2008年1月2日 星期三

宇宙


  • 1. 恆星(Planet)的定義 :
     
    看似不動且自己會發光的特性, 且「星光」乃是來自於星球表面 的「熱輻射 (Thermal Radiation)」。
    2.
    行星(Planet)的定義 :
    1
    個天體,環繞太陽公轉、具有足夠的質量,令其本身的重力能維繫本體成球狀、能淨空公轉軌道鄰近區域。質量夠大且已成球形」&「佔有軌道中絕大部分物質
    3.
    矮行星Dwarf Planet):是1個天體,並環繞太陽公轉、具有足夠的質量,令其本身的重力能維繫本體成球狀、無法淨空公轉軌道鄰近區域、不是衛星。如穀神星雖經觀測證實其宇為球形天體,但其質量在整個小行星帶中僅約佔25%,歸類為矮行星。而冥王星及2003 UB3132個海王星外天體及柯伊伯帶天體,同樣的在其軌道附近非為主宰軌道的唯一天體,因此亦歸類為矮行星。
    4.
    彗星的定義 :
    在大約土星和天王星軌道的地方存在了一些成份以冰渣為主的小天體,在體積碩大的外行星成形後,外行星的萬有引力開始干擾這些冰冷的小天體,使其彈到太陽系以外的地方,分布在一個半徑為20000 100000 天文單位的球形雲氣中。
    雲氣中的這些天體長年在冰冷的太空中遊走,又因體積小、溫度低、離得遠、所以不容易看見他們。只有非常小的機會,會有一些因受到銀河系其他星球路過時擾動的影響而被甩進太陽系,絕大部分冰封的小天體進入太陽系後,一去不復返,少數的小天體則被太陽的萬有引力吸引而繞太陽運,這些冰封的來自太陽系外圍的小天體即是我們所稱的彗星。
    5.
    衛星的定義 :
    環繞行星運轉的星球稱之為衛星,月亮環繞地球而運行,所以也是地球的衛星,衛星和行星一樣,本身不發光,只反射太陽光。
    行星沒有衛星,有的行星則有好幾顆衛星,例如火星有二個小衛星、本星有四個大衛星及十幾個小衛星,太陽系最大的衛星是木星的加尼米迪衛星,直徑大約五千三百公里,比水星還要大,像月亮這樣大小的衛星,可能與行星同時形成,而木星、土星和火星都有一些不規則形狀的小衛星,長度只有十幾公里,可能原先是飄蕩的小行星,被行星吸引而形成其衛星。
    6.
    流星(Meteor)的定義 :
    流星體 (是太陽系內以橢圓形軌道環繞太陽運行的塵埃、冰團、碎塊的天體) 一旦受到地心引力吸引進入大氣層而高速前進,此時其前方空氣無法側移以使流星體通行,因此便如活塞般壓縮前方空氣而生熱燃燒,質量小的很快就燒灰,所以流星不是星,而是只短時間內燃燒所產生的光線。而地球上隨時都有大量、小如砂石般的殘渣掉進地球大氣層中,每天累積可高達一千公噸。

7.火流星 :
亮度比負三等亮的流星都被定義為火流星。有些火流星的亮度甚至能將夜晚照如白晝般。8.流星雨 (Meteor Shower) :
是指地球繞著太陽公轉的過程中,當地球與某彗星的軌道交疊時,因為軌道上流動的塵埃和碎粒,受到地球吸引而墜入大氣層中,由於數量相當多,星隕如雨,稱為流星雨。
9.
流星群(Meteor Swarm) :
許多流星群在相同的軌道上運行,當地球接近時,就會有許多流星自天空中某一區域出發,向四方飛散。


10.隕石(Meteorite)的定義 :
若隕塵質量夠大未完全燒毀而落至地球表面稱為隕石。
一般可分鐵質隕石(Siderite )、石質隕石 (Aerolite)、石鐵隕石(Siderolite)
鐵質隕石由鐵、鎳構成,石質隕石由矽酸鹽礦物,石鐵隕石為上述兩種之混合。


