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娘子,快出來見月亮!

臺北天文館_96
・2014/08/12 ・2279字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 513 ・六年級

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2014fullmoon

月球繞地球的公轉軌道是橢圓形,地球位在橢圓形的其中一個焦點上。這使得月球和地球之間的距離有遠有近,其中離地球最近的位置稱為近地點,最遠的位置稱為遠地點。從地球上觀察,月亮離地球較近時,看起來的視直徑比較大;反之,遠時看來較小。

2014/8/11的凌晨1:43,月球通過今年內最接近地球的近地點,月球中心至地球中心的距離約356895.595公里,比今年最遠的遠地點還近了14%左右。

而在約25分鐘之後的2:09,月球又剛好通過「望」的位置,也就是滿月的時刻,這使得本次滿月視直徑達33.47角分,是今年12次滿月中最大的一次,比1/16的今年最小滿月29.38角分大了4.09角分,大約是13.9%左右。這使得最大滿月的亮度也約比其他滿月還亮30%。

比較特別的是,今年最大滿月是農曆七月十六日凌晨,正在中元節的後一天。所以在8/10中元節當晚入夜之後,便可開始欣賞這個最大滿月的風采。8/10當天月亮東昇時間為17:59(東偏南方,方位角約104度),23:48過中天(正南方仰角53度),8/11凌晨5:41月亮西沈(西偏南方,方位角258度)。以上月升月沒時間與位置,乃以臺北天文館所在地為準,臺灣地區的其他地點會與此資料稍有差異。

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欣賞這個最大滿月無須任何工具,只需東方到東南方地平附近沒有建築樹林等遮蔽的地方,以肉眼欣賞月亮就好。想留下記錄者,可以將相機以三腳架固定後,放大到最大,然後開啟「自拍」功能,按下拍攝鈕即可。擁有望遠鏡設備者,可透過望遠鏡放大拍攝,效果更讚。

lunar-orb-2

不過說實在的,如果不是特別提醒這次的滿月是今年最大滿月,一般人大概不會注意到這次的滿月和其他滿月有何差異。所以不需要特地有何準備,也不需要挑選特定時刻,只要是8/10晚上至隔日8/11天亮之前這段時間,在看得到月亮的地方,以平常心來欣賞這個滿月就可以囉!想感受月亮錯覺者,則得在8/10晚上挑選月升後不久的時間看到月亮的地方來觀看,不然等到月亮上升到比較高之處,這種月亮錯覺的效應就小多了。

影響地球上所見月球視直徑大小的原因主要有四項,分別為月球遠近、滿月時刻相對於觀測地的時間、大氣效應與月亮錯覺。前三項基本上是真實的影響,最後一項則非。

月球遠近

月球在近地點與遠地點時的視直徑不同  月球繞地球公轉的軌道是橢圓形,平均大約每27.3日繞地球一周。在每一圈的軌道繞行過程中,都會有一個時刻最接近地球,稱為「近地點」;此時月球與地球的距離約在35~36萬公里上下,這個距離每次並不相同,或多或少,這是因為月球受到地球與太陽及其他行星等天體引力的擾動效應的結果。同理在軌道上,最遠離地球的位置則稱為「遠地點」;遠地點的距離約在40~41萬公里左右。

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月球近時所見視直徑較大,遠時較小。大約每隔14個月,會逢一次近地點滿月,此時通常是當年最大的滿月;不過由於每次近地點距離不一,因此這樣的近地點滿月的視直徑也不相同。

滿月時刻相對於觀測地的時間

「望」或「滿月」時刻乃是以地心、月心與太陽中心三者的位置來計算的,以地球中心為中心,月球中心和太陽中心的經度相差180度的瞬間。

由於地球是個球體,半徑約6400公里,如右圖,在地球上不同地點與月球的距離其實不盡相同,A點與C的差異就達地球直徑(約13800公里),相當於平均地月距離384,400公里的3.6%之多呢!因此,如果滿月時刻發生時,觀測地點恰在背對太陽、面對月亮的「夜晚側」,那麼觀測地和月球之間的距離,會小於月心到地心的距離;距離縮小,意味著所見的滿月視直徑變大,如同軌道位置遠近造成的效果一樣。

8/11的滿月時刻發生在臺灣地區的凌晨2:09,相當於左上圖的A~D點之間偏A點處,因此本次臺灣地區所見的最大滿月也有這項因素的貢獻。

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moon_earth_distance-3
地球上不同地點與月球的距離差異

大氣效應

地球大氣層並不是均勻分佈,總體來說,大氣密度由地面向上空遞減。而光線穿過密度不同的大氣時,會被偏折,即所謂的「折射」,密度差異愈大者,被偏折的角度愈大。因此,當天體接近地平面時,天體所發出的光被偏折的程度,會比天體接近天頂時還要多。

除了密度之外,其實大氣壓力、溫度和濕度等,也都會影響大氣折射效應的程度。因此在某些大氣狀況下,大氣會類似放大鏡一樣,使所見的月球盤面會比真正的還大一些;尤其是愈接近地平面的時候,這種效應會愈大。8/11凌晨最大滿月發生時,月亮位於方位角約226.4度、仰角僅約40.2度的位置,仰角高度算中等,大氣折射效應的影響不大;但真實情況,必須視當天大氣環境而定,無法提前預測結果。

