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标题Fw: [20冬] 恋爱中的小行星 06 天文部分科普
时间Sun Nov 1 17:22:29 2020
※ [本文转录自 C_Chat 看板 #1UsExyEi ]
作者: papertim (吃纸小鹿) 看板: C_Chat
标题: [20冬] 恋爱中的小行星 06 天文部分科普
时间: Thu Jun 4 20:54:12 2020
今天,是个重要的日子
没错,是我老婆八神疾风的生日!! 耶~~疾风生日快乐~~~
终於到一半的集束了,看来要在暑假前搞定难度有点高呢
不过後面有几集剧情比较多,印象中应该不会有那麽多需要讲的
这集天文的部分会稍微多一点,当中有关潮汐和月相的部分有些国高中地科应该有提过
如果对这部当中的地科知识有兴趣的话
也可以看看小弟前面po的几篇文章
第一集
#1U8QvJpQ (C_Chat)
第二集
#1UBm14c7 (C_Chat)
第四集
#1Umg7Xyr (C_Chat)
第五集
#1UqHTb90 #1UqN6enF (C_Chat) 第二篇是强者我同学的补充
第三集没什麽需要补充的,就没有特别写
-----------那麽,正文开始--------------
第一、天文的部分
https://i.imgur.com/N0Dt93u.png
月球的表面
就像樱井学姊在第四集说的,月球表面主要是辉长岩和玄武岩
这部分就不再多讲
这里想说的是关於月亮的"正面"和"背面"
应该不少人听过,月球一直用同一面面对地球
因此会拢统的将面对地球的面称作正面,地球看不到的面称作背面
月球之所以会这样并不是巧合,而是一种称为潮汐锁定的现象
=====================高中地科复习====================
所谓的重力会随着距离增加而减少,因此重力作用在一个有体积的物体上时
靠近重力源的感受到的重力比较大,反之远离重力源的一侧感受到的重力较小
因此重力会对这个物体产生平行重力方向的拉力,这个力称为引潮力
实际的例子就是地球的潮汐
靠近月亮这侧的海水受到月球的重力最大,所以会比较靠近月球,海水面较高
远离月亮侧的海水受到的重力最小,会远离月球,因此海水面也会比较高
不要小看引潮力,在天文上这是足以改变星体形状,甚至破坏星体的力
最有名的就是1994年时,一颗叫"舒梅克-李维九号彗星"撞击木星的状况
这颗彗星在向木星坠毁前,因为木星强大的引潮力而被扯成21个碎片
=====================================================
除了影响星体的形状以外,引潮力还会减缓天体的自转速度
最终的平衡就是相近的天体永远只用同一面面对对方,月球就是处於这个状态
而且若互绕两个天体质量相近,双方的引潮力会互相锁定
冥王星和他唯一的卫星冥卫一就是互相锁定的状态
因此冥王星永远只有一面看到的卫星,而冥卫一也只有一面看得到冥王星
地球和月球之所以没有互相锁定,是因为地球的质量远高於月球(相差81倍)
但实际上地球的自转速度确实有被拖慢,在侏罗纪时期地球一年有超过400天
回到月球本身,因为月球一直以"正面"对地球,因此造就了两面完全不同的形状
在背面因为不受遮蔽,大量陨石撞击遍布月球的背面
正面则因为较少受到陨石撞击,多数低且平的"海"都位於正面
而背面因为有大量陨石坑所造成的辉长岩,颜色相对正面而言比较白
再看一下梦露画的月球
https://i.imgur.com/N0Dt93u.png
图中的月球左半边有比较多的海,是正面
而右半边比较多陨石坑,且颜色较白,是背面
这证明她对月球真的很有爱,连背面都画得出来
买月球上的土地
https://i.imgur.com/YKU2aaH.png https://i.imgur.com/xphpw3g.png
这可不是她奶奶在胡扯,真的有公司在做这个买卖
美国的Lunar Embassy公司真的有在卖月亮上的土地
你可以用每亩45镁的价格买月球的土地
而且除了月球,他们还有卖火星或其他小行星的土地XD
至於实际的效力可以参阅官网
https://lunarembassy.com/
简单来说就是
买个梦想,买个浪漫
据说当年是某位失业人士在家看着月球的时候,突然脑中浮现一句话
"那里有好多土地啊"
於是就创立了一家公司来卖月球上的土地,据说已经卖到7%左右了
真他妈是天才
米拉家窗外的月相
https://i.imgur.com/LJ4g6OZ.png比较早
https://i.imgur.com/DBYpewK.png比较晚
可以看到随着时间过去,月亮的位置是有在移动的
有兴趣的可以停下来回想一下高中地科的月相
1.这里的月相是什麽?