由數個攝影站記錄隕石落下的軌跡,經計算發現能成為隕石的,其軌道和小行星相似。
隕石是太陽系內的物質,我們可用放射性元素定年法得知太陽系的年齡, 並了解太陽系初形成的結構。
落至地面的隕石表面通常會有數 十公釐 的厚度是焦黑而且因為高溫熔融的結果,相當平滑的。
但是這層外殼在短時間之後會脫落,通常碳化物組成的隕石,此種效應更加明顯。


11. 本星系群地球繞著太陽運行,太陽繞著銀河系的中心打轉,銀河系在本星系群中運動著,本星系群正以每秒600公里的速度穿過這團原始的輻射 (primordial radiation)


本星系群是以銀河系為中心,半徑約為300多萬光年的空間內的星系之總稱。本星系群的成員星系和可能的成員星系約有40個左右。其中有兩個巨型旋渦星系(銀河系和仙女星系0,一個中型旋渦星系(三角星系),一個矮型棒旋星系(大麥哲倫云),可能還包括一個透鏡型巨星系(馬菲1 ),其他都是矮橢圓星系和不規則的星系。本星系群是一個典型的疏散群,沒有向中心集聚的趨勢。但其中的成員三﹑五聚合為次群,至少有以銀河系和仙女星系為中心的兩個次群。本星系群的總質量為六千五百億倍,銀河系和仙女星系二者質量之和占了絕大部分。有一個以室女星系團為中心的更高一級星系成團現象,長徑約為30~75百萬秒差距,包括50個左右星系團和星系群,稱為本超星系團,本星系群是它的一個成員。

12.
星系團本星系群與附近的星系群組成;多個星系團組成則稱作[超星系團];而數個超星系團組成則稱作[超星系團複合體],相當於150億光年的大尺度結構本星系群中最大的星系是銀河系還是m31?? 答:m31多數星系都屬於一個被引力連接在一起的星系團或星系群。我們的星系屬於一個小型的不規則星系團,名叫本星系群。不規則星系團由幾個到幾千個各種星系組成。規則星系團略呈球形,由至少1,000個密集在一起的星系組成,其中多數是橢圓星系。儘管這些星系如此密集,它們之間相距也有幾十萬光年。相鄰的星系團組成更大的結構,叫做超星系團。


13.星雲(nebula)是指銀河系內太陽系外一切非恆星狀的氣體塵埃雲。
.
按型態而分:A瀰漫星雲(diffuse or emission nebula)廣闊稀薄而無定型的星雲。B行星狀星雲(planetary nebula)小質量星球生命接近尾聲時,大量氣體向四面八方擴散,氣體受到中央星光的激發而發 出光茫。C.超新星剩餘物質(supernova remnant)大質量星球在超新星爆發時,向外拋出大量物質,並不斷擴散。
按發光性質而分:A.發射星雲(emission nebula)氣體受星球放出的UV光照射,被激發而發出光芒。B反射星雲(reflecting nebula)星際物質散射附近星球的光。C暗星雲(dark nebula) 屬於低溫星際氣團,由微塵和低溫氣體構成。由其微塵含量較多氣體密度較大,其後方之星光被遮蔽。
14.
星團(cluster)
恆星聚集成群,具有共同的起源,並沿著相同方向運動。星團則依聚集程度分為疏散星團和球狀星團二類。


星雲是由雲氣組成,而星系和星團是由星球組成,星系比星團大。


所謂星團(cluster) 是指恆星聚集成群,具有共同的起源,並沿著相同方向運動。
一.球狀星團(globular cluster)
10000~100000顆星球聚集成球形,密度α1/R3(R:星團半徑) 分佈於銀 河系的銀暈(halo),以人馬座方向最為密集。 大多為古老星球,幾乎不含 星 際物質。
二.散開星團(open cluster)
100~2000
顆星球組成,形狀不規則且鬆散,密度為球狀星團的1/500。 主要分佈於銀河系的圓盤面上。組成分子較年輕,但差異頗大。
三.星協(stellar association)
10
至數百顆星球組成,是成員少,結構鬆散且年輕的恆星集團。質量小,被認為是恆星的短暫集合。位於銀河之旋臂。A.OB星協光譜型為OB型的星形成。B.T星協包含有金牛座T型變星的星協。
15.
星系(galaxy) 是由恆星、星雲、星團以及星際塵埃所集合而成的龐大組織。星系其實就是一般所說的『銀河系』,通常由千億個恆星所組成。一般我們講『銀河系』,專指我們太陽系所處的星系!哈柏按形狀將之分為橢圓星系(E)、旋渦星系(S)、不規則星系(I)
16.星雲:


