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大溪地環島一週——維納斯岬、植物園和瑪拉阿洞窟│環球科學札記(48)

張之傑_96
・2021/10/13 ・3052字 ・閱讀時間約 6 分鐘
  • 作者 / 張之傑

大溪地岸上觀光有十一個行程,其中中文行程只有三個:大溪地島觀光、大溪地島的自然體驗、茉莉亞島觀光。我們參加大溪地島觀光,以順時針方向環遊大溪地大島一周。費用每人一萬六千日圓,含晚餐。

從和平號十樓甲板望向帕皮提市區。圖/作者攝

參加大溪地島觀光行程者共三輛遊覽車,車外都寫著Tahiti Travel Nui,我們這一車有三十六人,導遊為來自北京的Kity。我們十二時四十五分出發,第一站前往觀景台,即The Tahara’a Hill。途中導遊Kity介紹大溪地的史地及政治現況。大溪地是自治區,和法國的關係,一如香港和中國的關係。大溪地的氣候分旱季(六至十月)、雨季(十一月至三月)、過度季(四至五月),七月是旱季,下雨的機率不高。

十三時到達觀景台,這是大溪地北海岸一座小山的嶺頂,靠海一面設有欄杆,倚欄遠眺,附近海灣盡入眼底,遠處島嶼就是離島茉莉亞島。我們在觀景台逗留十五分鐘,十三時十五分離開。

十三時二十四分,到達大大溪地島北端的維納斯岬。這是伸進海中的一個小岬角,有許多名勝古蹟,包括建於一八六七年的燈塔、庫克船長在此登陸紀念碑、早期傳教士紀念碑等,此外還有片不算小的草坪,及兒童遊樂場。我們在此逗留超過半小時,十四時正回到車上,十四時零兩分離開,十四時十七分到達下一個景點阿拉吼吼噴泉口。

建於1867年的維納斯岬燈塔。圖/作者攝

阿拉吼吼噴泉口距離維納斯岬不遠。下了遊覽車,沿著山路前行,不一刻就可到達。這是處間歇泉,不定時向一側(左側)噴出水氣,發出吼吼吼的吼聲,這或許就是它稱為Alahoho的原因吧。

十四時五十分上車,分鐘後開車,前往植物園,車程約一小時。途中導遊介紹大溪地的社會福利。大溪地最低工資一三○○歐元,約為台灣的一倍。教育、醫療免費。收入低者免繳社保。導遊說,他們一家三口,因先生沒上班,全家一年只繳四百歐元。牙醫不在社保之內,但十五歲以下學童看牙醫免費,包括牙齒整形。

濱海的計程車招呼站。圖/作者攝

然而大溪地物價極高,人工極貴,以導遊穿的花布洋裝制服來說,布料三十美元,縫製手工卻要一百美元!當地人披塊布,不必縫衣服。我們問導遊物,物價這麼高,當地人怎麼生活?導遊說,海島民族生活簡單,欲求不多。她指著窗外的木板房屋說:「政府幫助他們建的,從外面看還不錯,裡面甚至什麼都沒有。政府照顧他們基本生活,有吃有住,沒事就在椰子樹下睡覺,這就夠了。」

導遊又說,她剛來時對於島民的慢步調很不習慣。後來漸漸覺得,這也是一種生活方式。島民疏懶閒散,白人大多是來此享樂的歐美富豪,這為勤奮的華人創造了機會。華人雖只佔全大溪地人口的十分之一,但掌握八成以上的經濟。有人問她帶這一趟團收入多少?她毫不掩飾地說:約六百歐元。物價雖貴,但收入高,生活壓力並不大。

《沙灘上的大溪地女人》,1891年,保羅·高更,藏於奧塞美術館。圖/Wikipedia

十五時五十分到達大島東南端的植物園。大溪地植物園本身不大,可是包含兩條登山步道,一條步行約一小時,一條約兩小時。我們沒時間登山,只在園裡逛半小時。我認識的植物本來就不多,園裡的奇花異草認識得更少,不過給我留下最深刻印象的卻是幾種尋常動物。

在植物園門口的小院子裡,看到三隻貓、一隻狗、六七隻雞。導遊說,這些雞都是野化的家雞。令我吃驚的是,貓有狩獵的天性,可是雞就在貓兒身邊繞來繞去,貓連看牠門一眼都不看。狗和貓是死對頭,可植物園門口的狗,就趴在貓的旁邊。貓、狗和雞都不怕人,貓兒還在我腿上蹭來蹭去地撒嬌。人說大溪地是「最接近天堂的地方」,看來有幾分真實呢!

