走过星空遇到黑洞

系列教材分为萌芽班、初级班、中级班和高级班四个阶层。中级班的内容主要是提高学生们对天文学知识兴趣，激发他们的好奇心。内容选择了一般大众最感兴趣的天文学内容：天文学与人类社会、四季星空、星座知识、天神故事、流星和流星雨、黑洞等等。授课形式以讲授为主，视频、天象厅、野外观测将占到40%左右的比例。让我们的学生可以达到一般的天文爱好者的水平，重点是希望他们继续学习天文学。对具体的天文学知识，我们结合实际的讲解，帮助学生获得知识、开拓兴趣、促进校内知识的学习。塑造学生更好、更全面的科学素质。

姚建明,1960年出生于河北省保定市。1982年毕业于南京大学天文系，1985年毕业于中国科学院研究生院。1985-1989年在中国科学院北京天文台（现国家天文台）从事天文研究工作。现在浙江海洋大学任教。已经出版各类图书十余册，涉及天文、物理、地球科学和教育学等领域。代表作如《天文知识基础》（第一、二、三版，清华大学出版社），《大学物理》（上、下册北京理工大学出版社），《科学技术概论》（第一、二版，北京邮电大学出版社），《地球灾难故事》（清华大学出版社），《开启您自己的学习模式》（清华大学出版社），《地球演变故事》（清华大学出版社），《趣味天文学丛书》（1-6）（清华大学出版社）等。科研方向主要是物理学、天文学、地球科学、教育学、心理学等。舟山市科普协会会员，2015年舟山市优秀科普作家、《地球灾难故事》获得舟山市科普作品三等奖。多次参与舟山市的科学普及工作（接受采访、做节目），是《舟山网》的科学顾问，市图书馆、青少年宫科学顾问、讲师。

人类最早认识的科学学科就是天文学。这是有道理的，白天、黑夜给了我们的感官刺激！这套图书强调科学知识的普及，涉猎的内容较广、程度较浅，教授的方式比较灵活，有利于激发兴趣自学。

