层会被吹出一个巨大的洞，并发出十分强烈的光、电磁波，高能X射线及数以百亿计的带电粒子，这种现象被称作太阳风。当太阳黑子最活跃时，耀斑和太阳风也发生的最频繁最剧烈。　　8.太阳像是空间的一块巨大的磁铁。与地球类似，太阳内部好像有一个巨大的磁铁，这磁铁产生了巨大的磁场，在太空中绵延数亿英里，并控制周围热气体的流动。每隔11年，在黑子活动周期的开端，磁场南北极会颠倒一次，而太阳自转轴保持不变。天文学的基础知识（一） 地球的基本概况 　1.年龄：46亿岁。公转周期：约365天。公转轨道：呈椭圆形。7月初为远日点，1月初为近日点。自转周期：恒星日：约23.小时56分4秒。太阳日：24小时。自转方向：自西向东。黄赤交角：23°26。赤道半径：是从地心到赤道的距离，大约6378.5公里。平均半径：大约6371.3 公里(这个数字是地心到地球表面所有各点距离的平均值)。体积：10832亿立方千米。质量：5.9742×10^21 吨。平均密度：5.515 g/cm^3，地球是太阳系中密度最大的星体。地球表面积：5.1亿平方千米。海洋面积：3.61亿平方千米。大气：主要成份：氮（78.5%）和氧（21.5%）。地壳：主要成份：氧(47%)、硅（28%）和铝（8%）。表面大气压：1013.250毫巴。由化学组成成分及地震震测特性来看，地球本体可以分成一些层圈，以下就标示出它们的名称与范围(深度，单位为公里)：0- 40地壳，40-2890地幔，2890-5150外地核，5150-6378内地核。地球表面积71%为水所覆盖，地球是太阳系唯一在表面可以拥有液态水的行星 ( 土卫六的表面有液态乙烷或甲烷，而藏于木卫二的表面之下则可能有液态水，不过地球表面有液态水仍是独一无二的)。天文学的基础知识（二） 2.地球距离太阳1.5亿千米，从地球到太阳上去步行要走3500多年，就是坐飞机，也要坐20多年。地球属于银河系太阳系，处在金星与火星之间，是太阳系中距离太阳第三近的行星，在八大行星中大小排行是第五，但人类直到16世纪哥白尼时代人们才明白地球只是一颗行星。地球与月球之间的引潮力会使地球的自转周期每一世纪增加约2毫秒，最新研究显示在9亿年前一天只有18小时，而一年则有481天。地球卫星月球俗称月亮，也称太阴。在太阳系中是地球中唯一的天然卫星。月球是最明显的天然卫星的例子。在太阳系里，除水星和金星外都有自己的卫星。　　3.地球绕地轴的旋转运动，叫做地球的自转。地轴的空间位置基本上是稳定的。它的北端始终指向北极星附近，地球自转的方向是自西向东；从北极上空看，呈逆时针方向旋转。地球自转一周的时间，约为23小时56分，这个时间称为恒星日；然而在地球上，我们感受到的一天是24小时，这是因为我们选取的参照物是太阳。由于地球自转的同时也在公转，这4分钟的差距正是地球自转和公转叠加的结果。天文学上把我们感受到的这1天的24小时称为太阳日。地球自转产生了昼夜更替。昼夜更替使地球表面的温度不至太高或太低，适合人类生存。　　月球基本概况 　　1.它每年以三厘米的速度远离地球，十亿年前，它和地球的距离只有现在的一半长。像地球一样，月球也是南北极稍扁，赤道稍隆起的扁球。它的平均极半径比赤道半径短500米，南北极也不对称，北极区隆起，南极区凹陷约400米。月球基本上没有水，也就没有地球上的风化、氧化和水的腐蚀过程，也没有声音的传播，到处是一片寂静的世界。月球本身不发光，天空永远是一片漆黑，太阳和星星可以同时出现。　　2.月球上几乎没有大气，因而月球上的昼夜温差很大。白天，在阳光垂直照射的地方，温度高达127.25℃；夜晚温度可低到-183.75℃。由于没有大气的阻隔，使得月面上日光强度比地球上约强1／3左右；紫外线强度也比地球表面强得多。由于月球大气少，因此在月面上会见到许多奇特的现象，如月球上的天空呈暗黑色，太阳光照射是笔直的，日光照到的地方很明亮；照不到的地方就很暗。因此才会看到的月亮表面有明有暗。由于没有空气散射光线，在月球上星星看起来也不再闪烁了。  　　3.月亮比地球小，直径是3476公里，大约等于地球直径的3/11。月亮的表面面积大约是地球表面积的1／14，比亚洲的面积还稍小一些；它的体积是地球的1／49，换句话说，地球里面可装下49个月亮。月亮的质量是地球的1／81；物质的平均密度为每立方厘米3.34克，只相当于地球密度的3／5。月球上的引力只有地球1／6，也就是说，6公斤重的东西到限月球上只有1公斤重了。人在月面上走，身体显得很轻松，稍稍一使劲就可以跳起来，宇航员认为在月面上半跳半跑地走，似乎比在地球上步行更痛快。天文学的基础知识（二） 4.月球是离地球最近的天体，它是围绕地球运转的、唯一的天然卫星，它与地球的平均距离约384400公里。月球绕地球运动的轨道是一个随圆形轨道，其近地点（离地球最近时）平均距离为363300公里，远地点（离地球最远时）平均距离为405500公里，相差42200公里。　　5.月球在绕地球运动的过程中，还要跟着地球一起绕太阳运动。这就是说，月球绕地球运动一周后，再回到的空间位置已不是原出发点了。由此可见，月球在运动过程中还要参与多种系统的运动。月球的运动和其他天体一样，月球也处于永恒的运动之中。月球除东升西落外，它每天还相对于恒星自西向东平均移动13°多，因此，月亮每天升起来的时间，都比前一天约迟50分钟。月亮的东升西落是地球自转的反映；而自西向东的移动却是月亮围绕地球公转的结果。月亮绕地球公转一周叫做一个“恒星月”，平均是27天7小时43分11秒。月亮绕地球公转的同时，它本身也在自转。既然月亮自转一周是地球上的27.3天，为什么月亮上的一天等于地球上29天半的时间呢？原来月亮一面自转，一面还要围绕地球公转，而地球同时也在围绕太阳公转。