在宇宙星際之間,有許多混雜著塵埃的氣體雲,我們就把它叫做「星雲」。在天文上,星雲可以分成三種: 
(1)
發射星雲:星雲本身就會發光,如獵戶座大星雲。
(2)
反光星雲:本身不發光,但因反射或散射恆星的光而發亮,如昴宿星團附近的星雲。
(3)
暗星雲:本身不發光,並遮住其後明亮的星空,而襯托出這個星雲,形成一個黑暗的區域為我們所見,如獵戶座的馬頭星雲。


星雲是由雲氣組成,而星系和星團是由星球組成,星系比星團大。


17.1在太陽系中離太陽最遠的行星是
答案: A月球 B地球  C冥王星  D織女星   

2) 宇宙的主要元素是
答案: A氫和氧  B氧和氦  C二氧化碳和氧  D氫和氦   

3. 原始火球在形成之初,首先形成結構最簡單粒子是
答案: 氧和氮  氫和氧  氫和氦  二氧化碳和氦   

4. (
) 體積質量 () 二氧化碳 () 大氣壓力 ()表面溫度;金星和地球的比較,比地球大的項目共有
答案: 1項  2項  3項  4項   

5.
光年是什麼的單位?
答案: 距離  時間  重量  質量   

6.
碳氧鐵等元素的產生是因為?
答案: 恆星內部核分裂  恆星內部核融合  恆星之間的合併  恆星之間的互撞而破裂   

7.
關於銀河系的敘述,何者錯誤?
答案: 太陽系位於銀河系的中央凸起部分  大小約為十萬光年  約含有兩千億顆恆星  由恆星.星雲和星團組成  

8.
太陽系中最小的行星是
答案: 水星  地球  木星  火星   

9.
下列天體的結構,何者最大?
答案: 銀河系  太陽系  本星系群  地球   

10.
有關太陽和織女星的比較,何者錯誤?
答案: 兩者都是恆星  和地球的距離,太陽最好以公里作單位,織女星最好以光年做單位  看起來,太陽較織女星亮  實際上,太陽也較織女星亮   

11.
請問有關太陽的敘述,下列何者是正確?()大霹靂早期產生的恆星()大霹靂晚期產生的恆星()比氦重的元素很稀少()約四十六億年
答案: 甲丙  甲丁  乙丙  乙丁   

12.
宇宙的組織中,何者能自行發光?
答案: 太陽  地球  月球  哈雷彗星   

13. (
)金星 ()地球 ()火星;以上按表面大氣壓力大小順序是
答案: 甲乙丙  丙乙甲  乙丙甲  甲丙乙   

14.
夜空的星星,絶大多數是
答案: 行星  衛星  恆星  星系   

15.
類木行星和類地行星的比較,下列何者是錯誤的?
答案: 類木行星體積較大  類木行星密度較大  類木行星質量較大  類大行星在類地行星的外圍   

16.
我們如何推算宇宙的年齡?
答案: 利用化石  利用計算恆星數目  觀測宇宙的大小  觀察彗星的週期   

17.
根據天文學家觀測,目前的宇宙至少有
答案: 一億光年  十億光年  一百億光年  一千億光年   

18.
地球在宇宙的地位是屬於
答案: 衛星  行星  恆星  星系   

19.
地球是自太陽內部算起第幾顆行星?
答案: 2  3  4  5   

20. (
)宇宙的大小是無窮大的 ()宇宙是永遠存在的 ()宇宙年齡和大小是有限,以上敘述正確的有
答案: 0項  1項  2項  3項   

21.
下列敘述何者錯誤?
答案: 離太陽最近的恆星距離約4.3光年  天狼星是夜空中最亮的恆星  織女星較天狼星離太陽系遠 最遠的恆星離地球約數百光年   

22.
下列敘述何者錯誤?
答案: 目前的宇宙絕大多數是氫和氦  大霹靂十億年後,目前所見的宇宙已大致形成  早期形成的恆星含重元素較多 老星球死亡供應新生命起源所需的材料   