月亮錯覺

月亮錯覺是個「虛假」的效應,純粹是心理作用問題,會覺得靠近地平面附近的月亮,看起來比天頂附近的月亮還大。這種錯覺,其實對於太陽也適用。

目前較為人接受的一種解釋,認為是因為靠近地平面附近時,因有地面有距離比較近的景物或建築等,可供與距離比較遠的月球作為比較,而天頂附近則沒有,人類大腦企圖修正這種距離產生的影響,反倒修正錯了,成為一種錯覺。其實不妨拿一個10元硬幣,在月亮剛升起不久,以及月亮比較接近天頂時來比較,將會發現其實月亮幾乎是一樣大的,不若眼睛所見似有差異。

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8/11凌晨最大滿月時刻,月球仰角僅約40度左右,因此月亮錯覺效應頗小;但若在8/10傍晚月升時分、或是8/11天亮前月落時分觀看時,月亮錯覺效應就很大。

不是超級月亮,也不是世界末日

每逢每年的最大滿月時,總會有「超級月亮引發世界末日」的謠言出現,不過即使是最大滿月,月亮與地球的距離都在一般正常距離內,月亮的大小也在每年可見的正常範圍內,所以不會發生「特別接近地球而引起地球災難、甚至世界末日」之類的事。請勿輕信謠言,更不要成為此類謠言的推動黑手,那是很不道德的行為呢!

本文轉載自網路天文館

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臺北天文館_96
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臺北市立天文科學教育館是國內最大的天文社教機構,我們以推廣天文教育為職志,做為天文知識和大眾間的橋梁,期盼和大家一起分享天文的樂趣!

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【特輯】七夕牛郎織女再聚首,情人節又是離人節?
郭 宜蓁
・2019/08/06 ・2477字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 471 ・五年級

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一年一度的七夕情人節又來臨了,去死去死團出動囉!不免俗還是要來幫大家複習一下牛郎織女的故事,順便來場科學的浪漫 (?)

去死去死團出動囉~ 圖/giphy

在很久很久以前,孤兒牛郎和哥哥嫂嫂一起生活;嫂嫂愛刁難他,給了牛郎九頭牛卻要牛郎帶十頭回來才能回家。經過高人指點的牛郎帶回了一隻其實是被打下凡間的老黃牛。

他悉心照料這隻牛,於是老牛就指點他找到了仙女們下凡洗澡遊玩的地方。他偷偷拿了其中一件衣服,而因為沒有衣服穿就回不去天界的織女,就這樣跟牛郎墜入了愛河。他們經過什麼樣的過程,生育了一對龍鳳胎我們就不贅述了,但這樣觸犯天規的織女要被強行帶回天庭。經歷了一番波折,總而言之牛郎織女每年總算可以在農曆的七月初七在鵲橋相會囉。

農曆七月初七,怎麼會出現滿月?

讓我們搜尋一下牛郎織女相會的畫面……

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牛郎織女相會的圖後竟然是滿月嗎?

等等,不是說他們相聚是農曆七月初七嗎?七月初七的月亮應該是這樣啊:

看到初七的月相了嗎?根本不是滿月呀!圖/嵌入自中央氣象局

如果我們不要改時間為難一年才能相聚一次的牛郎織女,要怎麼才能讓七夕鵲橋仍然有滿月這樣浪漫的存在呢?

假設一:他們是在外太空

牛郎織女每年七夕在銀河旋臂上相遇,由地球上看到的至少是 6500 年前的牛郎織女,考量到光線傳遞會有時間差,大約有十分之一的機率剛好碰到滿月的畫面。

或者假設牛郎織女並沒有遠在 6500光年之外,對神仙來說,鵲橋高度跟月球軌道一樣,因此視角跟我們凡人不同也是很合理的。

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假設二:那根本不是月球

其實仔細看看畫面,你怎麼會認為牛郎織女後面是月球呢?那光明明是 7500K 以上的藍白光恆星,搞不好是天狼星或是參宿增一之類的超大恆星哪~~

假設三:公轉速度改變的平行宇宙

簡單版:有個地球2.0和月球 2.0,各項參數配起來剛好七夕那天就是滿月。

更一個複雜版的平行宇宙:如果月球公轉速率快約一倍、地球公轉速率也快約一倍,地球自轉速率維持不變。可以得到一個月只有約 14.6 天左右,一年只有只有 182~183 天,但一樣一年會有 12 個月,每天仍然是 24 小時,而初七前後就會是滿月,解決!

牛郎跟織女在天空的真面目其實是……

夏季大三角。圖/嵌入自臺北市立天文館

牛郎與織女和太陽一樣都是恆星,核心核融合反應所產生的光,穿越太空、抵達地球,才能被人們看見。

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織女屬於 88 星座中的天琴座,亮度 0.0 等,是全天排名第 5 亮的恆星,顏色呈現藍白色,西文 Vega 或 Wega 乃「俯衝的老鷹」之意。在織女星旁有 4 顆排成菱形的 3、4 等暗星,在東方被視為擅長織布的織女所使用的梭子,在西方則被視為七弦琴的琴弦部分。

牛郎又名「河鼓二」,屬於 88 星座中的天鷹座,亮度 0.8 等,全天排名第 12 亮的恆星,顏色呈現白色。西文 Altair 乃「上升的老鷹」之意,與織女相反。牛郎旁有兩顆 2 等星,分別為河鼓一與河鼓三,這兩顆星幾乎連成一直線,也可以看作牛郎用扁擔帶著一雙兒女。

牛郎和織女在地球上看似只是隔著銀河相望,其實兩者彼此相距約 16 光年之遠,實際上相對的位置並不會因七夕「鵲橋相會」而變得比較近喔!