当月亮转了一周以后，地球也在绕太阳公转的轨道上走了一段距离，因此月亮原来正对太阳的一点，还没有正对着太阳，必须再转过一个角度，才能正对太阳，这段时间要用2.25天。把27.3天加上2.25天，正好大约29天半的时间。　　6.月亮的自转周期和公转周期是相等的，即1：1，月球绕地球一周的时间为也就是它自转的周期。月球这种奇特地自转结果是：月球总以同一半面向着地球，而从地球上永远看不到月球背面是什么样，只有靠探测器才能揭开月背千古之谜，人类的这个愿望早在30多年前就已实现了。当今大型天文望远镜能分辩出月面上约 50米（相当于14层高楼）的目标。　　7.大家知道，月亮本身不发光，只是把照射在它上面的太阳光的一部分反射出来，这样，对于地球上的观测者来说，随着太阳、月亮、地球相对位置的变化，在不同日期里月亮呈现出不同的形状，这就是月相的周期变化。进一步说，虽然月亮被太阳照射时，总有半个球面是亮的，但由于月亮在不停地绕地球公转，时时改变着自己的位置，所以它正对着地球的半个球面与被太阳照亮的半个球面有时完全重合，有时完全不重合，有时一小部分重合，有时一大部分重合，这样月亮就表现出了阴晴圆缺的变化。水星基本概况  　　1.水星在八大行星中是最小的行星，比月球大1/3，它同时也是最靠近太阳的行星。水星目视星等范围从 0.4 到 5.5；水星太接近太阳，常常被猛烈的阳光淹没，它的轨道距太阳4590万～6970万千米之间，所以望远镜很少能够仔细观察它。水星没有自然卫星。水星离太阳的平均距离为5790万公里，绕太阳公转轨道的偏心率为0.206，故其轨道很扁。太阳系天体中，除冥王星外，要算水星的轨道最扁了。水星在轨道上的平均运动速度为48公里／秒，是太阳系中运动最快的行星，绕太阳一周只需88天，自转一周只需58.6天，水星上的一天相当于地球上的59天。水星有一个小型磁场，磁场强度约为地球的1％。水星只有微量的大气。水星的大气极其稀薄。实际上，水星大气中的气体分子与水星表面相撞的频密程度比它们之间互相相撞要高。出于这些原因，水星应被视为是没有大气的。“大气”主要由氧，钾和钠组成。　　2.早在公元前3000年的苏美尔时代，人们便发现了水星，古希腊人赋于它两个名字：当它初现于清晨时称为阿波罗，当它闪烁于夜空时称为赫耳墨斯。水星上的温差是整个太阳系中最大的，温度变化的范围为90开到700开，最高地表温度 634.5°C 最低地表温度为-86°C ，平均地表温度 179°C 。相比之下，金星的温度略高些，但更为稳定。水星的密度比月球大得多，(水星 5.43 克/立方厘米 月球 3.34克/立方厘米)。水星是太阳系中仅次于地球，密度第二大的天体。　　金星基本概况 　　1.按离太阳由近及远的次序是第二颗。它是离地球最近的行星。中国古代称之为太白或太白金星。它有时是晨星，黎明前出现在东方天空，被称为“启明”；有时是昏星，黄昏后出现在西方天空，被称为“长庚”。金星是全天中除太阳和月亮外最亮的星，亮度最大时为-4.4等，比著名的天狼星（除太阳外全天最亮的恒星）还要亮14倍，犹如一颗耀眼的钻石，于是古希腊人称它为阿佛洛狄忒（Aphrodite）——爱与美的女神，而罗马人则称它为维纳斯（Venus）——美神。1950年代后期，天文学家用射电望远镜第一次观测了金星的表面。从1961年起，前苏联和美国向金星发射了30多个探测器，从近距离观0.3～0.8高斯）。木星磁场和地球的一样，是偶极的，磁轴和自转轴之间有 10°8′的倾角。木星的正磁极指的不是北极，而是南极，这与地球的情况正好相反。木星的四个大卫星都被木星的磁层所屏蔽，使之免遭太阳风的袭击。　　4.木星有一个同土星般的环，不过又小又微弱，它们由许多粒状的岩石质材料组成。在宇宙飞船探测木星之前，人们知道木星有13颗卫星。科学家们从“旅行者2号”发回的照片上又发现了3颗，共有16颗木卫（可能有无数卫星，最新数量61颗）。其中靠近内侧的地方有４颗特别大是伽利略卫星，(伽利略卫星即木卫一、木卫二、木卫三和木卫四分别叫伊奥、欧罗巴 、加尼美德、卡利斯托)。按距离木星中心由近及远的次序为：木卫十六、木卫十四、木卫五、木卫十五、木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。它们都围绕着木星公转，离木星最远的木卫九与木星的距离比地球和月亮的距离远60倍，它绕木星公转一周需要758天。木星的大小与卫星差异之大。除了欧罗巴以外，每颗伽利略卫星都比月球大，加尼美德的半径大约为2600公里，是太阳系中所有卫星中最大的一个，甚至比九大行星中的水星还要大。伊奥的大小和月球差不多，却拥有众多的活火山，地壳运动频繁。　　5.从化学组成上来讲，木星更像太阳。虽然木星也和地球一样有铁核，可是它的85%是氢元素，其余15%主要是氦元素。其它元素只占1%。这是因为木星有强重力场，它保持了太阳系刚形成时期的大气组成。而地球的较弱的重力让它失去了大多数的原初元素。天文学的基础知识（二）6.木星上的云五彩斑斓。和地球上只有白色的云不一样，木星上的云五颜六色。这主要是因为木星大气中复杂的化合物造成的　　7.木星会变成恒星吗？木星如果想变成一颗恒星，它的核心温度必须达到100万度，这才足以点燃热核反应（氢聚变成氦的反应），释放出巨大的能量。而要达到那么高的核心温度，木星的质量至少要比现在大100倍，而它没法从其他地方获得这么大的质量，所以它不可能成为一颗恒星。　　土星基本概况 　　1.土星古称镇星或填星，轨道距太阳14亿公里。土星直径119300公里（为地球的9.5倍），是太阳系第二大行星，公转周期相当于29.5个地球年，土星的自转很快是9.6公里／秒，仅次于木星。另外，英文的星期六（Saturday）也是以土星的英文名（Saturn）来命名的。在太阳系的行星中，土星的光环最惹人注目，它使土星看上去就像戴着一顶漂亮的大草帽，是最美丽的行星。