2.从月相看起来大概是农历几号?
这里做得非常细致
第一、在拿双筒望远镜观测时视野有些微的晃动,表示了手持望远镜不可避免的手震
第二就是月亮随时间移动的轨迹,对比两张图可以看出月亮有往右下角移动
而月球的亮面是朝向移动方向的,也就是面向西方
如果国中月相部分有记得,应该就会知道亮面在西边的是上弦月
由於上弦月是在正午左右出现在东方地平线,到了傍晚应该位於西方的天空
所以动画当中月相以及月亮的移动轨迹是有对应到当下的时间
这里讲的月龄就是指月亮从新月起算经过了几天,7.9确实是上弦月
由此可知农历的日期大约是初八左右
顺带一提标准的上弦月是7.4日,所以这边的月球亮面理论上应该比一半多一点
而动画中的画面确实亮面比一半多一点
此外因为这个时间可以从落地窗看到月亮,所以可以知道这面窗是面向西方的
因此可以看出月球落下的轨迹是偏南的,这也符合北半球看到的状况
各位同学有答对吗?
https://i.imgur.com/iwM2LI4.png
展版的岩石与化石由於有点太模糊,不那麽适合讲解就算了(懒
值得提的是最右边的展板当中的人造卫星就是在第四集提到过的隼鸟号
而他用的图片就是下面这张JAXA官网介绍隼鸟号的图片
https://i.imgur.com/mUIzmQF.png
M101星系,又称风车星系,其实这张图的资讯量也不小
https://i.imgur.com/IqC4svO.png
这先科普一下所谓的梅希尔星表
有个法国的天文学家叫梅希尔,当年在找彗星的时候经常会被一些其他天体误导
於是他就整理了在天上会看到的一些"长得像彗星"的天体,并编列成表在1774年发表
最初这个星表上一共列了45个天体,经过两次增补到达103个,後人又补到110个天体
由於星表的功用仅止於避免和彗星搞混,并没有依照这些天体的性质做分类
这些天体包含星云、星团、或是星系,其中主要是星团和星系
这里的M101就是指这个星表当中第101个天体
值得一说的是,由於其年代较早没有摄影技术,天体的定位也没那麽统一
因此有不少天体是根据後来的观测纪录,跟梅希尔自己的笔记比对出来的
其中对应M102这个编号的天体还没有一个定论XD
另外现在有一个更完整的"星云和星团新总表",代号NGC
共有7840个天体,完整度远超梅希尔星表,但由於编号较长,不利於记忆
所以在科普书籍和文章中,还是会优先用M系列的代号称呼知名的星系或星云
再来把焦点拉回M101
M101是一个位於大熊座方向的漩涡星系,也就是北斗七星的斗柄附近
距离地球约2000万光年,其亮度大约为7.9等,必须用望远镜才能看到
其直径大约17万光年,比银河系大了将近一倍左右
由於是"正面"对着我们,角度非常漂亮,适合用於展示以及解说漩涡星系的结构
此外,右边可以看到三张小图,是用不同波长的电磁波观测M101的照片
由上到下分别是X光波段、可见光波段以及红外线波段
这三种波段的观测目标不同
X光主要用於显示星系当中超新星、黑洞、中子星这些大质量恒星产物的位置
可见光用於观测一般恒星的分布状况,以及星系大致上的结构
红外线则是用於观测叫低温的恒星以及星际气体的分布,可提升星系质量估计的准确度
由於X光和红外线都不是肉眼可见的光
所以右上和右下的图都是依据讯号强度上色的结果
左边的大图则是将三张图叠起来之後的合成照片