傳說是一回事,七夕讓情人相會過得如何呢?

雖然老外不過七夕,但 Morse 與 Neuber 多年前進行的一項追蹤研究指出,西洋情人節 2/14 前一週與當週的分手率是平常的 2.5 倍。在情人節參加實驗的受試者,更容易分手。在二月參加實驗的人,有 13% 的人分手,四月的參加者有 7.4% 的人分手(或許是因為愚人節效應),而 9 月和 10 月的參加者,分手率是 4.2% 和 5.1%。

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你是說想在情人節分手是嗎?圖/giphy

不論是二月十四或是七夕,都不能當做分手的理由,所以我們跟該去思考的是:這些「情人系」的日子裡發生了一些什麼,讓我們更容易分手?或者,這效果真的如此「全面性」嗎?還是只是「某些人」在這段時間容易分手呢?

為了回答這些問題,Morse 與 Neube 回顧了文獻,提出兩個假說:

  1. 煽動假說(instigator hypothesis):情人節是一種「社會比較性」(Social comparison)的節日,在比較之中「煽動」了分手。這幾天之中,你有更多的機會看到別的情侶互餵吃飯飯,撞見路人甲和他的閃光在街頭擁吻,看見伯朗大道上的(偽)金城武幫他女朋友擦汗奉茶,甚至姊妹淘在聊天時,「不小心」聽到某人的男友又送她多名貴的限量包包。這樣一比較下來,很多事情都變得鮮明起來,當他不夠體貼、不夠了解、準備的禮物你不喜歡、甚至餵你吃飯的時候沒有疊字地說「飯飯、麵麵」,都會促使你去想:他真的愛我嗎?他是不是變了?
  2. 催化假說(catalyst hypothesis):情人節只是催化了情侶之間「比較明顯」的部份。情侶間的連結強弱,本來就是會隨著衝突、信念、自我揭露、各種大小事件而起伏,那些本來就幸福穩定的關係,受情人節影響不大,真正該小心的是那些原先就岌岌可危,浪濤洶湧,暗藏許多不滿和委屈的關係。

所以,到底哪個說法對呢?就 Morse 與 Neube 的追蹤研究來說,比較支持「催化假說」。那些原先就問題重重的關係,更容易在情人節後分手。

看完七夕的傳說到現實,在此祝福大家不管有情無情,單身交往還是一言難盡,生活都能過得開心順利。

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延伸閱讀

郭 宜蓁
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輔大心理系畢業,面對未知世界,選擇用科學方式碰觸、感受,再用內化後的框架去結構、詮釋所感知的世界。

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當霍金也在世界末日的傳說中參一腳?!
科學新聞解剖室_96
・2016/06/06 ・4272字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 545 ・八年級

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科學新聞解剖室—案件編號 17

Physicist_Stephen_Hawking_in_Zero_Gravity_NASA
圖/wikipedia

案情

自從全球暖化議題從科學家研究進入日常茶餘飯後的民生話題之後,「氣候變遷」、「氣候異常」似乎變成了一句口頭禪,時時搔動我們的敏感神經。加上近期 PM2.5 的情形每況愈下,灰濛濛的空氣品質真是讓人心情糟透了,就在這樣的氛圍下,日前 LINE 的親友群組又傳來一則驚悚的報導,是中時電子報網站 2016 年 3 月 7 日刊登的〈氣候亂象!霍金:地球最快 2030 年世界末日?〉這篇新聞。是啊是啊,世界末日又來了!(狼來了狼來了狼來了)

新聞首段指出:

…知名宇宙物理學家霍金爆出驚人言論:在未來 15 – 20 年內,太陽將會進入到休眠狀態,太陽的這種變化,將對地球造成毀滅性的影響,難道地球將會在數十年內迎來世界末日,最早 2030 年滅亡嗎?……

噢…..這次竟然是物理大師霍金說的耶!這可不能等閒視之,畢竟霍金是當代極富盛名的大科學家,如果是真的,那解剖員就得好好地為接下來的 20 年打算,如果是假的,那也要還給霍金一個公道。就讓我們拿起隨身攜帶的兩把手術刀,一層一層地來看看事情的原貌。

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解剖

科學疑點一:太陽活動減少,世界就會毀滅嗎?

 ……霍金預言說太陽將在 2030 年休眠,這將導致地球氣溫大幅度下降、使得地球步入小冰河期。……由瓦倫蒂娜紮爾科夫教授與團隊研發的太陽活動週期新模型,……預測到太陽活動將在 2030 年左右減少 60%,屆時地球將很有可能進入小冰河期。…

這一段新聞的內容似乎在說明霍金預言 2030 年太陽要「休眠」,而且研究團隊也預測太陽活動在 2030 年會減少 60%。屆時人類就要進入冰天凍地的小冰河期。但值得思考的是,太陽活動真的和地球的氣候變化有關係嗎?科學說明因果關係時要非常謹慎,所以科學家真的有這樣說嗎?