23.
美國科學家哈伯的發現,不包括下列那一項?
答案: 宇宙有部分在膨脹,部份在收縮  宇宙是有起始的  目前的宇宙是由一個極小的區域變成的  星系之間的距離一直在擴大  

24.
類地行星中沒有水也沒有大氣的星球是
答案: 水星  金星  火星  木星   

25.
水星和地球比較,下列那項敘述不正確?
答案: 體積比地球小  表面沒有大氣和水  離太陽較地球遠  不適合生命的發生 


1. C 以該題來看,冥王星是合理解(我不認為冥王星是恆星)

2. D
宇宙初始之時,就只有氫和氦,又氫多而氦少,氫可以視為"帶著電子的質子"

3.
氫和氦 我不明白該題的"原始火球"是指什麼,但是題目提到"最簡單粒子"

4. 3
項 二氧化碳(金星CO2濃度98%以上)大氣壓力(地球的90)表面溫度(540)

5.
光年為距離單位,換算為公里差不多為1兆公里

6.
碳氧鐵為恆星內部核融合的產物,過程為碳循環

7. "
太陽系位於銀河系的中央凸起部分"這句是錯誤的,太陽系位於銀河系邊緣

8.
水星, 這個題目可能會和第一題扺觸,如果該系列題目認為冥王星是行星,

那麼最小的行星應為冥王星(但我認為太陽系是8大行星,最小的是水星)

9.
本星系群 本星系群包括我們本銀河系之外.230萬光年的範圍

其中有一些小的星系,而另一個和本銀河系分居一二的是仙女星系

10.
織女星的絕對星等為0.5,而太陽的絕對星等只有4,織女星實際上比太陽要

亮多了

11.
乙丁 太陽為大霹靂後第二代的恆星,其內部的重元素豐度很高為證據

12.
太陽(應該不用多解釋)

13.
甲乙丙 火星大氣壓只有6.8毫巴,比地球的1033.6要微弱多了

14.
恆星, 夜空中看到的,多半是同在本銀河系裡的恆星

15.
類木行星多為氣體為主的行星,密度會比類地行星要低

16.
我們以觀測宇宙的大小來推測宇宙的年齡,愈遠的宇宙,表示愈古老的宇宙

看的愈遠,愈瞭解古早的宇宙

17.
目前較為主流的說法是,宇宙135億年

18.
行星("著無庸議")

19.
3

20.
我不知道,我只能確定 ()宇宙年齡和大小是有限這是對的 ,但是甲和乙的選項

我不能說那就一定錯,宇宙有限,但是無邊,這也沒錯,又誰說大霹靂之前就沒

有 宇宙?

21. "
遠的恆星離地球約數百光年"這是錯的,本銀河系直徑就10萬光年

22."
期形成的恆星含重元素較多"這是錯的,初期的宇宙只有氫和氦

23."
宇宙有部分在膨脹,部份在收縮"這是錯的,他發現從宇宙每個觀點來看,宇宙都

在膨脹

24.
水星,離太陽太近

25.
離太陽較地球遠 水星是最近太陽的恆星


 


一.太陽會毀滅,那地球呢?(這裡的地球毀滅指的是行星本身的自我結束,像地球本身不是因為太陽在約50億年後變成紅巨星而把地球給吞噬掉,而是因為某種原因而自行毀滅,而我要問的就是這個原因)


假如在沒有外力的影響下,即撇取太空的因素(如太陽膨脹或彗星撞擊)及人為的因素(如核戰爭)下,沒有證據顯示地球會自我毀滅。


地球最有可能發生的自發性天災為地震火山活動及天氣反常,就算兩種情況都沒可能使地球完全覆滅。


二.地球的磁場若減弱,對我們的生活有否影響?還有,地球的磁場如何改變?改變的因素是?


