三体世界科普百科 概述

序言：5岁时候特别痴迷天文学，工作后很多知识都忘了，最近看理论物理突然有小时候的感觉，希望能向孩子们学习，永远对宇宙充满热情，之所有选择半人马座α星这个三合星系统来做笔记，不仅因为它是人类最近的恒星系统，也是无数科幻小说（三体，阿凡达）描述的地方，更是希望整理人类目前对他了解的同时，能简单普及基础的天文学知识。资料收集整理来自于互联网和书籍，如有不正确之处，欢迎各个专家指正。

（一）概述

第一章节中您将掌握四个知识点

【知识点一】 天文学的距离描述方法

【知识点二】 天文学的亮度描述方法

【知识点三】 西方星座命名系统

【知识点四】 中国星宿命名系统

真实的三体世界

半人马座α星，又称南门二，位于天空南方的半人马座，是一颗三合星系统，是距离太阳最近的恒星系统。综合视星等为-0.27等（超过第四亮的大角星），绝对星等为4.4等。南门二也作为南十字星座最外围的指引而闻名，因为南十字星座的位置太过南边，所以大部分的北半球都看不到。传闻当年郑和下西洋，就是用它来指引方向。南门二是距离太阳最近的恒星系，只有4.37光年（约277,600天文单位）。比邻星（Proxima Centauri）通常被认为是这个恒星系的成员，距离太阳只有4.24光年。

【知识点一】 天文学的距离描述方法

• 光年

光年是长度单位，用来计量光在宇宙真空中沿直线传播了一年时间的距离，一般被用于衡量天体间的时空距离，其字面意思是指光在宇宙真空中沿直线传播了一年时间所经过的距离，是时间和光速计算出来的单位。

1年=31556925.9747秒，光速=299,792,458米/秒来计算，

1光年=9 460 528 404 879.3588126千米

• 天文单位

天文单位是天文学中计量天体之间距离的一种单位。以A.U.表示，其数值取地球和太阳之间的平均距离。

天文单位=149597870700米

2012年8月30日第28届国际天文学联合会大会发表了B2决议，全票通过更改天文单位的定义。规定将天文单位的长度确定为149597870700米，不再是一个不断变化的数值。

• 秒差距

秒差距是一种最古老的，同时也是最标准的测量恒星距离的方法。它是建立在三角视差的基础上的。从地球公转轨道的平均半径（一个天文单位，AU）为底边所对应的三角形内角称为视差。当这个角的大小为1秒时，这个三角形（由于1秒的角的所对应的两条边的长度差异完全可以忽略，因此，这个三角形可以想象成锐角三角形，也可以想象成等腰三角形）的一条边的长度（地球到这个恒星的距离）就称为1秒差距。

当θ 角（单位为弧度）→0时，sin θ → θ

1''=2π/（360*3600）（弧度）

1AU/1pc = sin 1'' ≈2π/(360*3600)

1pc=1AU/[2π/(360*3600)]=(360*3600/2π)*AU ≈ 206265AU，而1Au=1.496*10^8km，

因此，206265Au=3.08572*10^13km，1光年=365*24*3600*300000=9.4608*10^12km,

所以，1Pc/1光年=3.08572*10^13/9.4608*10^12=3.2616，即1pc=3.2616光年

【大话三体世界】

目前人类最快的飞行器，旅行者1号在经过引力加速到达的速度，一秒钟就飞行66.27公里，有多快 ，上海到北京就20秒！

A：那我们去三体世界吧，要多久？

B：73000年！

A: mmp！

B: 怎么这么远，我们科技这么弱吗！

A: 你以为呢！

我们观察的三体世界

仰望星空，肉眼所及，有大概7000颗恒星，所有都是分布在我们银河系中。有的亮，有的暗，他们距离不同，能量不同。

三体世界所在的半人马座恒星系统，是全天第三亮的恒星。这里我们使用了一个概念视星等。

【知识点二】 视星等与绝对星等

视星等（Apparent magnitude，符号：m）最早是由古希腊天文学家喜帕恰斯制定的，他把自己编制的星表中的1022颗恒星按照亮度划分为6个等级，即1等星到6等星。1850年英国天文学家普森发现1等星要比6等星亮100倍。根据这个关系，星等被量化。重新定义后的星等，每级之间亮度则相差2.512倍，1勒克斯（亮度单位）的视星等为-13.98。但1到6的星等并不能描述当时发现的所有天体的亮度，天文学家延展本来的等级──引入“负星等”概念。这样整个视星等体系一直沿用至今。如牛郎星为0.77，织女星为0.03，除了太阳之外最亮的恒星天狼星为−1.45，太阳为−26.7，满月为−12.8，金星最亮时为−4.89。现在地面上最大的望远镜可看到24等星，而哈勃望远镜则可以看到30等星。因为视星等是人们从地球上观察星体亮度的度量，它实际上只相当于光学中的照度；因为不同恒星与地球的距离不同，所以视星等并不能指示出恒星本身的发光强度。

勒克斯，照度单位，为距离一个光强的1cd的光源，在1米处接受的照明强度。

绝对星等

绝对星等（Absolute magnitude,符号：M）是假定把恒星放在距地球10秒差距（32.6光年）的地方测得的恒星的亮度，用以区别于视星等（Apparent magnitude，m）。它反映天体的真实发光本领。此方法可把天体的光度在不受距离的影响下，作出客观的比较。

如果绝对星等用M表示，视星等用m表示恒星的距离化成秒差距数为r，那么M=m+5-5lgr

如果已知天体的视星等m和距离d，那么可以根据下式得出天体的绝对星等M：

例子 ：M参宿七= 0.18 + 5*log10(32.616/773) = -6.7