這裡面其實有幾個不同的概念被混淆了,首先,這裡所指的「太陽活動」並不是我們日常生活中看到太陽發光發熱的現象,而是指人類透過天文儀器才能觀察到的太陽表面活動現象,例如太陽黑子(Sunspot,最容易被觀察到的太陽活動)、日珥(Solar prominences)、閃焰(Solar ­flare)等等。地球可以孕育生命,依靠的是太陽核心的核融合反應,再以熱輻射的形式傳送給地球,根據太陽中氫的含量來看,太陽核融合反應還可以維持近 100 億年(噢噢)。因此,「太陽活動減少」似乎不能那麼快地就直接等同於小冰河期的來臨,當然距離「世界末日」就更遙遠了。

再來,「小冰河時期」和太陽的關係其實是很複雜的,過去地球上出現小冰河期的特點之一是冰川迅速擴張,發生的時間約是從 1550 年持續到 1850 年之間。從數據資料來看,其中有三個冰河期高峰是 1650 年、1770 年、1850 年,如果我們再對照圖一的太陽黑子活動狀況來看,除了圖表最左邊的蒙德最小期(Maunder Minimum, 1645-1715)太陽活動不活躍之外,1770 年與 1850 年的太陽活動仍然相當穩定。所以,太陽活動和小冰河期之間的關聯還有待時間提供更多的證明,可別急著就這樣下定論喔。

蒙德極小期
圖一:太陽週期與蒙德極小期

其實當研究團隊預測 2030 年的太陽活動降低 60% 之後,英國《每日郵報》(Daily mail)刊登報導就指出 2030 年人類會進入小冰河時期。隨後國際天文學協會就立即發佈了一篇新聞稿,說明從 1700 年到現在的太陽活動其實都非常穩定,很難再以太陽活動趨勢來解釋工業革命以後到 20 世紀的氣候變化。從這裡可看出新聞報導對太陽活動有明顯的錯誤認知與解讀,透過種種證據與解剖員的推論,霍金和研究團隊有可能被栽贓了,究竟真相如何,就讓我們繼續看下去。

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科學疑點二:霍金到底說了什麼?!黑鍋不是這樣背的

經過解剖員們繼續搜尋相關資訊、抽絲剝繭之後,蓋章認證霍金根本沒有說過 2030 年地球要進入小冰河期這樣的話,整起新聞報導和霍金根本毫不相干(一腳踢開霍金背上的黑鍋)。那麼為什麼會有霍金會被抓來當發言人呢?

從搜尋的資料顯示,這次最早將霍金和 2030 年世界末日做連結的新聞來自於「中國網東海資訊」,標題是「2030 年太陽休眠 地球傳聞:霍金預言末日說世界末日十大猜想」。這篇新聞有標示是引用自前一天「中國經濟網」的報導,標題是「專家稱 2030 年太陽將”休眠” 地球進入”小冰河期”」。噢?僅僅過了一天,霍金就從科學家變成了末日預言家,這太神奇了!

為什麼這些新聞要找上霍金而不是其他科學家呢?目前最有可能的起點是霍金在 2010 年接受 Bigthink 網站的訪談「Abandon Earth—Or Face Extinction」。訪談中,霍金認為在未來的幾百年內人類將很難避免在地球上發生災難,為了分散風險,他認為人類應該前往太空,而非僅僅守於地球。其中有段話正是對應媒體錯誤轉錄的末日說:“But I’m an optimist. If we can avoid disaster for the next two centuries, our species should be safe, as we spread into space.” 霍金這段話主要是說,如果人類可以撐過接下來兩百年的災難,那是因為人類已經在太空中展開生活。所以這段話的重點不在於說明究竟是哪一種災難,而是在討論未來災難的可能風險,霍金主要是要強調人們必須對科學、風險有基本暸解,才能對未來做出明智的解決策略。顯然媒體不僅畫錯了科學家的重點,還將霍金舉例的兩百年解釋成世界末日,腦補神技令人咋舌。

順道一提,這則新聞中的研究團隊分析近 33 年(1976 – 2008)的觀測資料,終於可以成功預測太陽活動週期,並達到 97% 準確率,而預測結果也連帶顯示 2030 年太陽活動將會下降 60%。由於過去科學家觀測到如此不活躍的太陽活動時期是 1645 – 1715 年間,也就是蒙德極小期,而這段歷史時期只是恰好遇到 1650 年開始的第一個小冰河高峰,我們在前面已經知道無法用太陽活動解釋氣候變化,所以科學家對於 2030 年的預測結果也不代表小冰河的到來,但是如果媒體不去深入瞭解,很容易過度解讀成「太陽活動減少就等於小冰河期的來臨」。然而研究團隊從頭到尾都沒有在預測兩者之間有任何關係,他們發表研究成果的目的並不是要提出世界末日的預警(鄉親啊,請冷靜)。

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在這則新聞裡,媒體專挑大咖的科學家來背書,也曲解了研究團隊的內容,集三個黑鍋可以兌獎嗎?!(舉手發問)

接下來看看媒體上的問題:

媒體疑點一:原來打臉一次不夠用?!