地球磁場減弱,磁層就會不夠強去擋住太陽風(太陽高能粒子),那末對人及生物都會造成致命創傷。


地球磁場分為磁軸擺動及極跳躍兩種運動,磁軸擺動不影響磁場強度,可是極跳躍(即極逆轉)發生時磁場會慢慢減退至零,當調換完畢後,磁場會一瞬間回復本來強度。


改變的因素是...大家都不知道,根據加什麼及羅伯斯的模型(忘了名字)兩極有一個轉換的趨勢,在很多次的掙扎下才偶有一次成功,因此極跳躍純粹是一種隨機的非週期運動。


三.若地球的月亮消失了,會怎麼樣?(除了對潮汐運動有影響外)


除潮汐外,就是地球上的水平面會改變,因為現在的是赤道較脹,如果沒有月球,整個地球的海水就沒有什麼脹位,那即是說海平面有些地方會比現在高,有些則較低。另外,你會看不到蝕的現象,而最大的問題是月球在地球歷史上替我們擋了很多隕石撞擊,沒有月球,地球暴露在隕石撞擊的機會就會增加。


四.月繞地球轉,地繞太陽轉,日繞銀河系中心轉,那銀河系、本星系群和本星系團繞誰轉?


銀河系與其他三十五個星系組成本星系團,它們都是圍繞一處在銀河系及仙女座大星系之間的地方轉,百多個星系團(包括本星系團)組成本超星系團,都是圍繞室女座星系團轉,本超星系團相信與多個超星系團組成巨星系團(hypercluster),而巨星系團是宇宙的第二大組織,僅次於巨牆。


五.天鵝座X-1興的現況如何?


它很好,沒啥特別,不用掛心。


六.銀河系的中心有什麼?


一個大黑洞叫做人馬座A,這種黑洞和恆星演化而成的黑洞不同,是一種超巨型黑洞,事實上所有星系的中心都是這些大黑洞。


七.支配宇宙的力量是什麼?


你想問什麼?宇宙是時間及空間,宇宙裡有費米子(物質)及玻色子(力),我想這條問題的答案是費米子及玻色子(因宇宙間萬物不是力或能量就一定是物質)


八.在接下來的天文科技中人類可能會有什麼發現?人類如呵拓展宇宙新視野?還有什麼未解之謎?研究天文的方向與動力是什麼?


最新的研究包括火星與木衛二的水是否存在,宇宙的暗物質暗能量問題,哈勃常數及超弦理論等一堆...事實上各樣天文範疇都有其未解之謎,單是地球已經有一萬樣未解之謎,火星也有很多,這樣很難答你,不過根據NASA的撥款,行星探索及宇宙學比較得到較多撥款,證明資源主力放在這裡。


你也知道天文分觀察天文及理論天文,兩方面各有發展,霍金的名氣可不比發現第十顆行星的人低。


九.行星的定義?


所有圍繞恆星公轉而其本身並非一顆恆星的都是行星,太陽系中包括三類行星,大行星(九個)、小行星(一堆)及彗星。(是真的,彗星也是行星之一!)


不過大行星與小行星也沒有很好的界線,所有才有爭論冥王星是否九大行星。(就像洲與島的區別,從沒有說過多大才叫一個洲)


十.太陽系的範圍?太陽系磁場範圍?銀河系磁場範圍?目前人類發現最大的行星除了太陽系以外有?目前發現最大的恆星是誰?


太陽引力能及的地方就是太陽系,因此太陽系半徑為 六千億公里 ,(也有人說是以彗星活動的範圍計算,那太陽系的半徑就是一萬億公里了),這包括冥王星以外的凱伯帶天體及奧爾特雲。


太陽系及銀河系是沒有磁場範圍的,只有星體才有磁場範圍。


半徑最大的行星:是一顆1999年發現,名叫歐西里斯(Osiris)的行星(名字源於一埃及神),圍繞飛馬座的恆星HD 209458,距離我們約150光年,行星公轉半徑為7,000,000km(即0.047AU,極接近主星),表面溫度約一千一百五十度,質量為地球220倍(木星的0.7倍),有氫、氧及碳大氣,半徑比木星大35%


質量最大的行星:是一顆圍繞恆星HD 168443的行星,有16.9倍木星質量。


半徑最大的恆星:我起初也以為是御夫座的柱六(我也是在知識+聽人家說的),不過我查過了,其實它並不是一顆很大的星,至少沒啥特別,最大的恆星應是仙王座VV(不是W,是VV),半徑大概是太陽1900倍,排第二的是天鵝座KY,半徑是太陽的1500倍。


質量最大的恆星:雖然估計手鎗星(船底座η)有太陽質量一百倍,不過因為那是超新星爆發後估計之前有多少質量,因此不能作準,而我記憶所及,最大質量的星是一個雙星系統,兩顆都是上年發現的,有80倍太陽質量,叫WR -20a (胡夫-拉葉星之一)。


十一.是否有跑的比光跑的快的物質?


