2.E：观测天空——天文学的诞生（练习）

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Nov 1, 2022
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- 2.4: 现代天文学的诞生
- 3: 轨道和重力

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为了进一步探索

文章

古代天文学

Gingerich，O. “从阿里斯塔丘斯到哥白尼。” 天空与望远镜（1983 年 11 月）：410。

Gingerich，O. “伊斯兰天文学。” 《科学美国人》（1986年4月）：74。

天文学和占星术

Fraknoi，A. “你的占星术防御套件。” 天空与望远镜（1989 年 8 月）：146。

哥白尼和伽利略

Gingerich，O. “伽利略和金星的各个阶段。” 天空与望远镜（1984 年 12 月）：520。

Gingerich，O. “伽利略是如何改变科学规则的。” 天空与望远镜（1993 年 3 月）：32。

Maran、S. 和 L. Marschall “月亮、望远镜和现代世界的诞生。” 天空与望远镜（2009 年 2 月）：28。

索贝尔，D. “异教徒的女儿：一封惊人的信件揭示了伽利略的新肖像。” 《纽约客》（1999年9月13日）：52。

网站

古代天文学

萨摩斯的 Aristarchos：http://adsabs.harvard.edu//full/seri...00029.000.html。作者：艾伦·巴顿博士。

克劳迪乌斯·托勒密：www-history.mcs.st-and.ac.uk/... s/Ptolemy.html。一本有趣的传记。

罗得岛的 Hipparchus：www-history.mcs.st-andrews.ac... ipparchus.html。一本有趣的传记。

天文学和占星术

占星术与科学：http://www.astrology-and-science.com/hpage.htm。这是认真研究占星术问题并研究其是否有效的最佳地点.

星空中的真实浪漫：http://www.independent.co.uk/voices/...s-1527970.html。1995 年报纸评论攻击占星术。

哥白尼和伽利略

伽利略伽利略：www-history.mcs.st-andrews.ac... s/Galileo.html。一本不错的传记，还有其他链接。

伽利略项目：http://galileo.rice.edu/。莱斯大学关于伽利略的信息库。

Nicolaus Copernicus：www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~... opernicus.html。一本传记，其中包含有关他一生的照片的链接。

视频

天文学和占星术

占星术被揭穿：https://www.youtube.com/watch?v=y84HX2pMo5U。科学家和魔术师对占星术持怀疑态度的汇编（9:09）。

哥白尼和伽利略

伽利略：http://www.biography.com/people/galileo-9305220。简短的传记（2:51）。

伽利略的《天堂之战》：https://www.youtube.com/watch?v=VnEH9rbrIkk。 PBS 上的 NOVA 剧集 (1:48:55)

Nicolaus Copernicus：http://www.biography.com/people/nico...rnicus-9256984。他的生活和工作概述（2:41）。

协作小组活动

与您的小组一起，考虑一下我们在本章开始时提出的问题。你能想到多少种方法向 “Flat Earth Society” 的成员证明我们的星球确实是圆的？
列出对占星术的信念（即你的人生道路或个性由你出生时太阳、月亮和行星的位置控制的观念）可能对个人或整个社会造成伤害的方式。
让小组成员将他们的经历与夜空进行比较。你看见银河系了吗？你能识别任何星座吗？列出为什么你认为今天了解夜空的人比古希腊人少得多的原因。讨论为什么一个人今天可能想熟悉夜空的原因。
星座纪念伟大的英雄、危险或命名者的传说中的事件。假设我们今天必须从头开始，命名天空中星星的图案。你会选择用一个星座、他或她来纪念谁或什么，以及为什么（从历史上的人开始；那么如果你有时间，也包括活着的人）？您的小组成员能否就任何选择达成共识？
尽管天文神话不再对现代想象具有强大的影响力，但我们仍然可以从市场上具有天文名称的产品数量中找到天文图像力量的证据。你的小组能想出多少？（想想银河系糖棒、Eclipse 和 Orbit 口香糖或彗星清洁剂之类的东西。）