十六時二十分離開植物園,前往大島西南端的達瑪拉阿洞窟。公路的一側是聳峙的高山,一側緊靠著海。海水平靜無波,像湖而不像海。沙灘呈黑色,顯然由火山熔岩風化而成,椰子樹就長在靠近海水處。椰子樹下偶而出現穿著花布衣服的大溪地女郎,宛如從高更繪畫中走出來似的。

大溪地以黑色沙灘聞名。圖/Wikipedia

大溪地是座火山島,整個大溪地其實是座山,只有近岸處有極其狹窄的平地,所以環島公路一側是海,另一側就是山。任何一個景點,下了車只要走一點點路就可到達。前述的幾個景點,如植物園、阿拉吼吼噴泉口等莫不如此。只有首府帕皮提,有塊較大的海岸平原。

十六時四十五分,到達位於大島西南角的瑪拉阿洞窟(Grotte de Maraa)。這是座火山所形成的岩洞,寬約十米,形如拱門,洞門頂上懸垂著蕨類植物,有如綠色的珠簾,平添一份神秘感。洞窟前設有圍欄,不能靠近。隔著欄杆望向洞內,一泓碧水,寂靜無波。據說高更曾在洞內游泳,這是觀光客前來瞻仰的原因之一。瑪拉阿洞窟右側,還有座較小、較矮的洞窟,沒設圍欄,可以靠近。同團的團員似乎沒有幾位移步造訪這座小洞窟。

瑪拉阿洞窟,據說高更曾在洞內游泳。圖/作者攝

和大溪地相聯繫的名人,除了畫家高更,還有演員馬龍白蘭度。後者買下大溪地的一座小島,在小島上度過晚年。導遊說,白蘭度的後人已將那座小島開發成度假酒店,觀光客必須搭乘他們家族的小飛機才能前往,住一夜要五千美元!

十七時十分,離開瑪拉阿洞窟,沿著海濱大道前往帕皮提郊區的家樂福超市。我們居家附近就有家樂福,我們對家樂福很熟。進入大溪地的家樂福,發現同一品牌的東西,要貴上兩三倍。家樂福出口外面,有幾家店鋪,其中有家書店。進去看看,進門處赫然擺著兩本小學中文教課書。中文已列為大溪地中小學的第二外國語之一。

十七時五十分,離開家樂福,到一家四星酒店(Intercontinental Hotel,本地名為Nohoraa Manihini Nui )晚餐。這趟環島觀光每人一萬六千日圓,不知這一餐佔多少?不過根據從餐桌上的飲料價目表可見其端倪:可樂一杯七美元,礦泉水一瓶八美元,啤酒一杯八美元,紅酒一杯十七至十九美元……這一餐肯定不便宜。

這一餐最大的收穫是歸納出一個波利尼西亞詞彙。到復活島時,當地人稱該島為Lapa Nui,到了大溪地,又處處見到Nui。這Nui莫非有個共同意義?問導遊,始知Nui是「大」的意思,是南太平洋常見的玻利尼西亞詞彙。

二十時三十分離開飯店。十五分鐘後回到碼頭,這時碼頭廣場上正在表演當地歌舞。我們到達時,表演已近尾聲,只看了最後一場,任何觀眾都可以下場。原住民舞者都是男性,模擬波先民勇渡大洋的壯舉。男性舞者體格高壯,當真可用壯如山來形容。

他們近乎裸身,肩部和胸部上有刺青,背上揹著象徵性的船槳,作出划船等動作。舞者動作粗曠、激烈,鼓聲撼動人心,領舞者的呼喊聲,其他舞者的應和聲,宛如重現一兩千年前,玻里尼西亞先民駕著小船在大洋中尋覓登陸棲地的場景。

回到碼頭,適逢當地原住民表演歌舞,觀眾也可下場。舞者作出划船等動作,摹擬先人在大洋中尋覓登陸棲地的場景。圖/作者攝

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張之傑_96
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張之傑教授,科學史家,為中央研究院科學史委員會委員、中華科技史學會創始人;另研究科普學、辭書學、民間宗教、民間文學、西藏文學等。寫作小說及少兒讀物大多使用筆名(章杰),其餘大多使用真名。其科普作品以文筆流暢、條理清晰、富含人文精神著稱。