沒有,根據相對論,因為要跑得比光快其質量必是無限,而理論中叫迅子的粒子(其特性為不可慢於光速)也真的只是理論中的東西。


12.地球自轉為何越來越慢?


因為潮汐摩擦力。月球對地球造成潮汐,當地球自轉時,海水與地球的陸地產生的摩擦力令地球自轉減慢,附帶一說,因為角動量守衡,當v(自轉速度減少),m或r必須增加,m不可增加,故r增加,即月球漸漸遠離我們。


13.測量宇宙的距離好像爬樓梯一樣從近距離到遠距離一層一層的往上爬。而測量的距離的方法也好像接力賽跑者一樣,各扮演著不同先後的角色,合力完成測量宇宙距離的任務。

距離指標需要用前一階指標來校準,自然地,不準確也逐漸累積,所以對愈大距離的天體,距離的不確定愈高。


天文學家用來作為遠距離指標的天體計有:新星、發射星雲、行星狀星雲、球狀星團、I 型超新星、星系。其中,行星狀星雲與I 型超新星的亮度範圍明確,亮度高,是較成功的遠距離指標。


遠距離指標經常需要利用近距離指標來校準,各種量距離方式的關聯性,可以用一倒立的"距離金字塔圖(the distance pyramid)" 來表示。


雷達遙測(radar ranging)



精確決定地球與太陽平均距離(一天文單位,1 AU),是量測宇宙距離的基礎。

由克卜勒定律 ,可以推算出金星與地球的最近距離約是0.28 A.U.。在金星最近地球時,用金星表面的雷達回波時間,可找出(誤差小於一公里
)

1 AU = 149,597,870
公里≒1.5* 108 公里

測距適用範圍:~1AU


恆星視差法(stellar parallax)
 

以地球和太陽間的平均距離為底線,觀測恆星在六個月間隔,相對於遙遠背景恆星的視差 。恆星的距離
d

d (
秒差距,pc) = 1/ p (視差角,秒弧
)
1 pc
定義為造成一秒視差角的距離,等於3.26 光年。地面觀測受大氣視寧度的限制,有效的觀測距離約為100 pc (300 光年)。在地球大氣層外的Hipparcos 衛星與哈伯望遠鏡,能用視差法量測更遠的恆星,範圍可推廣到1000 pc


測距適用範圍:~1,000 pc


光譜視差法(spectroscopic parallax)

如果星體的視星等為mV,絕對星等MV,而以秒差距為單位的星體距離是d。它們間的關係稱為距離模數


mV - MV = -5 + log10d
如果知道恆星的光譜分類 與光度分類 ,由赫羅圖 可以找出恆星的光度。更進一步,可以算出或由赫羅圖讀出恆星的絕對星等,代入距離模數公式,即可以找出恆星的距離。


因為主序星的分佈較集中在帶狀區域,所以光譜視差法常用主序星為標的。利用鄰近的恆星,校準光譜視差法的量測。另也假設遠處的恆星的組成與各項性質,大致與鄰近恆星類似。誤差常在25% 以上,。(註:本銀河系直徑約
30 Kpc)

測距適用範圍:~7Mpc


例: 若某恆星的視星等為+15 ,其光譜判定為G2 V 的恆星‘i從赫羅圖讀出該星的絕對星等為+5 ,代入距離模數公式15 - 5 = 5 log d - 5 ,求出該星的距離d= 1000 pc = 3260 光年。


變星

位在不穩定帶的後主序帶恆星,其亮度有週期性的變化(週光曲線),而綜合許多變星的週光關係,可以發現變星亮度變化週期與恆星的光度成正比(參見週光關係) 。用來做距離指標的變星種類主要有造父變星(I 型與II )與天琴座變星。

