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        不可不知的北斗故事

        2017-08-22 02:50:28
        探索科學 2017年8期
        關鍵詞:斗柄北斗七星北極星

        不可不知的北斗故事

        天上的星星參北斗

        “北斗”的名稱起源于夏、商、周時期,非常像商代時期盛酒用的斗。到了我國漢朝,《史記?天官書》里記載北斗座是天帝的輦車,在天空的正中運轉(zhuǎn),制衡四方。區(qū)分晝夜,確定四季,調(diào)節(jié)五行,更換節(jié)氣,決定天文歷法。

        在當代,我國民間仍流傳著“天上的星星參北斗”的說法,一位詞作者將這句話編入了歌曲中,曾經(jīng)流傳一時。“參”是參見、參拜的意思。這句話透露出人們的美好理想:天帝坐著北斗七星出巡,天上的群星一定會恭敬地向乘坐在里面的天帝行禮。從這里也可以看出北斗七星在人們心目中的重要性。有了車,那么,象征帝王的星星,又是哪顆呢?別著急,咱們慢慢講。

        “北斗”由北方夜空中接近北極點的七顆星星組成,又稱“北斗七星”“北辰”?!氨倍菲咝恰苯M成的形狀如舀水的斗勺,前四顆星連接起來稱斗魁;后三顆星組成的圖形像是斗勺的柄,又稱斗柄、斗杓(sháo)。北斗上的七顆星星,中國的古人將它們分別命名為:天樞、天璇、天璣、天權、玉衡、開陽和搖光。

        三維星空背景 地球背景顯示的是天上的星星,里邊有北極星、小熊座、大熊座。——圖片由北京航天慧海系統(tǒng)仿真科技有限公司提供

        古希臘的航海家到達北極地區(qū)后,他們產(chǎn)生的第一個感性認識是:那里是熊的世界。于是把北極地區(qū)稱為“大熊國”,把“大熊國”上空的七顆亮星稱為“大熊星座”。在希臘星座中,北斗七星是大熊座的主星,分別命名為大熊座α、大熊座β、大熊座γ、大熊座δ、大熊座ε、大熊座ζ和大熊座η。

        為了衡量星星的明暗程度,天文學家創(chuàng)造出了“星等級”這個概念。星等值的數(shù)字越小,星星就越亮;星等值的數(shù)字越大,它的光就越暗。北斗七星中,“玉衡”最亮,近乎一等星;“天權”最暗,是一顆三等星。其他五顆星都是二等星。在“開陽”附近有一顆很小的伴星,叫“輔”,它以美麗、清晰的外貌引起人們的注意。據(jù)說,古代阿拉伯人征兵時,把它當作測試士兵視力的“測目星”。

        說到北斗七星,必談北極星

        北斗七星中的天璇和天樞兩星,有特別的用處:從“天璇”過“天樞”向外延伸一條直線,約五倍的距離,就到達北極星?!皾M天星斗”中的“斗”和“日月星辰”中的“辰”指的都是北極星,從亮度來說,是二等星。

        北極星是小熊星座的主星,離地球約400光年(我們現(xiàn)在看到的北極星的光,是北極星在400年前發(fā)出來的光。),它離北天極很近,幾乎在地球自轉(zhuǎn)軸延長線方向上。在漢朝時期建立的星官體系中,將北極星當作天上的“帝王”,把北斗七星當作帝王出巡乘坐的馬車,將整個北極區(qū)域看作王權的象征。古人的思想也很好理解,一方面,從地球上看,北極星的位置幾乎不變;另一方面,地球要不停地自西向東自轉(zhuǎn)。這兩樣放到一起去看,有沒有那種天上的眾星都圍繞北極星旋轉(zhuǎn)的感覺呢?難怪我國古人會有“天上的星星參北斗”的說法。

        北斗指示方向、時間和季節(jié)

        至少在公元前10世紀之前,中國、古巴比倫、古埃及、古希臘等國的先民,開始了各具特色的天文觀測。

        指示方向:

        在相當長的一個時期內(nèi),人們把北極星作為正北方向的參照目標,居住在北半球的人用它來指明方向。約600年前,中國古人通過測量北極星的高度,換算出相應的地球緯度:北極星和地平面之間夾角的度數(shù),就是當?shù)氐木暥?。例如:北?0度地區(qū)看到的北極星與地球之間的夾角就是40度。

        站在地球的北極,北極星便位于頭頂?shù)恼戏?。在北半球的其他地方,人們看到的北極星永遠在正北方的位置上。而在南半球的人們是看不到北極星的。

        北極星和地平面之間夾角的度數(shù),就是觀測者所在的緯度。例如:在北緯40地區(qū),看到的北極星與地球之間的夾角就是40度。

        指示時間:

        如果經(jīng)常觀測星象,會發(fā)現(xiàn)北斗七星的斗柄指向也會出現(xiàn)變化,也就是“斗轉(zhuǎn)星移”。天黑時如果斗柄指向右(東),午夜時斗柄就向上(南),而在黎明前,斗柄已經(jīng)向左(西)了。

        北斗以北極星為中心作周日視運動。一小時轉(zhuǎn)15度,24小時轉(zhuǎn)一周,即一天,宛如位于北天的“大鐘表”,不過是24小時制,而且運轉(zhuǎn)的方向與普通鐘表正相反。

        所有恒星包括北斗七星都在圍繞北極星轉(zhuǎn)動,一天轉(zhuǎn)一圈,這種周日視運動使得北斗七星的斗柄就像鐘表的指針一樣轉(zhuǎn)動,4分鐘轉(zhuǎn)一度,24小時轉(zhuǎn)一圈。

        地球一方面每天自轉(zhuǎn)一周,另一方面又環(huán)繞太陽每年公轉(zhuǎn)一圈,因此,北斗七星返回相同位置的時間,就會每天提早4分鐘,一個月提早2小時。如果在相同的時間觀察北方星空,那么由北斗七星的指向和方位,就可以判斷季節(jié)的變遷,從而把它當成月歷使用。

        周日視運動

        由于地球每天自西向東自轉(zhuǎn)一周,造成了太陽每天早上從東方升起,晚上又從西方落下的自然現(xiàn)象。因為這種現(xiàn)象是地球自轉(zhuǎn)造成的人的視覺效果,所以天文學上把太陽的這種運動叫周日視運動。

        指示季節(jié):

        如果在每天晚上同一時刻觀測,則會發(fā)現(xiàn)在一年中不同的日子,北斗七星的斗柄指向也不相同。我國古代人民根據(jù)北斗的位置變化來確定季節(jié):“斗柄東指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬”。

        北斗七星組成的圖案,一直都是斗勺的嗎?

        宇宙間一切物體都處在運動變化之中??茖W家們發(fā)現(xiàn),組成北斗七星的7顆恒星距離地球的遠近各不相同,在60~200光年之間。北斗七星各自運行的方向和速度也不盡相同,五顆星以大致相同的速度朝著一個方向運動,搖光和天樞向遠離其他五顆恒星的方向緩慢地相對運動。在接下來的10萬年間,恒星的相對運動會使得北斗七星的外觀逐漸改變,10萬年以后,我們可能就看不到這種斗勺形狀了。

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