土星环位于土星的赤道面上。在空间探测以前，从地面观测得知土星环有五个，其中包括三个主环（A环、B环、C环）和两个暗环（D环、E环）。土星光环中间有一条暗缝，后称卡西尼环缝。观测表明构成光环的物质是碎冰块、岩石块、尘埃、颗粒等，它们排列成一系列的圆圈，绕着土星旋转。它与邻居木星十分相像，表面也是液态氢和氦的海洋，上方同样覆盖着厚厚的云层。土星上狂风肆虐，沿东西方向的风速可超过每小时1600公里。土星上空的云层就是这些狂风造成的，云层中含有大量的结晶氨。土星还是太阳系中卫星数目最多的一颗行星，目前已发现的土星卫星就已经超过了60颗。土星卫星的形态各种各样，五花八门，使天文学家们对它们产生了极大的兴趣。最著名的“土卫六”上有大气，是目前发现的太阳系卫星中，唯一有大气存在的天体，土卫六与土星的平均距离为122万公里，沿着近乎正圆形的轨道绕土星运动。它像月球一样，总以同一面向着自己的行星——土星。也就是说，如果在土星上看土卫六的话，永远只能看到土卫六的同一个半面。它的轨道基本上在土星赤道面内。你可以想一想，土卫六这么大的天体，沿着大约122万公里的半径，居然运动在近乎正圆的轨道上，这真是有点难以想象的事。如果让我们专门画这样一个圆，恐怕也是不容易办到的。足见天体演化中的自然奇观。天文学的基础知识（二）2.土星大气以氢、氦为主，并含有甲烷和其他气体，大气中飘浮着由稠密的氨晶体组成的云。根据红外观测得知，云顶温度为-170℃，比木星低50℃。土星表面的温度约为-140℃，支顶温度为-180℃，比木星低50℃。在太阳系的行星中，土星的质量和大小仅次于木星。土星的平均密度是太阳系诸行星里最小的，平均密度为0.69（少于水的密度），这是因为土星核心的密度虽然要比水大一些，但有着高气体比例、低密度的大气层。由于土星的密度太小，其表面重力加速度和地球差不多 （为地球的1.07）。天文学的基础知识（二） 天王星基本概况 　　1.天王星是从太阳向外的第七颗行星，在太阳系的体积是第三大（比海王星大），质量排名第四（比海王星轻），表面积相当于15.91 个地球表面积，质量等于14.536 个地球，自转周期17时 14分24秒，轴倾斜97.77°，远日点距离约30亿公里，近日点距离约27亿公里，轨道周期84.323326 年，阳光的强度只有地球的1/400。他的名称来自古希腊神话中的天空之神尤拉纳斯（Οραν ），是克洛诺斯（农神）的父亲，宙斯（朱比特）的祖父。天王星在被发现是行星之前，已经被观测了很多次，但都把它当作恒星看待。最早的纪录可以追溯至1690年，约翰·佛兰斯蒂德在星表中将他编为金牛座34，并且至少观测了6次。天王星是第一颗在现代发现的行星，虽然他的光度与五颗传统行星一样，亮度是肉眼可见的，但由于较为黯淡而未被古代的观测者发现。威廉·赫歇耳爵士在1781年3月13日宣布他的发现，在太阳系的现代史上首度扩展了已知的界限。这也是第一颗使用望远镜发现的行星。目前已知天王星有27颗天然的卫星。　　2.天王星和海王星的内部和大气构成不同于更巨大的气体巨星--木星和土星。同样的，天文学家设立了不同的冰巨星分类来安置她们。天王星大气的主要成分是氢和氦，还包含较高比例的由水、氨、甲烷结成的“冰”，与可以察觉到的碳氢化合物。他是太阳系内温度最低的行星，最低的温度只有49K，还有复合体组成的云层结构，水在最低的云层内，而甲烷组成最高处的云层。根据旅行者2号的探测结果，科学家推测天王星上可能有一个深度达10000公里、温度高达摄氏6650度，由水、硅、镁、含氮分子、碳氢化合物及离子化物质组成的液态海洋。由于天王星上巨大而沉重的大气压力，令分子紧靠在一起，使得这高温海洋未能沸腾及蒸发。反过来，正由于海洋的高温，恰好阻挡了高压的大气将海洋压成固态。天文学的基础知识（三）3.如同其他的大行星，天王星也有环系统、磁层和许多卫星。天王星的系统在行星中非常独特，因为它的自转轴斜向一边，几乎就躺在公转太阳的轨道平面上，因而南极和北极也躺在其他行星的赤道位置上。当天王星在至日附近时，一个极点会持续的指向太阳，另一个极点则背向太阳，每一个极都会有被太阳持续的照射42年的极昼，而在另外42年则处于极夜。天王星有一个暗淡的行星环系统，由直径约十米的黑暗粒状物组成。他是继土星环之后，在太阳系内发现的第二个环系统。目前已知天王星环有13个圆环，其中最明亮的是ε环。　　海王星基本概况 　　1.海王星是环绕太阳运行的第八颗行星，也是太阳系中第四大天体（直径上）。海王星的轨道周期(年)大约相当於164.79地球年，自转周期（日）大约是16.11小时，海王星直径上小于天王星，但质量比它大。海王星距太阳45亿公里，直径49.5万公里。1989年8月25日，旅行者2号探测器飞越海王星，这是人类首次用空间探测器探测海王星。它在距海王星4827千米的最近点与海王星相会，从而使人类第一次看清了远在距离地球45亿千米之外的海王星面貌，它发现了海王星的6颗新卫星(海王星有9颗已知卫星：8颗小卫星和海卫一。其中海卫一是太阳系质量最大的卫星)。首次发现海王星有5条光环，其中3条暗淡、2条明亮。由于冥王星的轨道极其怪异，因此有时它会穿过海王星轨道，自1979年以来海王星成为实际上距太阳最远的行星，在1999年冥王星才会再次成为最遥远的行星，通过双目望远镜可观察到海王星，但假如你要看到行星上的一切而非仅仅一个小圆盘，那么你就需要一架大的天文望远镜。　　2.海王星的外观呈蓝色是大气中甲烷吸收了日光中的红光造成的。作为典型的气体行星，海王星上呼啸着按带状分布的大风暴或旋风，海王星上的风暴是太阳系中最快的，时速达到2000千米。和土星、木星一样，海王星内部有热源－－它辐射出的能量是它吸收的太阳能的两倍多。海王星的组成成份与天王星的很相似：各种各样的“冰”和含有15％的氢和少量氦的岩石。