測定變星的光譜類別後,由週光圖可以直接讀出它的光度(絕對星等)。由變星的視星等和絕對星,利用距離模數公式,


mV - MV = -5 + log10d
即可定出變星的距離。目前發現,最遠的造父變星 在M 100,距離我們約17 Mpc


測距適用範圍:~17 Mpc


超新星


平均每年可以觀測到數十顆外星系的超新星。大部份的超新星(I 型與II ) 的最大亮度多很相近,天文學家常假設它們一樣,並以它們做為大距離的指標。

以造父變星校準超新星的距離,以找出I 型與II 型星分別的平均最大亮度。由超新星的光度曲線,可以決定它的歸類。對新發現的超新星,把最大視亮度(mV) 與理論最大絕對亮度(MV) 帶入距離模數公式,即可找出超新星的距離。


II
型超新星受外層物質的干擾,平均亮度的不確定性較高,I 型超新星較適合做為距離指標。


測距適用範圍:> 1000 Mpc


Tulley-Fisher
關係

漩渦星系的氫21 公分線,因星系自轉而有杜卜勒加寬 。由譜線加寬的程度,可以找出譜線的位移量Δλ,並求出星系的漩渦臂在視線方向的速度Vr

Δλ/λo = Vr/c = Vsin i/c
i
為觀測者視線與星系盤面法線的夾,由此可以推出漩渦星系的旋轉速率。Tulley Fisher 發現,漩渦星系的光度與自轉速率成正比,現在稱為Tulley-Fisher 關係。


量漩渦星系的旋轉速率,可以知道漩渦星系的光度,用距離模數公式,就可以找出漩渦星系的距離。Tulley-Fisher 關係找出的距離,大致與I 型超新星同級,可互為對照。


註:現常觀測紅外線區譜線,以避免吸收。


測距適用範圍:> 100 Mpc


哈伯定律


幾乎所有星系相對於本銀河系都是遠離的,其遠離的徑向速度可用都卜勒效應來測量星系的紅位移 ,進而找出星系遠離的速度。

1929
Edwin Hubble得到遠離徑向速度與星系距離的關係


哈柏定律


Vr = H*d
其中


Vr =
星系的徑向遠離速度


H =
哈柏常數
= 87 km /(sec*Mpc)

d =
星系與地球的距離以Mpc 為單位。


哈柏定律是一個很重要的距離指標,量得星系的遠離速度,透過哈柏定律可以知道星系的距離。


:

室女群(Vigro cluster) 的徑向遠離速度為 Vr 1180 km/sec, 室女群與地球的距離為 d = Vr/H = 1180/70 = 16.8 Mpc

測距適用範圍:宇宙邊緣。


其他測距離的方法



紅超巨星
假設各星系最亮的紅超巨星絕對亮度都是MV = -8 ,受解析極限的限制,適用範圍與光譜視差法相同。

測距適用範圍:~7Mpc


新星

假設各星系最亮的新星,絕對亮度都是MV = -8

測距適用範圍:~20 Mpc


HII

假設其他星系最亮的HII區之大小,和本銀河系相當。(H II區的邊界困難,不準度很高
)

行星狀星雲

假設星系行星狀星雲,光度分佈的峰值在MV = - 4.48

測距適用範圍:~30 Mpc


球狀星團

假設星系週圍的球狀星團,光度分佈的峰值在MV = - 6.5


測距適用範圍:~50 Mpc


Faber-Jackson
關係、D-σ關係

Faber-Jackson
關係與Tulley-Fisher 關係類似,適用於橢圓星系。Faber-Jackson 關係:橢圓星系邊緣速率分佈寬度σ的四次方與星系的光度成正比。


D-σ
關係:橢圓星系邊緣速率分佈寬度σ與星系的大小D 成正比。


測距適用範圍:> 100 Mpc


星系

假設其他更遠的星系團,與室女星系團中最亮的星系都具有相同的光度MV = -22.83

測距適用範圍:~4,000 Mpc


實例:室女座星系團的距離



本超星系團(Local Supercluster) 含本星系群,大熊座星系群,室女座星系團 和其他星系群。下表為用數種測距方法量得的室女座星系團的距離,測宇宙距離常需要比對不同方法所定出的距離,室女座星系團的距離平均值約為16 Mpc
參考資料