初看這則新聞時,發現在報導的文末有註明文章來源是「科技頭條」,解剖員點進去網頁一看,是中國網易網站在 2016 年 3 月 6 日刊登的一篇新聞:〈世界末日說又來了,這次是 2030 年地球滅亡〉,而網易的新聞又標示來源是另一個「科技頭條」。在這個尋找粽子頭的過程中,解剖員赫然發現這可是一則拼貼舊聞的新聞啊(啜茶)。

這一切的起點是英國皇家學會 2015 年 7 月舉辦的天文學會,其中的一篇研究發表,接著英國《每日郵報》以 “Is a mini ICE AGE on the way? Scientists warn the sun will ‘go to sleep’ in 2030 and could cause temperatures to plummet” 為題報導。這麼火熱的議題,竟然馬上延燒到中文世界來。當時事件發生的第一時間,PanSci泛科學中國果殼網都有撰文說明轉譯報導中對科學研究理解的錯誤,沒想到今年再度捲土重來,不僅把小冰河期置換超級吸睛的世界末日,內文更有兩大段原封不動來自 2015 年「中國日報網」的新聞,更誇張的是硬把霍金推上舞台吸引鎂光燈,太無言了!

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解剖員還原一下這篇新聞的生產過程如下圖二,大概就是從過去的發燒議題中抓取片段、重製,然後再登場,媒體不需要檢視、查證,只需動動手指頭轉載就一切搞定。

霍金新聞流程
圖二:本則新聞產製流程圖

媒體疑點二:別裝了,你是「類內容農場」!

中時電子報在這篇報導中,在文字的設計上特別用了兩個問號,分別是標題「氣候亂象!霍金:地球最快 2030 年世界末日?」和第一段的最後一句「難道地球將會在數十年內迎來世界末日最早 2030 年滅亡嗎?」用問句保留一點空間,似乎也就可以規避一些責任,但是卻難掩過程中的各種粗糙作法。

其實這篇報導轉載的內容並非原出處,除了已經不知經過多少手的轉處理之外,通篇內容有 90% 以上援用「網易」網站的新聞,品質很值得懷疑。再仔細一看,這篇報導是出自中時電子報網頁的「圖輯區」,圖輯區的每一篇文章都有搭配一張至數張吸引人的圖片以及內容農場式的標題,可以說是圖文並茂,十分吸睛。這篇「世界末日說」的報導為例,截至 3 月 15 日的點擊率是 234,650次,相當驚人呢!只是在這個專區裡面,轉載一些內容農場文章、賺點擊率、拼流量等方式,其實已經是一種主流媒體向內容農場傾斜的作法,我們過去曾介紹過「類內容農場」這個概念,在這裡我們似乎也嗅到了同樣的味道。

媒體疑點三:「世界末日說」──人類共同的鄉愁

這篇新聞第一段劈頭就指出:世界末日說我們經歷了好幾個,其中最厲害的是 2012 世界末日,伴隨著電影使人人心惶惶。「世界末日」這幾個字好像具有一種票房的魔力,很容易能夠抓住人們的目光,尤其在這個變動不安的現代社會裡,似乎是全世界人們共同的鄉愁。

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一直以來,我們對這類的新聞不會陌生,例如:〈12 月 21 日 末日預言「馬雅曆沒提」〉、〈傳說中末日,就在今天…末日會來嗎? NASA 電話被打爆〉、〈天國近了?盤點歷史世界末日 8 大預言〉、〈2016 年成世界末日?5 大災難預言你聽過嗎〉等等,連名為《世界末日》的這部電影的票房都是 1998 年最高,就連維基百科都有一個「末日預言列表」,這些故事已經把我們說得彷彿真的經歷過好多場世界末日。

世界末日、世界第一、史上最慘……等等極端的詞彙,確實很能夠引起我們心裡的共鳴,但它也可能像是在陽春麵裡面灑進太多的胡椒,原本是茶餘飯後的提味用途,卻反過頭來喧賓奪主地壞了整個主餐的味道。有趣的是,這篇報導一邊援用《明天過後》電影來體現十足的災難效果,最後卻不忘非常正經、八股且科學地提醒大家「當務之急還是要減緩暖化」,這句話讓解剖員像是在末日的警鐘中驚醒……然後再跌入另一個更迷惘的末日。

解剖總結

解剖員們最後總結,這篇新聞是一篇拼貼舊聞的報導,媒體不僅便宜取用二手新聞、缺乏查證、便宜行事;此外,對於科學研究的錯誤解讀失真、誇大,混淆視聽。綜合以上分析,本解剖室給這一則新聞報導評以如下評價(13 顆骷髏頭):

綜合剖析評比-科學偽新聞指數(滿分五顆)

「理論錯誤」指數:☠☠☠☠☠

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「便宜行事」指數:☠☠☠☠

「戲劇效果」指數:☠☠☠☠

 

(策劃/寫作:簡克志、賴雁蓉、黃俊儒)

