公民科学素质知识200问（一）

问：地球围绕太阳转一圈的时间为一天吗？

答：不是，是一年。

地球有两种重要运动形式，公转和自转。地球围绕太阳转一圈称 为地球公转，即地球按一定轨道围绕太阳转动。地球绕太阳公转一圈 的时间是一年。地球自转是地球绕自转轴自西向东的转动，地球自转一圈的时间就是一天。地球公转产生了春夏秋冬四季的交替，地球自 转产生了白天和黑夜的交替。

问：月光是月亮本身发的光吗？

答：不是。月亮本身不发光，是它反射太阳光而发亮，看上去好像它在发光。

在宇宙中，只有恒星才能发光。恒星是由炽热气体组成的、能自己发光的球状或类球状天体，在引力作用下产生核聚变，发光发热。月球是质量很小的固体岩石星球，没有能量可以支持它发光。

问：什么是远日点和近日点？

答：太阳系中的行星、小行星、彗星都是绕太阳旋转的，这些天体在运行轨道上距离太阳最远的那一点叫做远日点，距离太阳最近的那一点叫做近日点。

地球和太阳系中的每颗行星一样，都沿着自己的椭圆轨道环绕太阳旋转。地球在远日点时距离太阳15210万千米，近日点时14710万千米，两者相差500万千米，大约是l/30。地球在夏至后过远日点，通常在7月初；在冬至后过近日点，通常在1月初。

问：为什么地球近日点气温反而低，远日点气温反而高？

答：因为四季变化的主宰原因并不是距离太阳远、近造成的，而是由于地轴的倾斜。

近日点（1月初）地球离太阳近，地球从太阳获得的太阳辐射较多，但此时，太阳直射在南半球，南半球获得的太阳辐射比北半球多， 因此南半球是夏半年，北半球是冬半年，气温较低。而远日点（7月初） 地球离太阳远，地球从太阳获得的太阳辐射较少，但此时，太阳直射在北半球，北半球获得的太阳辐射比南半球多，因此北半球是夏半年，气温较高。

由于地球轨道的偏心率很小，地球近日点到太阳的距离比远日点到太阳的距离只少3.2%。因此，距离太阳的远近对地球接收太阳热量的多少并无太大影响。

问：为什么冬天冷夏天热？

答：地球表面温度的高低，主要取决太阳阳光的辐射，辐射强就 热，反之就冷。

冬季时，太阳光线斜射地面，地面上每单位面积受热少，白天短，受热的时间短，光线经过的大气层厚，因此冬季寒冷。夏季则相反，太阳直射地面，昼长，光线经过的大气层薄，因此夏季炎热。春秋雨季的情形，则居於冬夏之间，故气候温和。

问：“黄道吉日”是怎么回事？

答：“黄道吉日”是过去阴阳先生编造的歪理邪说，是一种骗人、骗钱的把戏。

靠迷信骗钱的阴阳先生们把一年365年，分成“吉”、“凶”两类。今天是“离”日或“绝”日，干什么事都不相宜，叫做“黑道凶日”，而某一天干什么事情都毫无禁忌的，就是好日子，叫做“黄道吉日”。这是毫无科学根据和科学道理的。

一年四季和24个节气，是根据地球绕太阳旋转的各个不同位置、 不同角度、太阳光直射地球的不同部位和太阳光强弱不同的程度等， 科学概括出来的气候变化规律。一年365天，除了有天晴、天阴、下雨、下雪、刮风和打雷的区别外，哪一天都一样，根本就没有什么“好”、“坏”的分别，更没什么“黑道凶日”和“黄道吉日”。

问：地球诞生时的大气层是什么样子？

答：地球大约是在46亿年前形成的，那时候地球的温度很高，地面上的环境和现在的不同，天空中或赤日炎炎，或闪电雷鸣，地面上火山喷发，熔岩横流。从火山中喷出的气体，如水蒸气、氢气、氨、二氧化 碳、硫化氢等，构成了地球原始的大气层。

问：地心的温度非常高吗？

答：是的。地球的内部结构为一同心状圈层构造，由地表至地心依次分化为地壳、地幔、地核，地核又分为内地核与外地核两部份。地球内部越接近地心，温度越高。据科学家推测，地核外部边界的温度为3500℃内核外部边界的温度为6300℃，而地球正中心的温度高达6600℃，比太阳表面温度高1000℃。

问：我们呼吸的氧气来源于植物吗？

答：是的。绿色植物出现以前，地球的大气中并没有氧。那时，氧只是以氧化的低能量状态存在于各种氧化物中，无论是空气中还是水中或是岩石 圈内都没有游离氧的存在。只是在距今20亿至30亿年以前，绿色植 物在地球上出现并逐渐占有优势以后，通过光合作用，地球的大气中 才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发 展。又由于大气中的一部分氧转化成臭氧，在大气之上形成臭氧层有 效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水生 生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程，最后出现广泛分布在自然界的各种动植物。

问：地球上氧气只来源于植物吗？

答：不是。自然界的氧气一般是绿色植物光合作用形成的，另外通过电解水就能产生氧气。宇宙飞船上的制氧机，就是靠电解水产生氧气的。在地球上，人们呼吸的氧气实质上也是来源于水的分解，不过它是通过地 球上的植物、海藻、一些浮游植物的光合作用来分解水分子。