海王星相似于天王星但不同于土星和木星，它或许有明显的内部地质分层，但在组成成份上有着或多或少的一致性。但海王星很有可能拥有一个岩石质的小型地核（质量与地球相仿）。它的大气多半由氢气和氦气组成。还有少量的甲烷。天文学的基础知识（三）3.海王星也有光环。在地球上只能观察到暗淡模糊的圆弧，而非完整的光环。但旅行者2号的图像显示这些弧完全是由亮块组成的光环。其中的一个光环看上去似乎有奇特的螺旋形结构。海王星的磁场和天王星的一样，位置十分古怪，这很可能是由于行星地壳中层传导性的物质（大概是水）的运动而造成的。　 　什么是小行星带什么是小行星 　　1.小行星带是位于火星和木星轨道之间的小行星的密集区域，估计此地带存在着50万颗小行星。关于形成的原因，比较普遍的观点是在太阳系形成初期，由于某种原因，在火星与木星之间的这个空挡地带未能积聚形成一颗大行星，结果留下了大批的小行星。　　2.在太阳系中，除了九颗大行星以外，还有成千上万颗我们肉眼看不到的小天体，它们像九大行星一样，沿着椭圆形的轨道不停地围绕太阳公转。与八大行星相比，它们好像是微不足道的碎石头。这些小天体就是太阳系中的小行星。　　3.小行星，顾名思义，它们的体积都很小。最早发现的“谷神星”（Ceres 1)、“智神星”(Pallas 2)、“婚神星”(Juno 3) 和“灶神星”(Vesta 4)是小行星中最大的四颗，被称为“四大金刚”。“四大金刚”中最大的谷神星直径约为1000千米，最小的婚神星直径约为200多千米；如果能把它们从天上“请”到地球上来，中国的青海省刚好可以让谷神星安家。除去“四大金刚”外，其余的小行星就更小了，据估计，最小的小行星直径还不足1千米。虽然它们的体积比卫星还小得多，但是在太阳系这个家庭中，却要和九大行星论资排辈。　　4.大多数小行星是一些形状很不规则、表面粗糙、结构较松的石块，表层有含水矿物。它们的质量很小，按照天文学家的估计，所有小行星加在一起的质量也只有地球质量的4／10000。这些小行星和它们的大行星同伴一起，一面自转，一面自西向东地围绕太阳公转。尽管拥挤，却秩序井然，有时它们巨大的邻居--木星的引力会把一些小行星拉出原先的轨道，迫使它们走上一条新的漫游道路。在近年对小行星观测中，还发现一个有趣的现象，有些小行星竟然也有自己的卫星。　　四大小行星是哪四个它们的基本概况 　　1.据统计，太阳系中约有50万颗小行星和八大行星一样绕着太阳公转，目前已登记在册的超过8000颗。它们大多体积很小，最早发现的四大小行星(谷神星(Ceres)、智神星(Pallas)、婚神星(Juno)和灶神星(Vesta))中，谷神星是最大的一颗，通常被称作『伟大的母亲』。这种称呼，就是来自那些遥远的罗马神话。　　2.谷神星（1 Ceres）又称榖神星，是火星与木星之间的小行星带中，人们最早发现的第一颗小行星，由意大利人皮亚齐于1801年1月1日发现。其平均直径为952公里，等于月球直径的1/4，质量约为月球的1/50，又被称为1号小行星。是小行星带中最大最重的天体。有趣的事，很多国际上的环保主题网站，都采用谷神星的标志来表示自己环保的决心。　　3.婚神星是处在火星跟木星的小行星带之间，它在数千万小行星里面体积第四大，直径240公里长。　　4.智神星（2 Pallas）是第二颗被发现的小行星，由德国天文学家奥伯斯于1802年3月28日发现。其平均直径为520千米。该天体以希腊神话中海神波赛冬的孙女Pallas Athena（即雅典娜的别称）来命名。　　5.灶神星，又称第4号小行星，是德国天文学家奥伯斯于1807年3月29日发现的。灶神星是第二大的小行星，仅次于谷神星。天文学的基础知识（三）什么是近地小行星 　　近“地”指接近地球，批的是那些轨道与地球轨道相交的小行星。这类小行星可能会带来撞击地球的危险。同时，它们也是相对容易使用地頢发射太空梭访问的。事实上 近地小行星所需的delta-v比访问月球还小。NASA的近地小行星约会探测器已经访问过这些小行星中最著名的小行星433 号(爱神星)。目前已知的大小4千米的近地小行星已有数百个。可能还存在成千上万个直径大于1千米的近地小行星数量估计超过2000个。天文学家相信已经在它们的轨道上运行了1000万至1亿年。它们要最终与内行星碰撞要么就是在接近行星时被弹出太阳系。　　什么是特洛依小行星 　　特洛依小行星指的是与木星有着相同的轨道，在木星轨道前后60°的拉格朗日点附近一片拉长的扁平区域，半长轴在5.05AU至5.40AU的小行星， 现在它的概念已经不单单限于木星了.而的泛指有着相似关系的天体。　　什么是天狼星 　　天狼星冬季夜空里最亮的恒星，属一等星，目视星等为-1.45等，绝对星等为+1.3等。它在天球上的坐标是赤经06h 45m 08.9173s赤纬-16°42'58.017"(历元2000.0)。它是大犬座中的一颗双星。双星中的亮子星是一颗比太阳亮23倍的蓝白星，体积略大于太阳，直径是太阳的1.7倍，表面温度是太阳表面温度的2倍，高达10000℃。它距太阳系约8.6光年，只有除太阳以外最近恒星距离的两倍。古代埃及人认识到若该星偕日升起，即正好出现在太阳升起之前时尼罗河三角洲就开始每年的泛滥。而且他们发现，天狼星两次偕日升起的时间间隔不是埃及历年的365天而是365.25天。天狼星是大犬座α，是全天最亮的星星。天狼星是由甲、乙两星组成的目视双星。甲星是全天第一亮星，属于主星序的蓝矮星。乙星一般称天狼伴星，是白矮星，质量比太阳稍大，而半径比地球还小，它的物质主要处于简并态，平均密度约3.8×106/立方厘米。天文学的基础知识（三） 什么是织女星 　　织女星是天琴座中的一颗亮星，学名叫天琴座α。它是夏夜星空中最著名的亮星之一。平时，人们都叫它织女星。在西方，称为Vega。赤径18h47m，赤纬38度47分。