科學新聞解剖室_96
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「科學新聞解剖室」是由中正大學科學傳播教育研究室所成立的科學新聞監督平台,這個平台結合許多不同領域的科學解剖專家及義工,以台灣科學新聞最容易犯下的10種錯誤類型作為基礎,要讓「科學偽新聞」無所遁形。已出版《新時代判讀力:教你一眼看穿科學新聞的真偽》《新生活判讀力:別讓科學偽新聞誤導你的人生》(有關10種錯誤的內涵,請參見《別輕易相信!你必須知道的科學偽新聞》一書)。

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月球繞地球的公轉軌道是橢圓形,地球位在橢圓形的其中一個焦點上。這使得月球和地球之間的距離有遠有近,其中離地球最近的位置稱為近地點,最遠的位置稱為遠地點。從地球上觀察,月亮離地球較近時,看起來的視直徑比較大;反之,遠時看來較小。

2014/8/11的凌晨1:43,月球通過今年內最接近地球的近地點,月球中心至地球中心的距離約356895.595公里,比今年最遠的遠地點還近了14%左右。

而在約25分鐘之後的2:09,月球又剛好通過「望」的位置,也就是滿月的時刻,這使得本次滿月視直徑達33.47角分,是今年12次滿月中最大的一次,比1/16的今年最小滿月29.38角分大了4.09角分,大約是13.9%左右。這使得最大滿月的亮度也約比其他滿月還亮30%。

比較特別的是,今年最大滿月是農曆七月十六日凌晨,正在中元節的後一天。所以在8/10中元節當晚入夜之後,便可開始欣賞這個最大滿月的風采。8/10當天月亮東昇時間為17:59(東偏南方,方位角約104度),23:48過中天(正南方仰角53度),8/11凌晨5:41月亮西沈(西偏南方,方位角258度)。以上月升月沒時間與位置,乃以臺北天文館所在地為準,臺灣地區的其他地點會與此資料稍有差異。

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欣賞這個最大滿月無須任何工具,只需東方到東南方地平附近沒有建築樹林等遮蔽的地方,以肉眼欣賞月亮就好。想留下記錄者,可以將相機以三腳架固定後,放大到最大,然後開啟「自拍」功能,按下拍攝鈕即可。擁有望遠鏡設備者,可透過望遠鏡放大拍攝,效果更讚。

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不過說實在的,如果不是特別提醒這次的滿月是今年最大滿月,一般人大概不會注意到這次的滿月和其他滿月有何差異。所以不需要特地有何準備,也不需要挑選特定時刻,只要是8/10晚上至隔日8/11天亮之前這段時間,在看得到月亮的地方,以平常心來欣賞這個滿月就可以囉!想感受月亮錯覺者,則得在8/10晚上挑選月升後不久的時間看到月亮的地方來觀看,不然等到月亮上升到比較高之處,這種月亮錯覺的效應就小多了。

影響地球上所見月球視直徑大小的原因主要有四項,分別為月球遠近、滿月時刻相對於觀測地的時間、大氣效應與月亮錯覺。前三項基本上是真實的影響,最後一項則非。

月球遠近

月球在近地點與遠地點時的視直徑不同  月球繞地球公轉的軌道是橢圓形,平均大約每27.3日繞地球一周。在每一圈的軌道繞行過程中,都會有一個時刻最接近地球,稱為「近地點」;此時月球與地球的距離約在35~36萬公里上下,這個距離每次並不相同,或多或少,這是因為月球受到地球與太陽及其他行星等天體引力的擾動效應的結果。同理在軌道上,最遠離地球的位置則稱為「遠地點」;遠地點的距離約在40~41萬公里左右。

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月球近時所見視直徑較大,遠時較小。大約每隔14個月,會逢一次近地點滿月,此時通常是當年最大的滿月;不過由於每次近地點距離不一,因此這樣的近地點滿月的視直徑也不相同。

滿月時刻相對於觀測地的時間

「望」或「滿月」時刻乃是以地心、月心與太陽中心三者的位置來計算的,以地球中心為中心,月球中心和太陽中心的經度相差180度的瞬間。

由於地球是個球體,半徑約6400公里,如右圖,在地球上不同地點與月球的距離其實不盡相同,A點與C的差異就達地球直徑(約13800公里),相當於平均地月距離384,400公里的3.6%之多呢!因此,如果滿月時刻發生時,觀測地點恰在背對太陽、面對月亮的「夜晚側」,那麼觀測地和月球之間的距離,會小於月心到地心的距離;距離縮小,意味著所見的滿月視直徑變大,如同軌道位置遠近造成的效果一樣。

8/11的滿月時刻發生在臺灣地區的凌晨2:09,相當於左上圖的A~D點之間偏A點處,因此本次臺灣地區所見的最大滿月也有這項因素的貢獻。

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地球上不同地點與月球的距離差異

大氣效應

地球大氣層並不是均勻分佈,總體來說,大氣密度由地面向上空遞減。而光線穿過密度不同的大氣時,會被偏折,即所謂的「折射」,密度差異愈大者,被偏折的角度愈大。因此,當天體接近地平面時,天體所發出的光被偏折的程度,會比天體接近天頂時還要多。

除了密度之外,其實大氣壓力、溫度和濕度等,也都會影響大氣折射效應的程度。因此在某些大氣狀況下,大氣會類似放大鏡一樣,使所見的月球盤面會比真正的還大一些;尤其是愈接近地平面的時候,這種效應會愈大。8/11凌晨最大滿月發生時,月亮位於方位角約226.4度、仰角僅約40.2度的位置,仰角高度算中等,大氣折射效應的影響不大;但真實情況,必須視當天大氣環境而定,無法提前預測結果。

