天体是就宇宙间物质的存在形式而言的,是各种星体和星际物质的通称,例如恒星(包括太阳)、星云、行星(包括地球 火星)、卫星(包括月球)、小行星、彗星、流星等。
宇宙物质的任何集聚形成的各种天文研究对象。如在太阳系中的太阳、行星、小行星、卫星、彗星、流星体、行星际物质,银河系中的恒星、星团、星云、星际物质,以及河外星系、星系团、超星系团、星系际物质等。通过射电探测手段和空间探测手段所发现的红外源 、紫外源 、射电源、X射线源和γ射线源,也都是天体。人类发射并在太空中运行的人造卫星、守宙火箭、空间实验室、月球探测器、行星探测器、行星际探测器等则被称为人造天体。
天体的位置 天体在某一天球坐标系中的坐标,通常指它在赤道坐标系中的坐标(赤经和赤纬)。由于赤道坐标系的基本平面(赤道面)和主点(春分点)因岁差、章动而随时间改变,天体的赤经和赤纬也随之改变。此外,地球上的观测者观测到的天体的坐标也因天体的自行和观测者所在的地球相对于天体的空间运动和位置的不同而不同。天体的位置有如下几种定义:①平位置。只考虑岁差运动的赤道面和春分点称为平赤道和平春分点,由它们定义的坐标系称为平赤道坐标系,参考于这一坐标系计量的赤经 和赤纬称为平位置。②真位置。进一步考虑相对于平赤道和平春分点作章动的赤道面和春分点称为真赤道和真春分点,由它们定义的坐标系称为真赤道坐标系,参考于这一坐标系计量的赤经和赤纬称为真位置。平位置和真位置均随时间而变化,而与地球的空间运动速度和方向以及与天体的相对位置无关。③视位置。考虑到观测瞬时地球相对于天体的上述空间因素,对天体的真位置改正光行差和视差影响所得的位置称为视位置 。视位置相当于观测者在假想无大气的地球上直接测量得到的观测瞬时的赤道坐标。星表中列出的天体位置 通 常 是相对于某一个选定瞬 时(称为星表历元)的平位置。要得到观测瞬时的视位置需要加上:①由星表历元到观测瞬时岁差和自行改正。②观测瞬时的章动改正。③观测瞬时的光行差和视差改正。
天体的距离 地球上的观测者至天体的空间距离。不同类型的天体距离远近相差十分悬殊,测量的方法也各不相同。①太阳系内的天体是最近的一类天体,可用三角测量法测定月球和行星的周日地平视差;并根据天体力学理论进而求得太阳视差。也可用向月球或大行星发射无线电脉冲或向月球发射激光,然后接收从它们表面反射的回波,记录电波往返时刻而直接推算天体距离。②对于太阳系外的较近天体,三角视差法只对离太阳 100 秒差距范围以内的恒星适用。更远的恒星三角视差太小,无法测定,要用其他方法间接测定其距离。主要有:分析恒星光谱的某些谱线以估计恒星的绝对星等,然后通过恒星的绝对星等与视星等的比较求其距离 ;分析恒星光谱中星际吸收线强弱来估算恒星的距离;利用目视双星的绕转周期和轨道张角的观测值来推算其距离;通过测定移动星团的辐射点位置以及成员星的自行和视向速度来推算该星团的距离;对于具有某种共同特征的一群恒星根据其自行平均值估计这群星的平均距离;利用银河系较差自转与恒星视向速度有关的原理从视向速度测定值求星群平均距离。③对于太阳系外的远天体测量距离的方法主要有:利用天琴座RR型变星观测到的视星等值;利用造父变星的周光关系;利用球状星团或星系的角直径测定值;利用待测星团的主序星与已知恒星的主序星的比较;利用观测到的新星或超新星的最大视星等;利用观测到的河外星系里亮星的平均视星等;利用观测到的球状星团的累积视星等;利用星系的谱线红移量和哈勃定律等。
天体的形状和自转 由于天体不是质点,具有一定的大小和形状,天体内部质点之间的相互吸引和自转离心力使得天体的形状和内部物质密度分布产生变化,同时也对天体的自转运动产生影响。天体的形状和自转理论主要是研究在万有引力作用下天体的形状和自转运动的规律。
在天体的形状理论中,通常把天体看作不可压缩的流体,讨论天体在均匀或不均匀密度分布情况下自转时的平衡形态及其稳定性问题。目前研究得最深入的是地球的形状理论 ,建立了平衡形状的旋转椭球体,三轴椭球体等等地球模型 。近年来利用专用于地球测量的人造卫星所得的资料,正在与地面大地测量的结果相配合,以建立更精确的地球模型。天体的自转理论,主要是讨论天体的自转轴在空间和本体内部的移动以及自转速率的变化。其中,地球的自转理论现已讨论得十分详细。地球的自转轴在本体内部的运动形成地极移动(见极移);同时,地球自转轴在空间的取向也是变化的(见岁差,章动)。地球自转的速率也在变化,它既有长期变慢,使恒星日的长度每100年约增加1/1000秒左右,又有一些短周期变化和不规则变化(见地球自转)。