织女星的直径是太阳直径的3.2倍，体积为太阳的33倍，质量为太阳2.6倍，表面温度为8900摄氏度，呈青白色。它是北半球天空中三颗最亮的恒星之一，距离地球大约26.5光年。在织女星的旁边，有四颗构成一个小菱形。传说这个小菱形是织女织布用的梭子，织女一边织布，一边抬头深情地望着银河东岸的牛郎（河鼓二）和她的两个儿子（河鼓一和河鼓三）。在1.3万多年以前，织女星曾经是北极星，由于地轴的进动，现在的北极星是小熊座a星。然而，再过1.2万年以后，织女星又将回到北极星的显赫位置上。现代天文观测表明，整个太阳系正以每秒19公里的速度向着织女星附近的方向奔去。织女星是天琴座最亮的恒星（天琴座α星），也是全天第五亮星，在大角星之后。在北半球的夏天，织女星多可在天顶附近的位置见到，由于织女星的视星等接近零，因此不少专业天文学家会以织女星来作光度测定的标准。织女星与位于天鹰座的河鼓二（牛郎星），及天鹅座的天津四，组成著名的“夏季大三角”。如果把它看作是一个直角三角形，那织女星便是构成直角的星星。　　什么是牛郎星 　　河鼓二即天鹰座α星，俗称“牛郎星”。在夏秋的夜晚它是天空中非常著名的亮星，呈银白色。距地球16.7光年，它的直径为太阳直径的1.6倍，表面温度在7000℃左右，发光本领比太阳大8倍，目视星等为0.77等。它与“织女星”隔银河相对。古代传说牛郎织女七月七日鹊桥相会。实际上牛郎织女相距16光年。即使乘现代最强大的火箭，几百年后也不曾相会。牛郎星两侧的两颗较暗的星为牛郎的一儿一女——河鼓一、河鼓三。传说牛郎用状很感兴趣，并很自然地把一些位置相近的星联系起来，组成星座。一些星座是古代的，还有一些是现代的。一些星座如狮子座可以追溯到古埃及的法老时代。另外一些星座是1600年左右有两名荷兰旅行家 PieterKeyser 和 Frederikde Houtman 命名的，这些星座主要分布在南半球。当时他们在作环球旅行，看到了在欧洲不曾 见过的星空，然后创造了一系列极具想象力的动物的名字给这些星座命名。一个多世纪后Nicolas de Lacaille 为了纪念一些在工业革命中发明的工具，把南天一些零散的星组成了 新的星座：熔炉座、唧筒座和显微镜座。当然，很早以前南半球的土著民对自己头顶的星空 也有自己想象的图案，那是他们的星座。　　星座的来源如何辨认星座 　　星座起源于四大文明古国之一的古巴比伦，古代巴比伦人将天空分为许多区域，称为“星座”，不过那时星座的用处不多，被发现和命名的更少。黄道带上的12星座初开始就是用来计量时间的，而不像现在用来代表人的性格。在公元前1000年前后已提出30个星座。两河流域文化传到古希腊以后，公元2世纪，古希腊天文学家托勒密综合了当时的天文成就，编制了48个星座。希腊神话故事中的48个星座大都居于北方天空和赤道南北。16世纪麦哲伦环球航行时，不仅利用星座导航定向，而且还对星座进行了研究。1922年，国际天文学联合会大会决定将天空划分为88个星座，其名称基本依照历史上的名称。1928年，国际天文联合会正式公布了88个星座的名称。这88个星座分成3个天区，北半球29个，南半球47个，天赤道与黄道附近12个。人类肉眼可见的恒星有近六千颗，每颗均可归入唯一一个星座。每一个星座可以由其中亮星的构成的形状辨认出来。　　中国如何分星座 　　中国在观星上的成就要比西方早，中国人说三垣２８宿，把天上星座分成三大块28类，而不是只有西方的12星座。其中最重要的就是紫微垣。中国的观星术，现在统称紫微星座，与西方的十二星座相区别。紫微星座共有十四主星，分别是紫微、天机、太阳、武曲、天同、廉贞、天府、太阴、贪狼、巨门、天相、天梁、七杀、破军。黄道有哪十二星座 　　黄道星座大概是做著名的一组星座了。在西方传统中，黄道星座是环绕天球一整圈的 一组共12个星座。黄道十二星座包括：双鱼座、白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子 座、室女座、天秤座、天蝎座、射手座、摩羯座和宝瓶座。英语中 Zodiac（黄道）一词来 自希腊语，意思是“动物的带”。黄道十二星座中大部分为动物，但双子、室女、天秤、宝 瓶都不是动物，而射手座通常也绘成半人半兽。黄道十二星座对天文学家和占星学家都是很有意义的。黄道星座十分著名就是引文太 阳、月球、和可见的行星都在这一区域内运行。天文学的基础知识（三） 88个星座的总名单 　　对天文学家而言，星座更 像是国家的疆界。星座本身并不包含科学知识， 它们只是人为强制划出的边界。全天一共88个星座，星座是古人把天上的星星用假想的线连在一起想象成的形象。但地球是个球体，所以在北极点上永远看不到天赤道以南的星座，在南极点永远看不到天赤道以北的星座。换句话说，越靠近两极，能看到的星座就越少，在赤道上可以看到全部88个星座。星座的具体名字如下：仙女座、唧筒座、天燕座、宝瓶座、天鹰座、天坛座、白羊座、御夫座、牧夫座、雕具座、鹿豹座、巨蟹座、猎犬座、大犬座、小犬座、摩羯座、船底座、仙后座、半人马座、仙王座、鲸鱼座、堰蜓座、圆规座、天鸽座、后发座、南冕座、北冕座、乌鸦座、巨爵座、南十字座、天鹅座、海豚座、剑鱼座、天龙座、小马座、波江座、天炉座、双子座、天鹤座、武仙座、时钟座、长蛇座、水蛇座、印地安座、蝎虎座、狮子座、小狮座、天兔座、天秤座、豺狼座、天猫座、天琴座、山案座、显微镜座、麒麟座、苍蝇座、矩尺座、南极座、蛇夫座、猎户座、孔雀座、飞马座、英仙座、凤凰座、绘架座、双鱼座、南鱼座、船尾座、罗盘座、网罟座、天箭座、人马座、天蝎座、玉夫座、盾牌座、巨蛇座、六分仪座、金牛座、望远镜座、三角座、南三角座、杜鹃座、大熊座、小熊座、船帆座、室女座、飞鱼座、狐狸座。这个顺序是按照88个星座的英文名字首字母排列的。最后再说一句，现行的星座主要起源于古希腊神话，而希腊是看不到南天的部分星空的。