查看问题

在一年的时间里，你可以从地球上的哪个地方观测所有的恒星？从北极可以看到多少部分天空？
给出四种方法来证明地球是球形的。
根据地心和日心宇宙学，解释为什么我们看到行星的逆行运动。
哥白尼和伽利略的作品与古希腊人及其同时代人的观点有什么不同？
伽利略的四项发现对天文学很重要？
解释用于确定恒星亮度的幅度标识的起源。为什么它看起来会倒退，数字越小表示恒星越亮？
Ursa Minor 包含极星、北极星和被称为 “小北斗七星” 的星座。从北半球的大多数地方来看，Ursa Minor 中的所有恒星都是环极的。这是否意味着这些恒星在白天也在地平线之上？解释一下。
太阳相对于固定恒星每天移动多少度？太阳需要多少天才能恢复到相对于固定恒星的原始位置？
相对于固定恒星，月球每天移动多少度？月球需要多少天才能恢复到相对于固定恒星的原始位置？
解释黄道星座与其他星座有何不同。
太阳曾经被认为是一颗行星。解释原因。
黄道和天赤道是一样的吗？解释一下。
什么是星座？你能举个例子吗？
毕达哥拉斯为什么认为地球应该是球形的？
亚里士多德是如何推断出太阳比月球离地球更远的？
亚里士多德用哪两种方式推断出地球是球形的？
Hipparchus 是如何发现被称为进动的地球轴心摆动的？
为什么托勒密必须为行星引入多个运动圈，而不是一个简单的圆来表示行星绕地球的运动？
哥白尼为什么要开发一个全新的行星位置预测系统？请提供两个理由。
起初，哪两个因素使天文学家难以在哥白尼日心模型和托勒密地心模型之间做出选择？
如果地心模型正确，金星会显示什么相？

思想问题

描述一种确定在一年中任何时候在哪个星座中发现太阳的实用方法。
天文学家今天定义的星座是什么？天文学家说 “我昨晚在猎户座看见一颗彗星” 是什么意思？
根据日心宇宙学，画一张图片，解释为什么金星会像月球一样经历各个阶段。从地球上看，木星也会经历各个阶段吗？为什么？
用一张简单的图表显示飞船在球形地球上从你身边航行时是如何首先消失的。使用同样的图表来说明为什么旧帆船上的瞭望台从标头看得比从甲板上看得更远。如果地球是平坦的，在桅杆上张贴瞭望台有什么好处吗？（请注意，哥伦布和他那个时代的其他水手非常熟悉这些关于球形地球的航海论点。）
古代天文学家没有观察到恒星的视差。这个事实如何与日心假说相吻合？
你为什么认为这么多人仍然相信占星术并花钱在占星术上？这样的信仰体系能满足什么心理需求？
以三种宇宙学视角为例：地心视角、日心视角和现代视角，其中太阳是数十亿星系中一个星系郊区的小恒星。讨论每种观点的一些文化和哲学含义。
北天极出现在高于地平线的高度，等于观察者的纬度。识别北极星，北极星，它离北极很近。测量它的高度。（这可以用量角器来完成。或者，你的拳头以手臂的长度伸展，跨越的距离大约等于 10°。）将此估计值与您的纬度进行比较。（请注意，这项实验在南半球不容易进行，因为北极星本身在南方看不见，南天极附近也没有明亮的恒星。）
支持地心模型的两个论点或证据是什么？
尽管哥白尼系统将太阳置于所有行星运动的中心在很大程度上是正确的，但该模型对行星位置的预测仍然不准确。解释哥白尼模型中阻碍其准确性的缺陷。
在火星逆行循环中，你会期望火星在天空中比平时更亮，亮度差不多，还是天空中比平时更微弱？解释一下。
吉萨大金字塔建于将近 5000 年前。在金字塔内，考古学家发现了一条从中央房间通向金字塔的竖井，其方向是可以很好地观察当时明亮的图班恒星。考虑到地球的进动，解释为什么图班可能是古埃及人的重要恒星。
为高纬度的观察者解释为什么更多的恒星是环极的。
从你的纬度来看，天空中北天极的高度是多少？如果你不知道自己的纬度，那就往上查一下。如果你在南半球，请回答这个关于南天极的问题，因为从你的位置看不到北天极。
如果你要开车去当前位置以南的某个城市，天空中天极的高度会发生怎样的变化？
Hipparchus本可以警告我们，与每个出生占星术太阳星座相关的日期最终都是错误的. 解释原因。
解释反对占星术有效性的三行证据。
伽利略在木星上发现了什么，这使人们对排他性地心主义产生了怀疑？
伽利略在金星上发现了什么，这使人们对地心主义产生了怀疑？

自己搞清楚

假设 Eratosthenes 发现，在亚历山大，夏季第一天的中午，通往太阳的线与垂直线成了 30° 的角度。那么，他会为地球的周长找到什么呢？
假设 Eratosthenes 关于地球周长的结果相当准确。如果地球的直径为12,740千米，那么他的体育场的长度是多少（以千米为单位）？
假设你在一个奇怪的星球上，在夜间观察到恒星不是升起和落下，而是平行于地平线旋转。接下来，你沿着恒定方向行走 8000 英里，在地球上的新位置，你会发现所有恒星都从东部直线上升，在西部直线向下落下，垂直于地平线。如果不进行进一步观测，你怎么能确定行星的周长？这个星球的周长是多少，以英里为单位？