I

学习天文学，可以在任何场合，可以在人生的任意年龄阶段。抬头看天，激

人奋进，拓展我们的眼界。我们的祖先就是从天到地再到人，一步步地从原始人

进化到社会人的。

我们在大学里开设过天文学的选修课，不论是理科生还是文科生都积极参与；

我们在中学校园里举办天文学讲座，讲座结束了，同学们还在围着我们问问题；

我们在小学里开设的课外天文学课程最多，从一年级到六年级，分年龄、分班级

上课；似乎，任何阶段的学生，都喜爱天文学。

开设天文学课程最多的还是青少年活动中心，涉及全国所有的大中城市。从

萌芽班、初级班、中级班到高级班，从来不缺少“生源”。我们还在图书馆、老

年活动中心、市民大讲堂，甚至在公司的年会嘉年华上，开展天文知识的科普讲

座，每次都是座无虚席，听众踊跃。最近几年，我们还录制了网络课程，准备更

广泛地传播天文学的科普知识。

随着提高青少年综合素质的呼声越来越高，越来越多的政府部门、社会机构

和学校、家长们开始重视青少年的课外学习，尤其是科普知识的学习。天文学作

为一门基础学科，无论是知识性、趣味性，还是在开发智力、开拓孩子们的眼界

方面，都是十分重要的。天文学涉及宇宙万物，关乎人类社会的各个方面，与数

理化甚至人文的各个学科都有联系，天文学的作用不仅在眼前，更是关乎孩子们

一生的追求和乐趣。

我们在课程开设的过程中，遇到的最大问题就是教材的选取。天文学是实用

性很强的基础课，既有知识的系统性，又有很强的生活娱乐性。怎样把握课程的

难易，怎样取舍浩如烟海的天文学内容，经过多年的实践，我们这里为全国的青

少年，为全国准备开设天文学课程的机构做一些尝试。

我们编写的系列教材，分4个层次，可以按年龄分层，也可以按学生所具有

的天文学知识基础分层。

萌芽班，最低可以从幼儿园大班的孩子开始，直到成年人。我们的要求是，

只要你想开始学习天文学，对周围的世界、对宇宙、对天体感兴趣就可以。当然，

II

我们针对的是青少年，涉及成人的是以“亲子班”为主。学习的目的只有一个，

就是激发学员对天文学的兴趣。课程和教材的内容，以动手的形式为主，可以做

个小太阳、带光环的土星或者一个地球加月亮的地月系。间或，我们还会辅助有

天象厅和野外认星的课程。

初级班，可以面向小学一、二年级的学生，课程和教材内容还是以动手制作

为主。这里，我们就开始强调天文学知识的系统性，简明扼要地引入天文学知识，

让喜爱天文学、想继续学习的学生，有一个学习的“索引”。当然，孩子们喜欢

的天象厅和野外观星的课程还会继续，而且会逐步增多。

中级班，是一个承上启下的学习阶段，以小学生为主，他们还不具备系统性

学习天文学的思维，所以，我们针对一些天文学的重点知识加以拓展。这里的重

点知识是经过我们多年的教学实践发现的、学生们最感兴趣的天文学知识，比如，

天文学和人类社会，看星星识方向，星座和四季星空，流星和流星雨，极光和彗

星，恒星的一生，以及最吸引眼球的宇宙大爆炸、黑洞等。

到了高级班就会发现，他们都是一个个天文学的小天才了。这时候，就需要

让他们系统地学习天文学知识了。如天文学研究的对象，学科分支，天文坐标系，

回归年、朔望月、儒略日，恒星演化，银河系起源，包括航空航天、人类探索宇

宙等。但是，我们还是定性地讲解天文学的知识，至于全面、深入地学习天文学，

还是等他们读专业的天文系吧。经过高级班的学习，孩子们参加各个级别的天文

科普竞赛，向小伙伴们传播天文学知识，应该是绰绰有余的。

从萌芽班到高级班的4册教材，每册都分为14节课程，按照一个学期14次

课程设计。一年中，可开设春季班、暑期班、秋季班。学生们可以循序渐进地自

动升级学习。使用我们的教材，可以一同采用我们使用多年的课件，方便教学。

如果需要，我们还可以开展合作教学。

最近，我们增加了“暑期观星亲子班”的课程，大受学生和家长的欢迎。今后，

我们还会开展更多形式的学习课程，比如，天文夏令营、流星雨观赏团、暑期的

天文台学习游览活动等。

青少年是祖国的未来，天文学拓展了人类的知识体系，能够开拓孩子们的眼

界，扩大他们的知识面。更重要的是，天文学可以作为你一生的个人爱好，去欣

赏！去追求！

作者

2022年春于富春江畔

第1章.天文学与人类文明1

1.1.天上的和地上的1

1.1.1.天上也有埃及的大金字塔 1

1.1.2.四方五行合一的紫禁城 5

1.2.天文和古城 9

1.2.1.圆形石林 9

1.2.2.马丘比丘 10

1.2.3.特奥蒂瓦坎 11

1.3.现代天文学的起源 12

1.3.1.哥白尼的“日心说” 12

1.3.2.柏拉图的完美和托勒密的不完备 13

