未来的天地枢纽——太空天梯
By 苏剑林 | 2010-10-22 | 25087位读者 | 引用漫话
BoJone认为,科学的意义并非在于无休止地计算,而是利用有限的科学理论来解释尽可能多的自然、生活现象。正因如此,科学家们追求和谐、简洁、优美的科学理论。科学就是想方设法地把未知变成已知,并在此基础上进一步发展。
随着媒体技术的发展,我们接触信息的渠道越来越多。每每我们从互联网或报纸上看到一则科学新闻时,我们几乎都会为之兴奋。但是,外行看热闹,内行看门道。对于真正热爱科学的朋友来说,也许会更加感兴趣新闻内容的来由。也就是说,我们希望进一步了解结论是怎样得出来的——哪怕只是在很浅的层面上认识。
科学空间:2010年12月重要天象
By 苏剑林 | 2010-12-04 | 20794位读者 | 引用从2007年初到今天,笔者编写的天象预报已经陪伴了大家四年。如今又是一年即将过去,就让笔者以回顾今年的精彩天象的方式作为本期的幵篇。虽然缺少了在我国境内可观测的日全食,但今年天象的精彩程度毫不逊于前两年。1月15日的日环食再次掀起了一股天文热,我国环食带内大部分地区的观测也非常成功。希望12月的月全食发生时东北地区的天气可以一如既往地天随人愿。暑期的英仙座流星雨依旧表现抢眼,相信大家必然对年末的双子座流星雨充满了期待。此外,6月26日的月偏食和8月中旬的四星伴月或许也给您留下了深刻的印象。彗星方面,非周期彗星C2009 R1相当惊艳,不但亮度一度达4等左右,在许多爱好者拍摄的照片中两条彗尾也清晰可见。10月103P彗星经过近日点,也达到了肉眼可见的亮度,但彗尾很不明显。总之,2010年不乏颇具看点的精彩天象,作为天文爱好者的你一定是收获颇丰。接下来,我们就来看看2010年最后一个月即将发生的精彩天象吧。
科学空间:2011年1月重要天象
By 苏剑林 | 2011-01-01 | 22673位读者 | 引用与前两年相比,即将到来的2011年,天空剧场似乎略显沉寂。全年都缺少观测条件较好的日食,几大著名的流星雨观测条件也普遍较差。然而年初的象限仪流星雨将会是个例外,并且当天还会有一次日偏食上演。此外,一月金星、水星这两颗地内行星的观测条件都不错。可以说,2011年的多数精彩天象将集中出现在年初的几天。当然,世界上并不缺少精彩,只是需要发现精彩的眼睛,新的一年里,我们的天象预报还将继续做您的眼睛,带您探寻、发现天空的精彩。
天象动态:
01日 金星距太阳: 46.8° W
02日 02:07 月合心宿二: 2.6° S
02日 22:32 水星合月: 4° N
04日 03:59 地球过近日点: 0.9833 AU
04日 09:14 象限仪座流星雨: ZHR = 120
04日 16:52 日偏食
08日 22:59 金星大距: 47° W
09日 21:59 水星大距: 23.3° W
15日 20:39 月合昴宿星团: 1.3° N
29日 07:53 月合心宿二: 2.7° S
30日 00:26 月球过最南点: 24.2° S
30日 11:36 金星合月: 3.7° N
《方程与宇宙》:三体问题和它的初积分(六)
By 苏剑林 | 2011-01-20 | 66418位读者 | 引用The Three Body Problem and its Classical Integration
很多天文爱好者都已经接触到了“二体问题”(我们在高中学习到的“开普勒三定律”就是内容之一),由于在太阳系中行星质量相对较小而且距离相对较远,应用“二体问题”的解对天体进行计算、预报等能够满足一定的近似需求。不过,如果需要更高精度的计算,就不能把其他行星的引力给忽略掉了,于是就产生了所谓N体问题(N-Body Problem),即N个质点尽在它们各自引力的相互作用下的运动规律问题。最简单的二体已经被彻底解决,而三体或更多体的问题则与二体大相径庭,因为庞加莱证明了,三体问题不能严格求解,而且这是一个混沌系统,任何微小的扰动都会造成不可预期的效果。