月亮錯覺

月亮錯覺是個「虛假」的效應,純粹是心理作用問題,會覺得靠近地平面附近的月亮,看起來比天頂附近的月亮還大。這種錯覺,其實對於太陽也適用。

目前較為人接受的一種解釋,認為是因為靠近地平面附近時,因有地面有距離比較近的景物或建築等,可供與距離比較遠的月球作為比較,而天頂附近則沒有,人類大腦企圖修正這種距離產生的影響,反倒修正錯了,成為一種錯覺。其實不妨拿一個10元硬幣,在月亮剛升起不久,以及月亮比較接近天頂時來比較,將會發現其實月亮幾乎是一樣大的,不若眼睛所見似有差異。

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8/11凌晨最大滿月時刻,月球仰角僅約40度左右,因此月亮錯覺效應頗小;但若在8/10傍晚月升時分、或是8/11天亮前月落時分觀看時,月亮錯覺效應就很大。

不是超級月亮,也不是世界末日

每逢每年的最大滿月時,總會有「超級月亮引發世界末日」的謠言出現,不過即使是最大滿月,月亮與地球的距離都在一般正常距離內,月亮的大小也在每年可見的正常範圍內,所以不會發生「特別接近地球而引起地球災難、甚至世界末日」之類的事。請勿輕信謠言,更不要成為此類謠言的推動黑手,那是很不道德的行為呢!

本文轉載自網路天文館

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世界末日擦身而過?──破解太陽閃焰的謠言
歐柏昇
・2015/02/24 ・3087字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 547 ・八年級

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網路上流傳著一篇文章,聲稱2月21日發生了強烈的太陽閃焰,程度達1859年「卡林頓事件」的等級,因此「人類差一點點就GG了」。如此關於世界末日的謠言,相當危言聳聽,甚至作者引用了英文的Youtube影片,試圖訴諸權威,讓讀者更容易相信此謠言。

這幾天根本沒有劇烈閃焰

要如何知道這篇傳言是否真實呢?現在,我們來設想另一個情境。假若今天的傳言不是關於太陽閃焰,而是如此:「西太平洋上形成了一個強烈颱風,這個颱風的強度相當於2013年重創菲律賓的海燕颱風,只慶幸颱風已經轉向,並不會直撲臺灣。」

如果今天看到這樣關於颱風的消息,你會有興趣查詢中央氣象局的網站。倘若消息是假的,很容易就看得出來──如果氣象局網站隻字未提,那颱風的消息顯然是謠言。

關於太空天氣也是一樣的,目前很多即時資料在網路上都是公開透明。我們只要稍微察看,就可以分辨出網路傳言的真偽。現在和大家介紹兩個查詢「太空天氣」的網站。

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第一個是SpaceWeather.com,這個網站以簡易明瞭的介面,呈現了太空天氣的各種即時資訊。網站首頁左上角顯示了即時的數據,包括太陽風(solar wind)的速度及粒子密度,以及X射線太陽閃焰(X-ray solar flare)的近六小時、二十四小時最大強度。

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在此向各位簡介「X射線太陽閃焰」的分級。科學家使用0.1至0.8奈米的波長的X射線,來計算X射線的通量(單位面積每秒通過多少能量),而定義出太陽閃焰的強度。在這樣的定義下,我們可以將閃焰由強至弱分為X、M、C、B、A這幾個等級。當我們看到一個閃焰事件時,可以從它最高峰的強度,來決定出這個閃焰的等級。

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↑太陽閃焰分級說明──以2000年7月為例(修改自網站

了解這個分級方法,我們就來查看這幾天的閃焰等級。你只要點選網頁右上角的日期欄,就可以調整日期。你很快就會發現──不對呀!這幾天都只有B級、C級的閃焰,連M級都稱不上,怎麼會說出現致命的閃焰呢?

另一個網站較為專業,是美國國家海洋暨大氣總署的太空天氣網站,可以在這裡找到關於太空天氣的原始資料。我們不詳述此網站的使用方式,只向大家分享這張圖:

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GOES X-ray Flux
GOES X-ray Flux

我們從NOAA的網站找到官方公布的X射線通量圖。你會發現,這幾天的閃焰等級幾乎都在B級,最多也只擦到C級的邊而已,完全沒有M級或X級的強烈閃焰!

我們都安然度過了很多次X級閃焰

你又會問,如果真的發生X級的閃焰,那又怎麼辦呢?告訴你,其實去年發生了好幾次X級閃焰。其中一次就在2014年12月19日,發生了X1.8級的閃焰,以下就是當時由NASA的太陽動力學天文台(Solar Dynamics Observatory: SDO)衛星拍攝下來的影像。你也知道,在12月19日那天,大家還是照常滑著手機,我們生活中毫無感受到任何威脅!