因此北天的星座以希腊神话中的英雄、怪物等命名的较多，例如狮子座、猎户座等；而南半球的星空是在进入航海时代后才为北半球的人所知，因此多以那时刚出现的仪器命名，例如望远镜座、显微镜座等。　　出生月份、农历与太阳星座的如何对应 　　出生月份与太阳星座的对应如下，由于天体运行的轨道与公历历法有差异，不同年份会前后相差1-2天，与中国农历的二十四节气各个“节”之间的距离吻合，节气时间的计算准确至分钟（并非子时开始），亦是星座的界线，每年均有差异。　　　　星座名称 黄道带时间（一般认知） 恒星时间 太阳所在星座时间 对应的农历节气 　 　　　 白羊座 03月21日-04月19日 04月15日-05月15日 04月19日-05月13日 春分-谷雨前一天 　　　　金牛座 04月20日-05月20日 05月16日-06月15日 05月14日-06月19日 谷雨-小满前一天 　　　　双子座 05月21日-06月21日 06月16日-07月15日 06月20日-07月20日 小满-夏至前一天 　　　　巨蟹座 06月22日-07月22日 07月16日-08月15日 07月21日-08月09日 夏至-大暑前一天 　　　　狮子座 07月23日-08月22日 08月16日-09月15日 08月10日-09月15日 大暑-处暑前一天 　　　　处女座 08月23日-09月23日 09月16日-10月15日 09月16日-10月30日 处暑-秋分前一天 　　　　天秤座 09月24日-10月23日 10月16日-11月15日 10月31日-11月22日 秋分-霜降前一天 　　　　天蝎座 10月24日-11月21日 11月16日-12月15日 11月23日-11月29日 霜降-小雪前一天 　　　　蛇夫座 － － 11月30日-12月17日 　　　　射手座 11月22日-12月21日 12月16日-01月14日 12月18日-01月18日 小雪-冬至前一天 　　　　摩羯座 12月22日-01月19日 01月15日-02月14日 01月19日-02月15日 冬至-大寒前一天 　　　　水瓶座 01月20日-02月18日 02月15日-03月14日 02月16日-03月11日 大寒-雨水前一天 　　　　双鱼座 02月19日-03月20日 03月15日-04月14日 03月12日-04月18日 雨水-春分前一天 　　　　这只是时间表，12星座一般指的是黄道12星座（黄道带时间），即没有蛇夫座。　　什么是彗星 　　是星际间物质，俗称“扫把星”。在《天文略论》这本书中写道：彗星为怪异之星，有首有尾，俗象其形而名之曰扫把星。彗星是由冰和少量岩石组成的小天体，平均物质密度只有10-1000千克/立方米，天文学家们把彗星形象地称为“脏雪球”。在一般的情况下，彗星都在太阳系的边缘地区，这时即使被观测到，也与极其微弱的恒星相似，看不出细致的结构。但当其逐渐接近太阳的时候，由于太阳的热辐射、太阳风和太阳光压作用的加大，尤其当它进入火星轨道区域以后，表面物质挥发形成彗尾，表现出其独特的结构。　　彗星有多少颗有什么作用 　　迄今发现的彗星共有1800多颗，它们中的大部分和我们仅有一面之缘，匆匆绕过太阳后，便沿着抛物线或双曲线一去不返了。科学家们一直对彗星感兴趣，因为彗星被认为是我们太阳系里最古老最原始的天体，其物质构成与太阳系形成前的星云类似。这种星云后来坍塌形成太阳和行星，因此它含有46亿年前太阳和行星形成时的尘埃和气体。科学家们认为，形成地球生命的原始物质很可能是在彗星撞击地球时带到地球上来的，彗星为科学家研究太阳系和地球上生命的形成提供了一个窗口。　　彗星的起源 　　彗星的起源是个未解之谜。有人提出，在太阳系外围有一个特大彗星区，那里约有1000亿颗彗星，叫奥尔特云，由于受到其它恒星引力的影响，一部分彗星进入太阳系内部，又由于木星的影响，一部分彗星逃出太阳系，另一些被“捕获”成为短周期彗星；也有人认为彗星是在木星或其它行星附近形成的；还有人认为彗星是在太阳系的边远地区形成的；甚至有人认为彗星是太阳系外的来客。　　什么是哈雷彗星多少年能观察一次彗星 　　是以英国天文学家哈雷命名的，哈雷彗星每76年回归一次，绝大部分时间深居在太阳系的边陲地区，即使用现代最大的望远镜也难以搜寻到它的身影。地球上的人们只有在它回归时有三四个月的时间能够见到它。一般来说，人的寿命只有70岁左右，因此一个人很少能两次看到哈雷彗星。只有一些“老寿星”才有这种机会，第一次看到它是在牙牙学语的幼年，而第二次看到它就到了步履蹒跚的晚年了。1910年哈雷彗星非常亮，达-3.3等;1986年哈雷彗星星很暗，几乎看不到。　　彗星的公转周期是多少 　　哈雷彗星的平均公转周期为76年， 但是你不能用1986年加上几个76年得到它的精确回归日期。主行星的引力作用使它周期变更，陷入一个又一个循环。非重力效果（靠近太阳时大量蒸发）也扮演了使它周期变化的重要角色。在公元前239年到公元1986年，公转周期在76.0（1986年）年到79.3年（451和1066年）之间变化。最近的近日点为公元前11年和公元66元。哈雷彗星在众多彗星中几乎是独一无二的，又大又活跃，且轨道明确规律。这使得Giotto飞行器瞄准起来比较容易。但是它无法代表其他彗星所具有的公性。　　简述天文学发展的历史 　　1.许多早期的关于宇宙的看法都是将地球摆在所有物体的中心。从古希腊到印度和中国，许多文化发展了地心说或者被称之为地球中心论这样的对宇宙的观点。这个幻想毕竟很强烈。地球感觉上非常像是固定的，天上的光每天每夜都绕着它转。  　　2.最先受亚里士多德影响，许多古希腊人区分了天地的领域：天在上面地在下面。对于亚里士多德来说，地球上的所有东西都由四种元素组成：土地，空气，火和水。天上的太阳，月亮和已知的五大行星也被装在了水晶球里。