蒙氣差 (Astronomical Refraction)
蒙氣差 (Astronomical Refraction)
國立基隆女中地球科學科張仁壽老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
用望遠鏡觀測太空星體時,星光進入大氣時的真實天頂角與人在地面看到的天頂角不同,這種差異,是由於大氣(即行星的蒙氣)折射造成的,成為蒙氣差。
我們可以把地球表面上的大氣看作是由折射率不同的許多水平氣層組成的,越接近地表越稠密,折射率也越大,星光從一個氣層進入下一個氣層時,要折向法線方向。
蒙氣差 (Astronomical Refraction)
國立基隆女中地球科學科張仁壽老師/國立臺灣師範大學地球科學系吳朝榮教授責任編輯
用望遠鏡觀測太空星體時,星光進入大氣時的真實天頂角與人在地面看到的天頂角不同,這種差異,是由於大氣(即行星的蒙氣)折射造成的,成為蒙氣差。
我們可以把地球表面上的大氣看作是由折射率不同的許多水平氣層組成的,越接近地表越稠密,折射率也越大,星光從一個氣層進入下一個氣層時,要折向法線方向。
造父變星(Cepheid Variable Stars)
國立臺灣師範大學地球科學研究所張文馨碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯
星空中,有一群特殊份子,它們的亮度會隨著時間而改變,我們把這種恆星稱為「變星」。變星分成很多種,光學變星以及物理變星。光學變星例如雙星系統,主要是由於雙星互繞,當其中某一顆星有時候會遮蔽到另外一顆星,造成視覺上的差異,使在地面上的觀測者會以為恆星的亮度改變了。物理變星,則是因為恆星本身內部能源或者大氣層狀態不穩定,造成亮度的改變,又分成兩種「脈動變星」以及「爆炸性變星」,這次要介紹的造父變星,就是屬於脈動變星的一種。第一顆被發現的造父變星,是仙王座的δ星(中名造父一),由約翰‧古德利克(John Goodricke)所發現。不過,古德利克在發現這顆造父變星後不久,就因為染上肺炎去世,享年21歲。當時多數的天文學家為他短暫的生命感到惋惜。
為什麼晚上的天空是黑色的?奧伯斯詭論 (Olber’s Paradox)
國立臺灣師範大學地球科學研究所張文馨碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯
當有人問你:「晚上天空為什麼是黑色的?」多數人都會認為,是因為太陽下山了,所以晚上沒有陽光,當然是黑色的。但是,有人會反駁,晚上也有很多星星應該會照亮天空,所以晚上也應該是明亮的才對。
關於這個問題,古時候的天文學家也討論過。從最早十六世紀,有系統的探討黑夜問題的天文學家,提出星星三大運動定律的克卜勒 (Kepler, 1571-1630),他說,只要宇宙是有限的,那麼夜晚一定會是黑色的。到西元1826年天文學家奧伯斯提出的夜黑問題,又被稱為奧伯斯謬論 (Olber’s Paradox)。一直到二十世紀,因為科技、儀器的發達,對於晚上天空是黑色的探討終於有比較明確的解釋。
流星雨 (Meteor Shower)
國立臺灣師範大學科學教育研究所曾冠雲碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯
人們喜歡欣賞夜空中璀璨的星光,而最令人興奮的莫過於看見流星 (meteor)劃過天際。流星的出現,是由於太空中散佈著許多的灰塵顆粒,這些灰塵顆粒質量小,在經過地球附近時,便會受到重力的吸引而墜落到地球,在進入大氣層時受到高速摩擦而燃燒產生光與熱,形成流星,這些灰塵顆粒則稱為流星體 (meteoroid)。
一般肉眼常見的亮度約為二星等的流星,其流星體的顆粒大小通常都小於0.001公分,而相對地球的速度則是從最慢每秒11公里到最快每秒72公里,會受流星體運行方向與地球之相對角度的影響而改變。當流星體是與地球自轉相同方向墜入時,相對速度較慢,反之則較快。而流星大部分出現於離地表80至120公里處的高空,若流星的速度與質量越大,則結束的高度會越低。流星的亮度與流星體的大小、速度及組成成分有關。當流星體以高速進入大氣後,和空氣分子產生劇烈摩擦,流星體本身元素和空氣分子游離發光,因而產生不同亮度與顏色之流星。
光年(Light-year)
國立台灣師範大學科學教育研究所羅文鑫研究生/國立台灣師範大學地球科學系傅學海副教授責任編輯
定義