目前可觀測的宇宙約120~150億光年,為什麼會有這樣的誤差,因為宇宙大小取決於哈柏常數的測定,依據哈伯定律

V=Hd, (
星系退行速率=哈柏常數x距星系距離
)

所以隨著我們一直不斷觀測到更遠的星系或不同紅位移的星系,哈柏常數會一直改變,也就是說目前的宇宙大小只是我們所能看見的大小,不一定是絕對的、真正的大小。




關於宇宙的起源,你所聽到的一切都是理論。

而目前獲得最多證據支持的理論是『大霹靂』。

宇宙學家將此時定為時間之起點,他是最初始最初始的時間點,就好像北極一樣,大霹靂是時間的『極點』。(這可說明為何問「大霹靂之前是什麼」是沒意義的,就像你在北極還拼命往北走一樣。)



而宇宙未來到底怎樣,牽涉到一個數字的決定:宇宙的密度
Ω

如果Ω>1,那麼宇宙未來將會收縮,以此類推,Ω=1,保持原樣;Ω<1,一直擴張。


依照一個名為 BOOMERANG 的實驗,實地觀測發現Ω值可能約等於1,意思是說宇宙可能就這樣一直保持著...



打了很多,希望對你有幫助。


宇宙的大小 是用現在觀察到最遠的那道光

假設觀察到某顆星星 他所發出的光已經走了X年才到地球讓我們觀察到

那在乘上光年(光行走一年的距離)就可以算出宇宙的"至少"大小

但是也只能推估

宇宙是不停在膨脹的 一樣是利用分析光 可以發現其他行星正在遠離我們

理論上是宇宙會一直膨脹(因為大爆炸時的威力還在) 到最後會開始收縮

收縮到最後 就回到一個質點 接著又大爆炸 膨脹 再收縮 無止境循環下去1.我們目前是如何來估計宇宙的年齡?


宇宙的年齡不能用放射性衰變定年!


(這與地球古代生物的定年完完全全不同)


宇宙的年齡是根據哈柏定律而來的!


哈柏定律說明了遠方天體的遠離速率與其相對地球的距離成正比!


而比例常數就是哈柏常數


哈柏常數的"倒數"就是"宇宙的年齡"!


目前宇宙的年齡估計為137億年


2.基於什麼原因讓科學家認為在大霹靂初期先形成最簡單的氫與氧


應該是"氫""氦"


是週期元素中"最簡單的元素",在天文學上除了這兩種元素以外都稱作"重元素"!


氫原子本身只有"一個電子""一個質子"組成的原子核


而質子是由"兩個上夸克""一個下夸克"組成


簡單來說一個"氫原子僅單單是由4個基本粒子所組成!"


3.我們若依據大陸漂移學說將大陸延著目前的海岸線拼合,發現並未能完全密合
除了侵蝕.沉積之外.可能還有哪些地質作用使得2億多年來發生改變?


海水上升、大洋板塊與大陸撞擊


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你的問題來自於題庫吧


5. (1)我們目前是如何來估計宇宙的年齡?測量宇宙的大小,來估計宇宙的年齡 (找出最遠的星系) (2)宇宙的年齡有一百多億年,更深的含意是: 宇宙的 _大小_ _年齡_ 是有限的。


7. (1)根據目前觀測的結果顯示,組成宇宙的元素,以____最多。 (2)基於什麼原因,讓科學家認為在大霹靂初期,先形成最簡單的氫與氦。宇宙不斷的膨脹


 


補充第二題吧!
宇宙剛誕生時溫度是非常高的
所以粒子彼此的撞擊頻率與能量都非常高
而宇宙萬物都是"趨於安定的狀態"
隨著宇宙的膨脹,宇宙的溫度急遽下降
夸克間的由於強核作用力被束縛住
形成了帶正電的質子與不代電的中子
帶正電的質子與帶負電的電子形成了最簡單且安定的中性氫原子!


宇宙是一直膨脹的?

1.
是從那裏看出宇宙是膨脹的?

2.
為什麼不說宇宙現在是從無限大正在慢慢縮小?

3.
宇宙是很大,但如何證明宇宙又在膨脹?










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