问：植物的光合作用对地球生物圈的意义是什么？

答：绿色植物的光合作用对地球生物圈意义重大：一是完成了物质转化，将无机物转化成有机物，光合作用制造的有机物不仅满足了 植物生长的需要，还为其它生物提供食物来源，同时放出氧气供生物 呼吸利用;二是完成了能量转化，将光能转变成化学能储存在有机物 中，是自然界中的能量源泉之一;三是使绿色植物吸收二氧化碳，释放氧气，促进了生物圈的碳氧平衡。

问：宇宙大爆炸怎么回事？

答：宇宙大爆炸是关于宇宙起源发展的一种学说，是迄今关于宇宙形成的最有影响的一种学说。宇宙大爆炸学说认为，宇宙在其孕育的初期，集中于一个很小、温 度极高、密度极大的原始火球。在150亿年到200亿年前，原始火球发 生大爆炸，物质开始向外大膨胀，于是形成了今天我们看到的宇宙。在 大爆炸的过程中，先后诞生了星系团、星系，我们的银河系、恒星、太阳 系、行星、卫星等。我们现在观察到的宇宙由众多的星系所组成，地球是太阳系的一颗普通行星，而太阳只是银河系中的一两千亿个恒星中 的一个。

问：什么是射电天文望远镜？

答：天文望远镜有光学望远镜和射电望远镜之分。

从1609年伽利略制作出第一架光学望远镜后，光学望远镜一直是天文观测最重要的工具。不过，受可见光的局限，光学望远镜对宇宙深空观测简直就是无能为力。20世纪30年代，射电望远镜诞生。与接收可见光的光学望远镜不同，射电望远镜接收的是天体发出的无线电 波。由于无线电波可穿透宇宙中大量存在而光波又无法通过的星际尘 埃，射电望远镜不太会受光照和气候的影响，可以透过星际尘埃，全天候、不间断地工作。射电望远镜与光学望远镜不同，既没有高高竖起的望远镜镜筒，也没有物镜、目镜，它由天线和接收系统两大部分组成。

巨大的天线是射电望远镜最显著的标志，天线的种类很多，有抛物面天线、球面天线、半波偶极子天线、螺旋天线等，最常用的是抛物面天线。天线是射电望远镜的眼睛，它把微弱的宇宙无线电信号收集 起来，然后传送到接收系统中去放大，接收系统从噪音中分离出有用的信号，并传给后端的计算机记录下来。计算机记录的结果显示为许多曲线，天文学家通过分析这些曲线，得到天体送来的各种宇宙信息。射电望远镜有固定在地面的单一口径的球面射电望远镜，有能够全方位转动的类似卫星接收天线的射电望远镜，有射电望远镜阵列， 还有金属杆制成的射电望远镜。

问：世界上最大的射电天文望远镜在哪儿？

答：世界上最大的射电天文望远镜——500米口径球面射电望远镜(FivehundredmetersApertureSphericalTelescope，简称 FAST )，位于我国贵州省平塘县克度镇绿水村的大窝幽洼地，项目正在建设中，预计2016年建成。

FAST是我国科学家独创设计、利用贵州南部喀斯特洼地的独特地形条件建设、拥有30个足球场大接收面积的世界最大单口径射电望远镜。

问：FAST的科学目标是什么？

答：FAST的科学目标主要是：1、巡视宇宙中的中性氢，研究宇宙大尺度物理学，探索宇宙起源和演化。2、观测脉冲星，研究极端状态下的物质结构与物理规律。3、主导国际甚长基线干涉测量网，并获得天体超精细结构。4、探测星际分子，研究恒星形成与演化、星系核心黑洞以及探索太空生命起源。5、搜索星际通讯信号，搜寻地外文明。6、其他应用领域。FAST将把我国深空测控及通讯能力由地球同步轨道延伸至太阳系外缘行星，能使目前我们的深空通讯数据下行速率提高 100-1000倍，强有力地支持我国未来载人航天、探月和深空探测计划，还能应对深空飞行器在快速工程变轨和着陆时的测控需求;观测 电离层对卫星和射电源信号的闪烁，研究电离层不均匀的时空结构， 为我国军民用通讯和卫星定位服务;观测行星际闪烁IPS和法拉第旋光现象，跟踪探测日冕物质抛射事件，了解太阳风的行星际传播，服务太空天气预报。等等。

FAST观测的天文学内容，从宇宙初始混沌、暗物质分布与大尺度结构、星系与银河系的演化，到恒星类天体乃至太阳、行星与邻近空间事件等，涵盖广泛。FAST投入使用后，科学家可观测的天体数目将大幅度增加，能提供更多更好的观测统计样本，能更可靠地检验现代物理学、天文学的理论和模型，还将搜寻到更多的奇异天体，其中蕴涵着大量科学新发现的机会。

问：FAST的独创性在什么地方？

答：FAST借鉴国外大射电望远镜的经验，吸收当今世界上先进的望远镜技术，突破了射电望远镜的百米极限，开创了建造巨型射电望远镜的新模式。其独到之处在于：1、利用贵州天然的喀斯特洼坑作为台址；2、洼坑内铺设数千块单元组成500米球冠状主动反射面，球冠反射面在射电电源方向形成300米口径瞬时抛物面，使望远镜接收机能与传统抛物面天线一样处在焦点上；3、采用轻型索拖动机构和并联机器人，实现接收机的高精度定位。

FAST与号称“地面最大的机器”的德国波恩100米望远镜相比，灵敏度提高约10倍;与排在阿波罗登月之前、被评为人类20世纪10 大工程之首的美国Arecibo300米望远镜相比，其综合性能提高约10 倍，将在未来20—30年保持世界一流的地位。