从最新的观测资料看,人们已观测到的离我们最远的星系是130亿光年。也就是说,如果有一束光以每秒30万千米的速度从该星系发出,那么要经过130亿年才能到达地球。这130亿光年的距离便是我们今天所知道的宇宙的范围。再说得明确一些,我们今天所知道的宇宙范围,或者说大小,是一个以地球为中心,以130亿光年的距离为半径的球形空间。当然,地球并不真的是什么宇宙的中心,宇宙也未必是一个球体,只是限于我们目前的观测能力,我们只能了解到这一程度。 在这个以130亿光年为半径的球形空间里,目前已被人们发现和观测到的星系大约有1250亿个,而每个星系又拥有像太阳这样的恒星几百到几万亿颗。因此只要做一道简单的数学题,你就不难了解到,在我们已经观测到的宇宙中拥在多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中,真如沧海一粟,渺小得微不足道。 一直以来, 天文学家和我们一样,想知道宇宙究竟有多大。最近,美国的太空网报道,经过艰苦的计算工作,天文学家发现宇宙超乎寻常的大,其长度至少为1560亿光年。“这样一个有关宇宙大小的发现,显然是以‘宇宙是球形的,是有限无边的’为前提条件的。”中国国家天文台的研究员陈大明在接受记者专访时说,“长期以来,宇宙学研究领域一直有这样一个争论,宇宙究竟是球形的、马鞍形的、还是平坦的。”北京师范大学副教授张同杰说:“国际主流宇宙学普遍认为宇宙是平坦的,是无限的。”那么,围绕宇宙的争论从何而来?理据何在?一种最为普遍的观点:在大爆炸之后,宇宙诞生了。“根据现代宇宙学中最有影响的大爆炸学说,我们的宇宙是大约137亿年前由一个非常小的点爆炸产生的,目前宇宙仍在膨胀。”陈大明研究员说,“这一学说得到大量天文观测的证实。”这一学说认为,宇宙诞生初期,温度非常高,随着宇宙的膨胀,温度开始降低,中子、质子、电子产生了。此后,这些基本粒子就形成了各种元素,这些物质微粒相互吸引、融合,形成越来越大的团块,这些团块又逐渐演化成星系,恒星、行星,在个别的天体上还出现了生命现象,能够认识宇宙的人类最终诞生了。宇宙是球形的、有限无边的?“认为宇宙是球形的观点在很长时间内存在着,尽管不是国际宇宙学界的主流。”陈大明介绍说,“它的每一次提出,都会引起人们的关注,就是因为这一观点很奇特。”一个最为明显的例子就是不久前,由美国数学家杰弗里·威克斯构建的宇宙模型:一个大小有限、形状如同足球的镜子迷宫。“形如足球”的模型令科学界震惊,因为这一学说宣称,宇宙之所以令人产生无边无界的“错觉”,是因为这个有限空间通过“返转”效应无限重复映现自身。威克斯认为,人们之所以感觉宇宙是无限的,是因为宇宙就像一个镜子迷宫,光线传过来又传过去,让人们发生错觉,误以为宇宙在无限伸展。这一惊人推断后来被《新科学家》杂志收录,同时作为一种“奇谈”在民间广为流传着。广义相对论预言的一种特别致密的暗天体。大质量恒星在其演化末期发生塌缩,其物质特别致密,它有一个称为“视界”的封闭边界,黑洞中隐匿着巨大的引力场,因引力场特别强以至于包括光子在内的任何物质只能进去而无法逃脱。形成黑洞的星核质量下限约3倍太阳质量,当然,这是最后的星核质量,而不是恒星在主序时期的质量。除了这种恒星级黑洞,也有其他来源的黑洞——所谓微型黑洞可能形成于宇宙早期,而所谓超大质量黑洞可能存在于星系中央。黑洞不让任何其边界以内的任何事物被外界看见,这就是这种物体被称为“黑洞”的缘故。我们无法通过光的反射来观察它,只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。虽然这么说,但黑洞还是有它的边界,即”事件视界(视界)”.据猜测,黑洞是死亡恒星的剩余物,是在特殊的大质量超巨星坍塌收缩时产生的。另外,黑洞必须是一颗质量大于钱德拉塞卡极限的恒星演化到末期而形成的,质量小于钱德拉塞卡极限的恒星是无法形成黑洞的
光是银河系就有几十亿甚至更多天体
整个宇宙有数十亿个甚至更多星系统
宇宙中究竟有多少天体?
宇宙是无限的,宇宙中的天体当然也是无限的了。