这些球体被包含所有恒星的天球包含。它们都绕着地球转圈。它们必须作圆轨道运动，亚里士多德说，因为圆是完美的。而天上的东西都是以完美的方式运动。这些天体和它们的水晶球是由五种元素组成的，或称为五种精华。在它们下面属于地球的领域。有一条恒定的规律，就是出生，死亡和腐烂。但是在天空的领域，所有的东西的都是纯净的，无瑕疵的，永恒不变的。天上在外表上看永远是平静的，不变的。一切都是完美的。　　3.亚里士多德的宇宙图是优雅的，但是不够精确。古中国的天空观测者不知道亚里士多德的这些论断，因此也没有受到亚里士多德的影响。他们观测并且记录下了天空的变化。这些包括被假设为无瑕疵的太阳上的黑子的出现和消失。彗星像扫把一样划过天空，客星突然间发光，以至于白天也能看到。（西方人肯定也看到过这种现象，但是当时最好的做法是保持沉默，不要让自己的言论与哲学的伟人们矛盾）如果出现一次观测，非常明显并且非常持久，那么就不可能忽略掉它。　　4.一些行星的表现不够“规矩”。经常搞观测的人都知道在一定的时间在自己轨道上运行的火星，木星，土星会停止它们一贯的向东行进而改为一个U形的弯运动。即有的时候向西运动，然后再作一个U型弯运动。最后才改回到原来的向东行进。更糟糕的是，这些退行，环形或者Z型运动几乎没有相同的形状和大小。为了保留亚里士多德的天体运动的假设，大量的天文学家，哲学家和数学家在试图保留亚里士多德的“宗教”假设（天上的物体必须做完美的圆轨道运动）的前提下试图解释这个复杂的运动。　　5.托勒密的复杂天球机器。公元二世纪，一位希腊的数学家，天文学家托勒密继承了亚里士多德的理论体系，并且在外层行星的大球上加了一些小球（本轮）。这样表示外层的行星在小球上运动，而它们的中心又在主水晶球上绕着地球转动。加上的这些小球（总共有80个）是为了解决观测上出现的退行现象。用这种聪明的方法，托勒密和他的同事们就既能解释外层行星的退行现象又能使它们符合圆周运动。这种模型在西方整整统治了14个世纪。　　6.在16世纪，一个羞涩的波兰传教士发起了革命，并且改变了宇宙。在接下来的几个世纪里，仍然有人对托勒密的大环套小环的复杂模型不满意。尼古拉斯哥白尼有着数学功底和敏锐的洞察力，他准备做点什么。他意识到他可以去除掉托勒密系统中的本轮，只要通过一点点改变就能使这个复杂的系统变得简单得多。这个办法就是把地球从中心的位置剔除，把太阳放在那里，并且让地球也像其他行星一样绕着太阳转。这样的解决办法很简单，但是要借助大量的数学。这就是所谓日心说的宇宙模型。　　7.托勒密体系之所以很长的时间内都有很高的地位是因为宗教原因。哥白尼很小心，他没有立即站出来说他的新观念是正确的。因为那样只能使当权者不高兴，甚至威胁到自己的健康。他只是简单的把它带给世界，作为一本“数学练习”带个罗马教皇统治下的世界。因为不准备去冒险，哥白尼直到去世的时候才将它发表。　　8.意大利天文学家伽利略找到了支持哥白尼模型的证据。对亚里士多德和他的追随者们，科学顶多是建立在科学实验的纯粹推理上。而对于伽利略来说，证据就在布丁里，如果你想知道天空的机制是什么，你的布丁就在天上。听说了一种可以使远处物体在近处看的很清楚的装置（望远镜）之后，伽利略造了许多自己设计的望远镜，并且把它们对准了天空。他记录下月亮其实很不完美，不像众多哲学家相信的那样，月亮上既有高山又有深谷。伽利略还记录了太阳的黑子。并且发现了木星的四颗卫星。最后，他观测了金星，它像地球的卫星月亮，并且也有相的变化。这个发现听起来就是亚里士多德和托勒纳米体系的丧钟。因为能看到金星的相的变化，金星就必须绕着太阳转，而不是地球。然而伽利略的发现在他的那个年代并不受欢迎。更喜欢亚里士多德和托勒密体系的教廷迫使他放弃自己的观点，并且在他的后半生软禁了他。　　9.两位与伽利略同时代的人也帮助摧毁了亚里士多德的水晶球系统。伽利略有力的打击了亚里士多德的宇宙体系，并且证明了哥白尼的理论是正确的。但是即使是哥白尼也没有完全抛弃宇宙中所有的运动都是圆运动的观念。第谷，伽利略同时代的一个人，在他的工作里没有使用望远镜，但却给出了那个年代行星运动最精确的测量法。他的合作人，稍微有点神秘兮兮但却是一位精明数学家的开普勒，通过观测来检查行星运动。他的工作比任何前人做的都要好。　　10.开普勒首先提出行星绕太阳作椭圆轨道运动。当他检查第谷数据的时候，他意识到行星不能像人们想象的那样绕着太阳作圆轨道运动，取而代之的应该是椭圆轨道运动。开普勒还提出了今天所有行星遵循的行星运动三大定律。下面是开普勒的行星运动的三大定律：　　1)行星绕太阳作椭圆轨道运动，太阳在椭圆的一个焦点上。　　2)行星不是以恒定速度绕太阳运动的，行星距离太阳越近，运动的越快。　 　3)距离太阳越近的行星，它绕太阳转一圈所用的时间就越短。　　11.一个叫伊萨克牛顿的天才把开普勒的工作推进了一步。在伽利略去世的那年，伊萨克牛顿出生了。开普勒提出了行星绕太阳作椭圆轨道运动而不是圆轨道运动，这符合事实，但他自己却不知道为什么。牛顿发明了数学的一个分支——微积分学，并且以它为工具，以一种今天我们称之为引力的力来解释物体的运动。　　12.牛顿很可能从来没有像传奇中说的那样被苹果砸到。但是他很可能确实看到过苹果从树上掉下来，这激发了他对引力的思考。那么这种看不见的力既然能到达树上把苹果拉到地上，为什么它不能到达月球把月球拉到地球上来呢？用数学描述引力的行为，牛顿可以证明相同性质的力确实控制着苹果，月球以及宇宙中其他所有运动物体。通过极其敏锐的洞察力，牛顿说明了引力是普遍存在的力，并且用数学语言给出了这个统治宇宙中所有运动物体的力的精确表达式。他不只说明了我们在地球上经受的物理现象与宇宙中其他地方也是一样的，还表明了人类有能力了解这种力。　　13.除了万有引力定律，牛顿还描述了三大运动定律。　　