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浩瀚蒼穹,探索星際 首頁 / 討論區 / 人類的第一個天文問題
人類的第一個天文問題 回應
白天,天空為何是藍色?夜晚,天空為何是黑色?
2008/3/27 PM 03:20:17


劉得煒
回應內容 回應者
夜晚沒光線天色變黑容易懂,但白天天空為何是藍色倒是不容易瞭解。
2008/3/28 AM 08:41:54 / 210.240.53.111
張鑫聖
天空為何是藍色的?

一束光照射在原子上,可以使原子外圍上的電子暫時移到外層,而這些電子會更活躍的電子會向四面八方放射光波,這個現象物理上就叫散射。



粒子越小,能散射的光頻就越高。空氣中最多的微粒是氮分子,氧分子,和一些微粒在吸收了太陽光的能量後,會重射光波向四面八方傳播。



太陽射出紫外線大部分都被臭氧層吸收了,一部分就被粒子和空氣中的分子散射。紫光被散得最多,依次是藍光,綠光…最後是紅光。但人的眼睛對藍光較為敏感(對紫光反而不敏感),於是天空看起來是藍色的。



當然,空氣中的粒子成分也會影響散射的結果。



例如空氣中如果有一些較大的粒子(比氮和氧大),則較低頻的光被散射的量就會比較多,這時天空就會比較不那樣藍。



也就是天空越乾淨就越藍,這就說明了為什麼雨過會天青啦!

*來自奇摩知識+
2008/3/31 PM 09:29:20 / 203.111.216.242
涂欽鴻
宇宙論(cosmo theory) 第一題:如果星星有無限多顆,那夜空應該佈滿亮點,晚上就會天空亮亮啊?(無雲的夜晚)
1.光亮度隨距離平方成反比,愈遠愈暗,很多星因為太遠了。
2.宇宙中佈滿黑暗物質,所以部分星光被吸收了。
3.宇宙並非無限大。
4._______________
2008/4/24 PM 11:42:01 / 59.115.215.204
劉得煒
--劉得煒發表於1995年東海大學大度山之戀BBS科學版--
□Cosmology 宇宙論

1.宇宙的結構

夜晚為什麼是黑的?

大家都知道夜晚是烏漆嗎黑的, 可是為什麼呢? 有人說太陽下山了當然

天就黑了嘛! 但是對於整個宇宙來說, 太陽不過是小小的一顆恆星, 以宇宙

的幾何來看, 天空應該像一顆星球的表面一樣發光才對呀? 1826年維也納的

物理學家Olber 最先提出了這樣Older's paradox(歐伯的矛盾)。

然而它並非是歐伯的, 也並非是一種矛盾, 早在1576年Thomas Digges

就提出了, 後來1610年的Johannes Kepler、 1721年的Edmund Halley也都

提出過, 所謂的矛盾是指先假設宇宙是穩定無限且永恆不滅的, 如果我們的

目光對準任何一個方向, 都會有一顆星星, 那天空不是應該佈滿星星而看起

來晚上的天空不是應該亮亮的嗎? 當然, 亮度是以距離的平方成反比, 所以

很遠的星光將會變得很微弱, 然而不要忽略了當距離更遠, 所包含在視方面

的星星數目也隨著增加平方倍, 兩者一抵銷, 任何一點星光都或對任何一個

方向影響, 那天空應該每一點都是亮的, 它就不應該是暗的吧?

Kepler和許多天文學家都相信宇宙是有限的, 所以星星之間的空間當然

是黑暗的。但是不久之後西方天文學家又接受的無限宇宙的觀念。

Olber 假設宇宙間的氣體或塵埃吸收了星光, 但是根據能量不滅該氣體

或塵埃應該也會因能量累積而發熱發光啊! 這已經是明顯的事實了!

今天的天文學家指出了Olber paradox 的兩項假設是錯誤的: 宇宙並非

處於穩定狀態而且並非無限的老。

根據星體光譜紅移的事實, 我們知道宇宙是在膨脹中, 也是因此遙遠星

體的光因為離開速度過快而尚未到達地球, 雖然這解釋了部份的問題, 但是

現今仍無有如此大的紅移顯示光線尚未來到。

1848年Edgar Allan Poe 提出了宇宙並非無限老而是創始於過去的某一

時間。更遙遠的星體的光線因為太遠了尚未達到, 我們可以說因為其look-back

time 比宇宙的年齡還大, 所以晚上的天空看起來會是暗的是因為宇宙有一定

的歲數。

這是一種有利的解釋, 因為它明白區分了真實的宇宙和我們所觀測到的

宇宙。真實宇宙是包含所有已知未知的東西而且可能是無限的, 觀測的宇宙

是有限的, 是指我們已知部份。

由Older's paradox 我們發現宇宙論假設的重要性, 而且給了我們一個

啟示, 我們的所謂common sense並非值得信賴的; 所有的天文學都是

reasonably unreasonable(中文難講出精髓),也就是說合理的假設也會導致

不合理的結果。所以宇宙論的前提是假設必須統一:

.................................................待續基本假設......

2008/4/25 AM 12:06:28 / 59.115.215.204
劉得煒
□宇宙論的基本假設

1.Homogeneity 均勻性

----宇宙中的所有物質都是均勻分佈的----

當然是針對大範圍的宇宙, 假如宇宙是均勻的我們才可以忽略個別

的星系以及把物質想成星系散佈的成叢集的氣體。

2.Isotropy 對稱性

----宇宙的每個方向都是相同的----

也是指大範圍的宇宙來講, 不論哪一個方向所看的星系數目都一樣,

把大的結構如星系看成對稱的也是相同的觀點。

3.Universality 一致性

----地球上的定律要適用在宇宙的任何一處----

雖然這一性質乍看很明顯, 但是有些天文學家卻對宇宙外圍以及宇宙

初期的時空產生質疑及挑戰。但是如果定律隨著時間改變的話, 我們的時

空將會看起來很詭異。所以才會有黑洞理論的產生。



均勻性和對稱性導致了基本的假設稱為宇宙論法則cosmological principle

就像哥白尼法則一樣(地球並非特殊的地方, 只是太陽軌道行星的一員), 宇宙中

並沒有特殊的地點, 區域性的不規則除外, 每一個地點都是與另一地點相似的。

如此一來, 我們就不會去想像宇宙是有邊的或是有中心, 也不會去胡亂編造

奇怪的論調來形容宇宙, 我們就會以觀測的結果來與合理的理論結合而解釋我們

的宇宙, 這才是有理性的宇宙觀。
2008/4/25 AM 12:12:10 / 59.115.215.204
劉得煒





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