0

0
0

文字

分享

0
0
0

冥王星自九大行星除名 │ 科學史上的今天:08/24

張瑞棋_96
・2015/08/24 ・1313字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 500 ・六年級
Photo Credit: International Astronomical Union, IAU License Source

「那麼,就讓我們開始討論冥王星的去留問題吧。」2006 年的今天,於捷克布拉格舉行的國際天文聯合會(IAU)第 26 屆大會上,主席語重心長的宣布開會。

「並非我對冥王星有成見,但它的確顯得與其它行星格格不入:它質量小到連月球的五分之一都不到;其它行星的軌道約略在同一平面,冥王星卻是傾斜到 17 度以上,還與海王星的軌道交叉。它一開始就不應該列入九大行星的!」贊成除名的正方徐徐道出。

「我們怎麼可以這樣歧視它!畢竟它的確環繞著太陽這個恆星,而它本身既非恆星也非衛星,為什麼不算是行星?」反對除名的一方辯護著。

「哼,若要按照此定義,那小行星也都可以算進來。這麼一來,我們得告訴學生說太陽系有超過 13 萬顆行星了!」

「那可以多加個條件:必須是個直徑數百公里以上的球體。這樣一來就可以排除絕大部分的小行星了。」

「是沒錯,但目前已知符合此條件的小行星至少就 50 顆以上,而且未來還可能發現更多,到時候我們太陽系有幾百顆行星,還持續增加中,這像話嗎?!」

眼見正方咄咄逼人,反方改變策略,訴諸感性:「其實啊,分類本來就是人為的。打從湯博(Clyde W. Tombaugh, 1906-1997)在 1930 年發現冥王星的存在至今已經七十六年了,這麼多年來,我們一直都說九大行星,如今要把它除名也怪傷感的。不能就當作歷史的結果接受它嗎?」

「要說接受歷史,那麼在哥白尼指出地球並非宇宙中心之前,太陽與月亮都還被當成行星哪!難道我們也要延續此分類嗎?我們本來就該隨著科學的進展而調整觀念。」

「好,那你們認為行星的定義應如何調整?」

「除了環繞恆星運行、本身不會發光的球形天體之外,再加上『能清除附近軌道上的其它天體』。我們已經知道冥王星是庫伯帶上的眾多天體之一,而它未能清除庫伯帶上鄰近的小天體。所以,很抱歉,冥王星不算行星。」

「清除附近軌道上的其它天體?這定義未免太含糊了!」

辯論結束後,經過表決,冥王星正式自太陽系九大行星除名,歸類為矮行星;自此,太陽系只有八大行星。但人類並未因此遺忘它。2015 年 7 月 14 日,新視野號(New Horizons)太空船經過九年半的飛行,掠過冥王星 12,500 公里上空,首度拍下清晰的相片,讓永遠記得它曾是第九大行星的人們終於一睹其真實面貌。

延伸讀本:《行星絮語

 

 

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

文章難易度

0

2
1

文字

分享

0
2
1
史上第一座太空站升空 │ 科學史上的今天:4/19
張瑞棋_96
・2015/04/19 ・1174字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 542 ・八年級

二次大戰之後,美蘇兩國在彼此敵對的冷戰態勢下,積極地展開太空競賽。蘇聯先在 1957 年發射第一顆人造衛星史普尼克號,四年後又率先把人送上太空。美國為了挽回顏面而展開大膽的登月計畫,阿姆斯壯成功地在 1969 年成為第一位踏上月球的人類。蘇聯該用什麼再扳回一城?太空站!建造一個可以長期停留的太空基地。

太空站的構想不只在科幻小說中早就出現過,發明 V2 火箭的馮 · 布朗 (Wernher von Braun) 也於 1951 年就提出環形太空站的設計,電影《2001 太空漫遊》中的太空站就以此為藍本。不過這種能產生「人工重力」的太空站工程浩大,技術上也還不成熟。為了在太空競賽中先馳得點,蘇聯規劃的「禮炮計劃」 (Salyut programme) 是由六個科學研究站和三個軍事偵察站組成,裝設太陽能板以自足供電,並且有二個以上對接口供太空船停泊運送人員與物資。