1)如果没有外力作用，一个物体将保持静止或匀速直线运动。　　2)如果一个拉力或推力作用在一个物体上，它将改变物体的速度或速度的方向。　　3)如果一个物体对另一个物体施加力的作用，那么它将受到等量的反向的力的作用。　　这些定理控制一切，从曲棍球到赛车，从宇宙飞船到绕太阳运动的行星。　　14.在20世纪初期，爱因斯坦又突破了牛顿的体系。普通物质和96%的暗物质。但事实上，观测从来就没有与此相符合过。虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差，但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值，而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。　　　　当意识到没有足够的物质能来解释宇宙的结构及其特性时，暗能量出现了。暗能量和暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。从微观上讲，它们的组成是完全不同的。更重要的是，像普通的物质一样，暗物质是引力自吸引的，而且与普通物质成团并形成星系。而暗能量是引力自相斥的，并且在宇宙中几乎均匀的分布。所以，在统计星系的能量时会遗漏暗能量。因此，暗能量可以解释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差异。之后，两个独立的天文学家小组通过对超新星的观测发现，宇宙正在加速膨胀。由此，暗能量占主导的宇宙模型成为了一个和谐的宇宙模型。最近威尔金森宇宙微波背景辐射各向异性探测器（Wilkinson Microwave Anisotrope Probe，WMAP）的观测也独立的证实了暗能量的存在，并且使它成为了标准模型的一部分。　　　　暗能量同时也改变了我们对暗物质在宇宙中所起作用的认识。按照爱因斯坦的广义相对论，在一个仅含有物质的宇宙中，物质密度决定了宇宙的几何，以及宇宙的过去和未来。加上暗能量的话，情况就完全不同了。首先，总能量密度（物质能量密度与暗能量密度之和）决定着宇宙的几何特性。其次，宇宙已经从物质占主导的时期过渡到了暗能量占主导的时期。大约在“大爆炸”之后的几十亿年中暗物质占了总能量密度的主导地位，但是这已成为了过去。现在我们宇宙的未来将由暗能量的特性所决定，它目前正时宇宙加速膨胀，而且除非暗能量会随时间衰减或者改变状态，否则这种加速膨胀态势将持续下去。　　　　暗物质的踪迹 　　　　暗物质是相对可见物质来说的。所谓可见物质，除发射可见光的物质外，还包括辐射红外线等其他电磁波的物质。虽然宇宙中的可见物质大部分不能用肉眼直接看到，但探测它们发出的各种电磁波就可以知道它们的存在。暗物质不辐射电磁波，但有质量。　　　　科学家为什么会提出“暗物质”这个概念？宇宙中有没有暗物质？  　　　　在物理学中，把状态变化的“转折点”成为“临界点”，比如水变成冰，温度临界值（或者说“临界点”）为0℃。宇宙学的研究认为，宇宙中物质的平均密度，与决定宇宙是膨胀还是收缩的临界值，相差不会超过百万分之一。可是，宇宙中发可见光的恒星和星系的物质总量不到临界值的1%，加上辐射其他电磁波的天体，如行星、白矮星和黑洞等，最多也只有临界值的10%。　　　　现已知道，宇宙的大结构呈泡沫状，星系聚集成“星系长城”，即泡沫的连接纤维，而纤维之间是巨大的“宇宙空洞”，即大泡泡，直径达1~3亿光年。如果没有一种看不见的暗物质的附加引力“帮忙”，这么大的空洞是不能维持的，就像屋顶和桥梁的跨度过大不能支持一样。　　　　我们的宇宙尽管在膨胀，但高速运动中的个星系并不散开，如果仅有可见物质，它们的引力是不足以把各星系维持在一起的。　　　　我们知道，太阳系的质量，99.86%集中在太阳系的中心即太阳上，因此，离太阳近的行星受到太阳的引力，比离太阳远的行星大，因此，离太阳近的行星绕太阳运行的速度，比离太阳远的行星快，以便产生更大的离心加速度（离心力）来平衡较大的太阳引力。但在星系中心，虽然也集中了更多的恒星，还有质量巨大的黑洞，可是，离星系中心近的恒星的运动速度，并不比离得远的恒星的运动速度快。这说明星系的质量并不集中在星系中心，在星系的外围区域一定有大量暗物质存在。　　　　天体的亮度反应天体的质量。所以天文学家常常用星系的亮度来推算星系的质量，也可通过引力来推算星系的质量。可是，从引力推算出的银河系的质量，是从亮度推算的银河系质量的十倍以上，在外围区域甚至达五千倍。因而，在那里必然有大量暗物质存在。　　　　那么，暗物质是些什么物质呢？　　　　宇宙学研究发现，在宇宙大爆炸初期产生的各种基本粒子中，有一种叫做中微子的粒子不参与形成物质的核反应，也不与任何物质作用，它们一直散布在太空中，是暗物质的主要“嫌疑人”。　　　　但中微子在1931年被提出来以后，一直被认为质量为零。这样，即使太空是中微子的海洋，也不会形成质量和引力。曾有人设想存在一种“类中微子”，它的性质与中微子类似，但有质量。可是一直没有发现“类中微子”的存在。　　　　极小的中微子运动速度极高，可自由穿透任何物质，甚至整个地球，很难被捕找到。但中微子与物质原子和亚原子粒子碰撞时，会使他们撕裂而发出闪光。探测到这种效应就是探到了中微子。但为了避免地面上的各种因素的干扰，必须把探测装置（如带测量仪器并装有数千吨水的水箱）放在很深（如1000米）的地下。　　　　1981年，一名苏联科学家在试验中发现中微子可能有质量。近几年，日、美科学家进一步证实中微子有质量。如果这个结论能得到最后确认，则中微子就是人们寻找的暗物质。　　　　寻找暗物质有着重大的科学意义。如中微子确有质量，则宇宙中的物质密度将超过临界值，宇宙将终有一天转而收缩。关于宇宙是继续膨胀还是转而收缩的长久争论将尘埃落定。