光年為距離的表示,長度的單位,英文符號為ly,是light year的縮寫。國際天文聯會定義,光子在儒略年一年(365.25天)在自由空間中前進的距離,而這個自由空間是距離引力場或磁場無限遠的地方。光在真空中每秒前進約299,792,458公尺,一光年就等於9,460,730,472,580,800公尺,大約為94600億公里。
光年通常用來測量遙遠天體的距離。在天文學上,常用秒差距來描述天體的距離。秒差距是建立在三角視差的基礎上,以地球公轉軌道的平均半徑(1AU)為底邊,遠方的恆星為三角形頂點;恆星對底邊兩端連線之夾角稱為視差(角),當這個視差角為一角秒時,這個三角形的一邊長度(地球到此恆星的距離)就稱為1個秒差距,1秒差距大約等於3.26光年。因為在實際的恆星測距上,真正測量到的是恆星的視差角,因此在推算與誤差處理方面,都可以直接計算,所以在天文學術上幾乎都是直接使用秒差距。然而,秒差距的觀念並非一般大眾所常接觸,因此在天文學術界之外,大都使用光年作為天體距離的單位。
地球的年齡 (Tha Age of Earth)
國立臺灣師範大學地球科學所科學教育組任欣怡碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯
十七世紀的Vico 是對人類社會進行歷史分析的先驅者。Buffon以地球為依據,估計一個從假定早期融熔開始的冷卻速度,計算出地球的年齡為75000年。在敬神論者的心中,啟蒙運動關於地球有悠久過去的觀念與法國的政治事件有牽連。結果18世紀末,在大不列顛倒出現了反對大陸無神論影響的運動。
Cuvier和其他突變論者的工作已經證實在人類出現之前,地球本身就經過了一系列世界組成的歷史過程。這個新的時間觀念完全是革命性的,它形成了19世紀早期地質學家的共識。但隨著Scrope和Lyell 的著作問世,開始產生分歧。雙方都認為要使得他們所研究的侵蝕和沈積現象得以形成,就需要很長的時間。
大滅絕(Mass extinction)的爭論(下)
國立台灣師範大學地球科學研究所張文馨碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯
支持地球內部因素乃是造成生物滅絕主因的科學家,在1980年代提出反駁隕石撞擊說的論點,Katerina PerchNilsen認為在白堊紀滅絕事件後,仍有一些殘留下來的浮游性生物在經過幾千年後才滅絕。顯示,滅絕事件並非突發、短暫的。
美國博物館館長Norman Newell提出三點來反駁隕石撞擊說:
1.滅絕持續幾百萬年,並非災變的結果。
2.分析銥元素異常的物理取樣只侷限在K-T界線,樣本過少並不令人信服。
3.沒有確切的地球上的證據顯示有撞擊證據(隕石坑)。
大滅絕(Mass extinction)的爭論(中)
國立台灣師範大學地球科學研究所張文馨碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯
一派認為,生物滅絕的原因來自地球內部,西元1954年,美國地質學家Moore(1892-1974)提出古生代晚期海洋動物群的滅絕,主要是因為淺海面積限制了生物群的發展。西元1967年,美國博物館館長涅沃(Norman Newell,1909-2005)則認為環境變遷造成的滅絕是世界性的,並提出除了古生代、中生代的滅絕事件之外,還有寒武紀、奧陶紀、二疊紀以及三疊紀末期,各有一次生物滅絕事件。
大滅絕(Mass extinction)的爭論(上)
國立台灣師範大學地球科學研究所張文馨碩士生/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯
西元十九世紀開始,科學家有關大滅絕的爭論重點,著重在有沒有生物滅絕這件事上面,有人認為不同年代的生物化石之所以擁有差異極大的器官特徵,其原因在於生物是緩慢演化的,所以生物化石才會有不同特徵的器官。而另一派科學家卻認為,地球歷史上經歷了幾次突發性的災變,導致大量的生物滅絕,所以才會在同一地點不同岩層中發現器官特徵差異極大的生物化石。
主張沒有大滅絕事件的代表人物以拉馬克為主,西元1801年,生物學家拉馬克(Lamarck,1744-1829)在他動物哲學的著作中提出生物進化理論,內容包括「用進廢退說」以及「遺傳論」,他認為生物體器官的增進與萎縮,跟其使用的頻率有關,而且器官的改變可以遺傳,他也同時提到,生物的進化過程是非常緩慢的。
大滅絕 (Mass Extinction)
臺灣師範大學地球科學所科學教育組 林蓓伶碩士生/國立臺灣師範大學地球科學系 劉德慶教授責任編輯
大滅絕指的是單一物種完全的消失,也就是絕種。從地質年代的記錄,我們了解地球曾經發生過五次大滅絕,我們稱之為「big five」。