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什麼是「造父變星」?標準燭光如何幫助人類量測天體距離?——天文學中的距離(四)

CASE PRESS_96
・2021/10/22 ・3033字 ・閱讀時間約 6 分鐘
  • 撰文|許世穎

「造父」是周穆王的專屬司機,也是現在「趙」姓的始祖。以它為名的「造父變星」則是標準燭光的一種,讓我們可以量測外星系的距離。這幫助哈柏發現了宇宙膨脹,大大開拓了人們對宇宙的視野。然而發現這件事情的天文學家勒梅特卻沒有獲得她該有的榮譽。

宇宙中的距離指引:標準燭光

經過了三篇文章的鋪陳以後,我們終於要離開銀河系,開始量測銀河系以外的星系距離。在前作<天有多大?宇宙中的距離(3)—「人口普查」>中,介紹了距離和亮度的關係。想像一支燃燒中、正在發光的蠟燭。距離愈遠,發出來的光照射到的範圍就愈大,看起來就會愈暗。

我們把「所有發射出來的光」稱為「光度」,而用「亮度」來描述實際上看到的亮暗程度,而它們之間的關係就是平方反比。一旦我們知道一支蠟燭的光度,再搭配我們看到的亮度,很自然地就可以推算出這支蠟燭所在區域的距離。

舉例來說,我們可以在台北望遠鏡觀測金門上的某支路燈亮度。如果能夠找到到那支路燈的規格書,得知這支路燈的光度,就可以用亮度、光度來得到這支路燈的距離。如果英國倫敦也安裝了這支路燈,那我們也可以用一樣的方法來得知倫敦離我們有多遠。

我們把「知道光度的天體」稱為「標準燭光(Standard Candle)」。可是下一個問題馬上就來了:我們哪知道誰是標準燭光啊?經過許多的研究、推論、歸納、計算等方法,我們還是可以去「猜」出一些標準燭光的候選。接下來,我們就來實際認識一個最著名的標準燭光吧!

「造父」與「造父變星」

「造父」是中國的星官之一。傳說中,「造父」原本是五帝之一「顓頊」的後代。根據《史記‧本紀‧秦本紀》記載:造父很會駕車,因此當了西周天子周穆王的專屬司機。後來徐偃王叛亂,造父駕車載周穆王火速回城平亂。平亂後,周穆王把「趙城」(現在的中國山西省洪洞縣一帶)封給造父,而後造父就把他的姓氏就從本來地「嬴」改成了「趙」。因此,造父可是趙姓的始祖呢!(《史記‧本紀‧秦本紀》:造父以善御幸於周繆王……徐偃王作亂,造父為繆王御,長驅歸周,一日千里以救亂。繆王以趙城封造父,造父族由此為趙氏。)

圖一:危宿敦煌星圖。造父在最上方。圖片來源/參考資料 2

回到星官「造父」上。造父是「北方七宿」中「危宿」的一員(圖一),位於西洋星座中的「仙王座(Cepheus)」。一共有五顆恆星(造父一到造父五),清代的星表《儀象考成》又加了另外五顆(造父增一到造父增五)。[3]

英籍荷蘭裔天文學家約翰‧古德利克(John Goodricke,1764-1786)幼年因為發燒而失聰,也無法說話。1784 年古德利克(John Goodricke,1764-1786)發現「造父一」的光度會變化,代表它是一顆「變星(Variable)」。2 年後,年僅 22 歲的他就當選了英國皇家學會的會員。卻在 2 週後就就不幸因病去世。[4]

造父一這顆變星的星等在 3.48 至 4.73 間週期性地變化,變化週期大約是 5.36 天(圖二)。經由後人持續的觀測,發現了更多不同的變星。其中一群變星的性質(週期、光譜類型、質量……等)與造父一接近,因此將這一類變星統稱為「造父變星(Cepheid Variable)」。[5]

圖二:造父一的亮度變化圖。橫軸可以看成時間,縱軸可以看成亮度。圖片來源:ThomasK Vbg [5]

