天象與宇宙 朱明中 香港中文大學物理系

特殊天象 – 金星凌日 – 雙彗 星 從天象到宇宙觀

金星凌日 Downloaded from 金星走過地球太陽之間 : 08/06/2004 上次為 1882 年，下次 2012 年 : 沒有在生的人 觀看過 週期為 8, 121.5, 8, 年

金星凌日

金星凌日歷史 開普勒 (J. Kepler) 於 1629 年推 算出金星凌日的時間 (1631) Downloaded from 哈雷 (E. Halley) 於 1691 年提出利用 金星凌日觀測量度地日距離（天文 單位 AU ） → 太陽系大小 Horrocks, Crabtree 於 1639 首次觀測到 Encke 於 1824 發表頗準確天 文單位 (153,340,000km)

金星凌日歷史 英、法、奧一百二十位天文學家於 1761, 1769 組織大型觀測，包括 Cook 上尉 → 發現澳洲

金星凌日歷史 法國天文學家 Pierre Janssen 為準確紀錄 1874 金 星凌日時間設計旋轉式照相機，日後發展成電 影攝影機 Pierre J. Janssen

俄國科學家 Mikhail Vasil‘evich Lomonosov 於 1761 年觀測金星凌日 發現金星有大氣層 → 地球外的世界？ → 地球外的生物？ 金星凌日歷史 1874 年首次有觀測隊到中國 觀測金星凌日

金星凌日 : 8/6/2004 第一次 : 在香港可以觀測 以 H-alpha 濾鏡觀測 以數碼技術 觀測

2003/05/07 從中大以 H-alpha 濾鏡拍攝之水星凌日

彗星 哈爾博普 彗星 (1997) 尼特 彗星 (2004)

Kuiper Belt (Kuiper 1951): 太陽系原 行星盤 (proto-planetary disk) 遺留物，含上億計 彗星漂浮於海王星軌道 以外 大小 ~ 10’s km 距離 ~ AU’s (1 AU ~ 1.5x10 8 km) 骯雪球 ‘dirty snowballs’ Animation and figure by NASA 柯伊伯帶

某一天你上學時‧‧‧ 彗星 – 美麗而危險的殺手 !

Comet Shoemaker-Levy 9 若木星、土星減磅二十倍 : 地球平均每十萬年受滅絕性撞擊 !

宇宙的規律 亞里斯多德 : 四元素 - 火、土、風、水 運動 - 風、火上升，水、土下沉，天體以 地球為中心作圓周運動 約一百億公里 宇宙有幾大？

一百億公里 太陽系 → 宇宙結構 其他太陽系 幾十光年 銀河系 → 幾十光年 十萬光年 星系團 百萬光年 → 超星系團 十億光年 一光年 ~ 十萬億公里

牛頓的力學宇宙 伽利略 開普勒 牛頓 力學三定理 + 萬有引力

蘋果與月亮運動本 質一樣 ! 慣性 重力重力

初始速度 → 軌跡

牛頓萬有引力 宇宙萬物皆相吸引，引力與距離平方成反比 萬有引力 - 無形無影之手 萬有引力即時傳播至無限遠 每一物體與宇宙所有物體相連 宇宙必需無限 但推算頗準確（如金星凌日）

愛因斯坦相對論 沒有引力，只有時空彎曲 時間、空間皆相對，時空一體 質能對等 E = mc 2

相對論宇宙觀 宇宙膨脹 重力塌縮 - 黑洞 質能轉換 - 核能 → 星光

真空斥力 愛因斯坦發現時空本身亦可有引力或斥力 → 宇宙常數 1998 Science Magazine Discovery of the Year: 宇宙膨 脤加速 → 真空斥力 !

特殊天象 – 金星凌日 – 雙彗 星 從天象到宇宙觀

參考 Timothy Ferris, ‘ Coming of Age in the Milky Way ’ (Morrow, New York, 1988); 銀河系大定位, 張啟陽譯 ( 遠流 ); ‘ The whole shebang : a state-of-the-universe(s) report ’, (Simon & Schuster, New York, 1997); 預知宇宙紀事, 林淑貞, 林宏濤譯 ( 商業周刊出版股份有限公司, 1998). Brian Greene, ‘The Elegant Universe’ (Norton, New York, 1999); Michael Seeds, ’Foundations of astronomy ’ (Thompson, 2004). 天文園 香港太空館 美國太空總署