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2014年12月19日的太陽閃焰 (Image Credit: NASA/SDO)

史都華‧克拉克所寫的科普書籍《太陽風暴》當中說明:「完美的太陽風暴有四個要素:(一)閃焰引起的日冕物質噴發速度一定要很快,(二)必須正對著地球,(三)必須比散亂的長命磁暴更加凝聚,(四)日冕物質噴發的磁場一定要正好跟地球反方向。」這四個條件必須同時達到,才會發生嚴重的太陽風暴。就算發生X級的閃焰,也很難精準打中地球。這就是為何去年發生那麼多次X級閃焰,我們安然無恙,還以為沒有任何事情發生呢!

太陽風暴來襲並不是世界末日

那如果真的同時達成四個條件,是不是就會發生世界末日了?我們必須釐清太陽風暴如何影響地球。首先,太陽閃焰會產生了無線電波,干擾地球上使用電波的通訊系統。此外,日冕物質噴發(Coronal mass ejections; CMEs)經常伴隨著閃焰出現,這與地球上的磁暴與息息相關。日冕物質噴發通常是以每秒200至500公里的速率前進,有時甚至可以超過每秒1000公里。這些電漿衝向地球,擾動了地球磁場而產生磁暴。產生的感應電流,可能使得電力輸送受到影響。例如1859年那次強烈的太陽風暴,讓電報通訊系統嚴重受阻。另外,GPS可能因為磁場的變動而失靈。

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最劇烈的太陽風暴,有可能造成全球電力、通訊系統受損,但並不能將它想像為「世界末日」。人們經常誤解了太陽風暴的實情,將它想像成一個大火把燒到地球,或者像是炸彈一般丟向地球。我們要先釐清,「閃焰」與「日冕物質噴發」兩者並不相同。事實上,「閃焰」是太陽表面的爆炸事件,並不會透過這麼遠的距離「燒」到地球,只不過發出的電磁波可能干擾我們的通訊。真正可能拋向地球的是伴隨閃焰出現的「日冕物質噴發」。但這裡提供一些數據:日冕的物質密度,大約是每立方公分1,000,000,000(十億)個粒子;平時太陽風在地球附近的物質密度,則只有每立方公方0.01個粒子。比較地球上空氣的密度,就可以了解到日冕的密度有多低了──地球上接近海平面處空氣的粒子密度,大約是每立方公分10,000,000,000,000,000,000(一千萬兆)個粒子!密度極低的日冕物質噴發可能造成災害,但顯然不是人們想像中的巨大火把,更不會造成「世界末日」。

此外,網路傳言聲稱太陽閃焰可能毀壞核電廠,對人類造成嚴重威脅。這裡就舉1989年的例子,給各位了解。1989年3月的太陽風暴的主要災區在北美,當時由磁暴引起的感應電流損害了魁北克的輸電網路,造成九小時的大停電。牽涉到電力輸送,核電廠當然有受到牽連,但是並非影響到反應爐,而是影響到輸電網路。例如魁北克的Gentilly-2核電廠,當時斷絕電力供應,但立刻啟動備用電力設施。而在美國紐澤西州的Salem核電廠,當時則是輸電的變壓器受到感應電流毀壞,與反應爐並無關聯。

太陽風暴可能影響人類所仰賴的高科技電力設施,造成人類暫時失去電力與通訊的風險。但是,這些風險與媒體經常誇大的「世界末日」完全不同。我們也要說明,太陽風暴對人類來說,並不真的是毫無招架之力的災難。目前人們已經隨時監測太空天氣,並不斷發展著防災的措施。

太空天氣監測的防災意義

1859年的太陽風暴,在卡林頓等科學家細微的觀察之下,解開了重大的難題。人們終於了解,「地球上發生磁暴」與「太陽上出現閃焰」是相關的。1859年的歷史意義,在於人類開始使用電力通訊的時候,為了克服來自太陽的威脅,而逐步揭開太陽閃焰與磁暴的真相。

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這些年來,人類對電力的仰賴程度越來越高,勢必在太陽風暴來襲時要承受更高的風險,這是我們不否認的──然而,科學家同時做了很多努力,人們對於太陽的了解已經遠超過1859年。現在,NASA的SDO、SOHO等衛星,都隨時監控著太空天氣的變化,即時回傳各項數據,讓人們做好準備。

就如同地球上天氣變化的防災一般,科學家當今對於「太空天氣」的觀點,早已從「恐懼」轉為「防災」。地球上的天氣,我們有天氣預報;太空中的天氣,我們一樣有天氣預報。在剛才介紹的spaceweather.com這個網站中,你可以在左下方看到「NOAA Forecasts」的欄位,隨時為大家做太空天氣預報,專家們可以根據這些預報來防患未然。

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太陽風暴的發生不是世界末日,但科學家隨時做好準備。我們使用的高科技,在太陽底下暴露著風險,但科學家早已體認到,我們必須付出相應的代價來做防災工作。科學家的態度,就如同面對地球上的風暴一樣──那是一種天然災害,我們需要隨時監控。關於太空天氣的各項監測,隨時都在未雨綢繆!網路上流傳的謠言,任意捏造太陽閃焰事件,並且聲稱人類只是僥倖,這種說辭顯然抹煞了科學家持續為全人類的防災所做的一切努力。

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歐柏昇
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台大物理與歷史系雙主修畢業,台大物理碩士。現為台大物理系、中研院天文所博士生,全國大學天文社聯盟理事長。盼望從天文與人文之間追尋更清澈的世界觀,在浩瀚宇宙中思考文明,讓科學走向人群。