1971 年 4 月 19 日,長 20 公尺、內部空間 99 立方公尺的禮炮 1 號發射升空,成為史上第一個太空站。四天後,聯盟 10 號太空船搭載了三位太空人前來,不料對接的閘門打不開,只能黯然離去。6 月 6 日,聯盟 11 號再來嘗試,終於成功完成史上首度接駁,三位太空人在禮炮 1 號內待了 23 天進行太空任務後,搭乘來時的聯盟 11 號返回地球,不幸卻在進入大氣層前因壓力閥故障而流失艙內空氣,三位太空人全部罹難。

聯盟系列太空船因此必須檢討設計而中止發射,禮炮 1 號苦等不到下一艘太空船前來補充燃料,終於在太空停留 175 天後,燃料耗盡而無力抗拒軌道衰退 (orbital decay),墜毀於太平洋,結束它光榮卻不順遂的一生。

蘇聯後來繼續發射禮炮系列太空站,最後一個禮炮 7 號於 1982 年發射,四年後改由和平號太空站接替。隨著蘇聯於 1991 年出人意表的解體,美蘇的冷戰對峙也跟著落幕,美國太空人還自 1995 年起搭乘太空梭來到和平號太空站,先後在上面生活了 28 個月。

和平號太空站發射之初猶是冷戰狀態,沒有人想得到十年內美蘇兩國的太空人竟會共同生活在這小小的空間。如今的國際太空站更是集十六個國家之力的跨國合作;倘若各國領導人都能在上面俯視我們這顆藍色星球,會不會更能感受四海一家、休戚與共呢?

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

文章難易度
張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 541 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
NASA創立│科學史上的今天:7/29
張瑞棋_96
・2015/07/29 ・975字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 523 ・七年級

1957 年 10 月 4 日,蘇聯不聲不響地發射了第一顆人造衛星史普尼克一號(Sputnik 1)。這可把美國給嚇壞了,此值冷戰時期,雙方算是暫時用核子武器達成恐怖平衡,如今敵人率先在太空取得突破口,這怎麼得了!於是乎,在白宮與國會皆有一致共識之下,很快地,1958 年 7 月 29 日,美國總統艾森豪簽署了《公共法案85-567》,「國家航空暨太空總署」(National Aeronautics and Space Administration, 簡稱 NASA)於焉成立。

為了盡速在太空競賽中迎頭趕上,同年 10 月 1 日正式掛牌運作的 NASA 當然不是從零開始。聯邦政府於同日解散已有 46 年歷史的「國家航空諮詢委員會」,將旗下的三大二小實驗室,共八千名人員全數轉移到 NASA 上班,並併入「陸軍彈道飛彈署」與「海軍研究實驗室」的部分人員與設施。國防部「先進研究計畫署」(即現在的DARPA)與空軍手上的太空計畫也都移交給 NASA。

資源集中整合完畢後,萬事皆備,只欠東風了;前德國火箭專家馮·布朗(Wernher von Braun)正是最後的一塊拼圖。納粹著名的 V2 火箭就是他發明的,幸好德國戰敗,幸好美國搶在蘇聯之前將他帶回國,如今有他來搞定太空計畫中最重要的火箭,自然事半功倍。

NASA 先進行「水星計畫」與「雙子星計畫」,將太空人送上太空,並試驗太空艙的飛行與著陸,為「阿波羅計畫」做準備。十年磨一劍,1969 年 7 月 21 日,阿姆斯壯與艾德林在全球十億人眼前踏上月球表面,NASA 終於不辱使命,在太空競賽中一舉超越蘇聯。