1.3.3.完善日心体系的功臣们 16

天文小贴士：如果有太空生命，他们会是什么样子？23

第2章.时间走走地球转转27

2.1.大时和小时27

2.1.1.看“日头”说时辰 27

2.1.2.计时工具 29

2.1.3.区时、世界时、原子时、协调时 34

2.2.儒略日.朔望月.回归年36

2.2.1.地球自转.不均匀的一天 36

2.2.2.月圆月缺谈谈“月” 37

2.2.3.中国的二十四节气 38

天文小贴士：中国北斗卫星导航系统和全球定位系统39

第3章.天文制作课程1——单筒望远镜41

天文小贴士：取回月壤——我们的起飞和超越45

第4章.牧羊人国王还是历法49

4.1.中西方的天空体系 49

4.1.1.对着星星讲故事 49

4.1.2.88个星座 50

4.1.3.三垣四象二十八星宿 52

4.2.你是什么星座的 54

4.3.“分野”中国的君国占星术 58

天文小贴士：一样的神话不一样的人物63

第5章.开创宇宙的神话故事68

5.1.人类创造了神68

5.2.西方宇宙体系的演进过程72

5.3.中华文明支撑的宇宙体系76

5.3.1.开天辟地是中国创世神话的主要元素 76

5.3.2.混沌世界还是天圆地方 77

天文小贴士：玛雅文明与地球灾难80

第6章.天文望远镜83

6.1.同样的天体，不一样的画面83

6.2.折射.反射.折反射86

6.3.10厘米.100厘米.1000厘米89

天文小贴士：阿雷西博射电望远镜92

第7章.天文制作课程2——制作恒星的演化图94

天文小贴士：行星凌（冲）日97

第8章.认识星星你就永远不会迷失方向101

8.1.你分得清东南西北吗101

8.1.1.野外辨别方向的方法 101

8.1.2.地下和天上的关键点 107

8.2.认识星空的各种办法110

8.2.1.先成为天文爱好者 110

8.2.2.做好准备 112

8.2.3.星座.星等.星空 113

8.3.认识“七曜”和各种“怪异”现象116

8.3.1.太阳和月亮出没 116

8.3.2.目视五大行星 118

8.3.3.五星连珠和行星列阵 120

天文小贴士：黑洞收走的能量去哪里了？白洞、虫洞121

第9章.“星霸”等级1到10124

9.1.“天宫”星座和黄道星座124

9.1.1.赤道.黄道.白道.银道 124

9.1.2.北斗七星.北极星 125

9.1.3.黄道星座 132

9.2.坚持一年你就能够认识春夏秋冬的星星 140

9.2.1.春季.乌鸦座.长蛇座.西北战场 140

9.2.2.夏季.牛郎织女.太微垣.南方战场 143

9.2.3.秋季.飞马仙女.老人星.天市垣 148

9.2.4.冬季.波江座.渐台天田.北方战场 153

9.3.我要做“星霸”157

天文小贴士：太阳死后，地球还在吗？160

第10章.千千万万的恒星163

10.1.恒星“抱团” 163

10.1.1.双星 163

10.1.2.聚星.星团 166

10.2.胎星.主序星.矮星.中子星 168

10.3.恒星之最 171

天文小贴士：距太阳15光年之内的恒星173

第11章.天文制作课程3——制作赫罗图176

天文小贴士：为什么世界时间的起算点要在格林尼治？179

第12章.流星雨.彗星.极光186

12.1.流星 186

12.1.1.流星与陨石 187

12.1.2.漂亮的流星雨 188

12.2.伟大的彗星 191

12.2.1.彗星来自太阳系边缘 191

12.2.2.历史上的彗星 193

12.3.极光 196

天文小贴士：人造地球卫星是怎样上天的199

第13章.到底有多少个宇宙203

13.1.地球. 太阳. 行星 203

13.2.宇宙理论都是怎样产生的 211

13.2.1.人类宇宙观的演进 211

13.2.2.宇宙学模型（理论）的演化 212

13.3.大爆炸宇宙理论 213

天文小贴士：浩瀚宇宙——从太阳系到拉尼亚凯亚215

第14章.黑洞，我们看见你啦222

14.1.我们是怎么“看见”的222

14.1.1.主角登场 224

14.1.2.“视界”望远镜 226

14.1.3.我们能看到什么 228

14.2.各种各样的“妖怪”231

14.2.1.“黑洞”，好酷的名字 231

14.2.2.黑洞有什么“表现” 234

14.3.广义相对论的七大预言 238

天文小贴士：与天文学有关的诺贝尔奖243

附录1. 全天最亮的50颗恒星245

附录2.全年著名流星雨247

参考文献249