勒維特定律:週光關係

時間接著來到 1893 年,年僅 25 歲的亨麗埃塔‧勒維特(Henrietta Leavitt,1868-1921)她在哈佛大學天文台的工作。當時的哈佛天文台台長愛德華‧皮克林(Edward Pickering,1846-1919)為了減少人事開銷,將負責計算的男性職員換成了女性(當時的薪資只有男性的一半)。[6]

這些「哈佛計算員(Harvard computers)」(圖三)的工作就是將已經拍攝好的感光板拿來分析、計算、紀錄等。這些計算員們在狹小的空間中分析龐大的天文數據,然而薪資卻比當時一般文書工作來的低。以勒維特來說,她的薪資是時薪 0.3 美元。順帶一提,這相當於現在時薪 9 美元左右,約略是台灣最低時薪的 1.5 倍。[6][7][8]

圖三:哈佛計算員。左三為勒維特。圖片來源:參考資料 9

勒維特接到的目標是「變星」,工作就是量測、記錄那些感光板上變星的亮度 。她在麥哲倫星雲中標示了上千個變星,包含了 47 顆造父變星。從這些造父變星的數據中她注意到:這些造父變星的亮度變化週期與它們的平均亮度有關!愈亮的造父變星,變化的週期就愈久。麥哲倫星雲離地球的距離並不遠,可以利用視差法量測出距離。用距離把亮度還原成光度以後,就能得到一個「光度與週期」的關係(圖四),稱為「週光關係(Period-luminosity relation)」,又稱為「勒維特定律(Leavitt’s Law)」。藉由週光關係,搭配觀測到的造父變星變化週期,就能得知它的平均光度,能把它當作一支標準燭光![6][8][10]

圖四:造父變星的週光關係。縱軸為平均光度,橫軸是週期。光度愈大,週期就愈久。圖片來源:NASA [11]

從「造父變星」與「宇宙膨脹」

發現造父變星的週光關係的數年後,埃德溫‧哈柏(Edwin Hubble,1889-1953)就在 M31 仙女座大星系中也發現了造父變星(圖五)。數個世紀以來,人們普遍認為 M31 只是銀河系中的一個天體。但在哈柏觀測造父變星之後才發現, M31 的距離遠遠遠遠超出銀河系的大小,最終確認了 M31 是一個獨立於銀河系之外的星系,也更進一步開拓了人類對宇宙尺度的想像。後來哈柏利用造父變星,得到了愈來愈多、愈來愈遠的星系距離。發現距離我們愈遠的星系,就以愈快的速度遠離我們。從中得到了「宇宙膨脹」的結論。[10]

圖五:M31 仙女座大星系裡的造父變星亮度隨時間改變。圖片來源:NASA/ESA/STSci/AURA/Hubble Heritage Team [1]

造父變星作為量測銀河系外星系距離的重要工具,然而勒維特卻沒有獲得該有的榮耀與待遇。當時的週光關係甚至是時任天文台的台長自己掛名發表的,而勒維特只作為一個「負責準備工作」的角色出現在該論文的第一句話。哈柏自己曾數度表示勒維特應受頒諾貝爾獎。1925 年,諾貝爾獎的評選委員之一打算將她列入提名,才得知勒維特已經因為癌症逝世了三年,由於諾貝爾獎原則上不會頒給逝世的學者,勒維特再也無法獲得這個該屬於她的殊榮。[12]

本系列其它文章:

天有多大?宇宙中的距離(1)—從地球到太陽
天有多大?宇宙中的距離(2)—從太陽到鄰近恆星
天有多大?宇宙中的距離(3)—「人口普查」
天有多大?宇宙中的距離(4)—造父變星

參考資料:

[1] Astronomy / Meet Henrietta Leavitt, the woman who gave us a universal ruler
[2] wiki / 危宿敦煌星圖
[3] wiki / 造父 (星官)
[4] wiki / John Goodricke
[5] wiki / Classical Cepheid variable
[6] wiki / Henrietta Swan Leavitt
[7] Inflation Calculator
[8] aavso / Henrietta Leavitt – Celebrating the Forgotten Astronomer
[9] wiki / Harvard Computers
[10] wiki / Period-luminosity relation
[11] Universe Today / What are Cepheid Variables?
[12] Mile Markers to the Galaxies

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CASE的全名是 Center for the Advancement of Science Education,也就是台灣大學科學教育發展中心。創立於2008年10月,成立的宗旨是透過台大的自然科學學術資源,奠立全國基礎科學教育的優質文化與環境。
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