根据牛顿力学,选择惯性参考系,设三个质点分别为$M_1,M_2,M_3$,向径分别为$\vec{r_1},\vec{r_2},\vec{r_3}$,可以列出运动方程(以下的导数都默认是对时间t求导)
[SETI-50周年]茫茫宇宙觅知音
By 苏剑林 | 2011-02-03 | 21243位读者 | 引用转载自2011年1月的《天文爱好者》 作者:薛国轩
“多萝西计划”再探地外文明
据美国空间网站2010年11月13日报道,在人类“探索地外文明”(英文缩写为SETI)50周年纪念之际,世界多个国家的天文学家从本月起再度展开“且听外星人”的联合行动,以延续开始于1960年的“奥兹玛计划”。新的探索活动被命名为“多萝西计划”(Project Dorothy),已于11月5日正式启动,将持续整整一个月时间,来自澳大利亚、日本、韩国、意大利、荷兰、法国、阿根廷和美国的天文学家参与其中。他们将把大大小小的望远镜指向地球周围的一些星球,以期收听到外星人的“天外来音”。
[春礼]《方程与宇宙》:圆形限制性三体问题(七)
By 苏剑林 | 2011-02-04 | 25207位读者 | 引用平面圆形限制性三体问题运动方程及能量积分
plane circular restricted three-body problem
02.04有重要修正!!
寒假一个很大的目标就是能够在三体问题的周期轨道上有点突破,于是就出动了“向量”、“复分析”、“微分方程”等理论“核武”,遗憾的是,“有心栽花花不开”,到今天还是没有多少进展。不过俗语也说“无心插柳柳成荫”,也不错。今天回看《天体力学引论》中的“圆形限制性三体问题”,经过一番思考,利用这些天的思考方法重新推导出了其运动方程和能量积分,也算是“意外收获”在此作为春节礼物与大家分享。
所谓“圆形限制性三体问题”,就是指两个大质量天体(质点)在它们相互引力作用下做圆周运动,假设第三天体(质量趋于0)只受到这两个天体的引力作用而不影响两个天体运行的一种运动情况。由于普通三体问题无法积分,而这个“限制性模型”能够把问题化简不少(不过还是不能积分出来的),因此也得到了一定应用。它的应用条件是:第三体质量小(如当前航天器与地球、太阳)、短程。注意短程也是相当重要的条件之一,注意短程也是相当重要的条件之一,质量越小应用范围越大。要是质量大的话,就不能计算太长的路程。
施密特系统的校正镜方程求解
By 苏剑林 | 2011-02-11 | 33965位读者 | 引用非抛物面望远镜的校正镜方程求解
The Corrector Plate of Non-parabola Telescope
本文在牧夫天文论坛的讨论:
http://www.astronomy.ac/bbs/thread-160257-1-1.html
为了克服折射望远镜的色差问题,1670年,牛顿制造了第一台实用的反射式望远镜,将望远镜的主镜由玻璃透镜换成了抛物反射面,从而消除了色差。然而,相比球面镜,大口径的抛物面并不容易磨制。因为制作大球面镜只需要将曲率相等的小镜片相对自由组合在一起就行了,而抛物线每点的曲率并不相等,所以需要逐个磨制曲率不等的小镜片,并按照严格的顺序组合起来。这无疑大大增加了磨制难度。
为了解决这一难题,天文学家们想到了一个折衷的办法:以球面为主镜,并配以校正镜来校正球差。迎着这一思路,施密特望远镜随之而生。而当代的大望远镜基本上都是沿用这一思路。然而,校正镜是一个比抛物面更加复杂的四次曲面,磨制工艺要求更高,因此,校正镜也不宜过大。
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