不過更有科學價值的卻是 NASA 其它諸多無載人太空計畫。無數衛星監測地球的大氣與地理;哈伯、錢卓拉、史匹哲等太空望遠鏡探索宇宙深處,傳回瑰麗絢爛的恆星與星系,讓我們更了解所處的宇宙;諸多探測器蒐集太陽系行星的資料(剛傳回冥王星相片的新視野號就是其中之一);好奇號還忠實地在火星上漫步,先鋒者 10 號、11 號與航海家 1 號、2 號繼續分頭航向宇宙深處……。

從太空船到太空梭,從太空望遠鏡到無人探測器,從地球到其它星球,從太陽系到太陽系外;半世紀以來,NASA 宛如代表人類一次次探索未知的疆界,而它也提供了無數珍貴的科學資料給全世界,充分展現科學開放、分享的精神。雖然NASA近年來也因預算刪減而將許多太空計畫轉由民間公司承接,我們仍期待它將繼續「航向宇宙!浩瀚無垠~」。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

文章難易度
張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 541 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

0

2
1

文字

分享

0
2
1
「大霹靂」一詞的由來 │ 科學史上的今天:3/28
張瑞棋_96
・2015/03/28 ・1034字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 577 ・九年級

天文學家哈伯的觀測發現遠方的星系正在快速遠離我們。圖/NASA

1949 年的今天,BBC 廣播電台的一個常態性的文化講座節目輪到英國天文學家霍伊爾 (Fred Hoyle) 主講,他要來談談宇宙起源的問題。

這本來不是問題,因為大家原本一直以為銀河系就是宇宙全部,而宇宙從古至今就是這副樣子,亙古不變;就連愛因斯坦也是如此以為,才會在他的方程式中加入宇宙常數,使得求出的解符合穩定的宇宙。直到 1929 年,這個天真的想法被天文學家哈伯的觀測粉碎了:他發現遠方的星系正在快速遠離我們。也就是說,宇宙正在膨脹,它一點兒也不穩定!

於是這就導致宇宙起源的問題:時間往回推,宇宙是什麼模樣?

加莫夫 (George Gamow) 相信所有物質在宇宙初期都擠壓在一個密度極高的熾熱火球,他率領學生在四○年代陸續發表論文,解釋原始物質如何經由核反應產生各種元素,並在 1948 年那篇論文中預測這團火球的輻射仍遍布於目前的宇宙。

霍伊爾這個人恰與幽默風趣的加莫夫相反,他戴著厚重的眼鏡,神情嚴肅,一板一眼。他喜歡穩定的架構,對於加莫夫的主張極為反感。但是宇宙膨脹的事實擺在眼前,四周的星系在古早以前若不是擠在一起,那它們會在哪裡?霍伊爾提出「穩態說」,認為隨著宇宙膨脹,新的物質會從擴張的空間中出現並凝聚成新的星系,因此宇宙的架構還是穩定不變的。憑空出現新的物質?這說法不會太離譜嗎?!霍伊爾來記回馬槍:假設宇宙所有物質都在很久以前的一次大爆炸中產生,這樣的理論就能解釋原始物質從何而來嗎?

是的,就是霍伊爾在這個廣播節目中用大爆炸 (big bang) 來描述加莫夫的理論,後來經由媒體不斷引用,最後這就成了正式的術語(我們又稍加美化,翻譯成「大霹靂」)。

霍伊爾如願取得勝利。在六○年代以前,他的穩態說一面倒地受到科學家的歡迎;宇宙無始無終,結構始終如一,這樣的理論多麼簡潔優雅,完全符合物理學家最尊崇的特性,就連哈伯都大表認同。而加莫夫的大霹靂理論本身也的確還有許多漏洞,於是就再也無人聞問了。

但這只是短暫的勝利,加莫夫預測的宇宙背景輻射於 1964 年被發現後,證實了宇宙的確誕生於大霹靂。霍伊爾一生還是都無法認同大霹靂理論,不過就像他無意間為之命名,他對於恆星內部如何形成新元素的研究後來也成為大霹靂理論的一部分。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

文章難易度
張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 541 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。