这张参考的原图应该是下面这一张
https://i.imgur.com/1FtdLEC.jpg
特洛伊小行星群
https://i.imgur.com/GMVpcAV.png
两人背後的图是太阳系当中小行星的分布
可以看到位於木星轨道上有两块小行星较多的区域,称为特洛伊小行星群
这里要提到一个物理学上的名词叫"拉格朗日点",科幻作品中也满容易提及这个名词的
其意义简单来说就是,在行星轨道上有五个特殊点
当一个质量相对行星而言可忽略的物体位於这五个点的时候
太阳、行星给予的重力会到达一个平衡点
这时物体会和行星以相同的速度绕行太阳,也就是太阳、行星、物体的相对位置会不变
其中由於L3是在恒星的另一侧,在行星上几乎不可能观测到位於L3的天体
因此地球的L3便成为科幻小说可以发挥的想像力的一个位置
而特洛伊小行星群就是位於木星轨道的L4和L5的位置
由於木星的质量极大,就有不少小行星因为重力的关系停留在其拉格朗日点上
理论上每个行星都会有对应的小行星群,也都叫特洛伊小行星
太阳系中对应木星的规模最大,因此在没有特别说明的情况下就是指木星轨道上的这两群
第二部分、地质相关的
N值与标准灌入试验
https://i.imgur.com/A91UvlB.png
说实在当初看到这个词的时候我的第一反应是:
日本高中生就懂这个,我大学四年是不是白念了啊?
简单来讲一下N值的概念
就是让固定重量(63.5 kg)的铁砧,在固定的高度(76.2cm)下自由落体击打采集岩心搜集器
当搜集器陷入深度达到30.8cm时结束,击打的次数即为N值
而N值越大表示这边土壤的内聚力越高、越致密
在工程前的地质调查应用非常广泛
地课社张贴的矿物介绍的海报
https://i.imgur.com/8zRnJwq.png (图的右侧)
https://i.imgur.com/BOF32j6.png
由於动画内文字模糊,图片解析度也不高
靠google和直觉猜了半个小时,最後还是有两个看不太出来
上排,由左到右
方解石 矿物形状+字都很清楚,就是碳酸钙的结晶,前面有介绍过
钙铀云母 我也不知道这是啥,总之是一种云母,靠模糊的假名硬google出来的
不确定 这种深蓝色可能是蓝铜矿,因为都是汉字,这麽模糊实在太难
石榴子石 形状满明显的+等轴晶系,日文写的应该是ざくろ石,漂亮的可以当宝石
绿柱石 六角柱状+绿色+六方晶系,祖母绿的原矿
角闪石 字算明显+单斜晶系+黑色柱状,火成岩和变质岩中分布很广泛的矿物之一
下排,由左到右
绿松石 说真的图看不太懂,还是靠假名google出来的,第五集介绍过
石膏 这张图我看过XD。常出现在沉积岩中,指示乾燥的沉积环境
不知道 靠各位强者了 上矿物学的经验:六方晶系+六角柱状+看不懂=磷灰石(?)
拓帕石 晶形+文字,前面也介绍过
普通辉石 文字写得满清楚的,广泛分布於基性火成岩中
钙沸石 靠假名硬google出来的,主要特徵是针状的晶簇
最後来介绍一下岩心这个东西
https://i.imgur.com/8zRnJwq.png
这里可以看到地科社在学校钻出的岩心分为四段
而上方依据岩心观察,将地下的岩石或土壤分段并绘制出来
地质学家就是根据这些土壤和岩层的上下关系推测这里过去发生的事情
这就是地质学当中的核心学门:地质喇叭学
最上方的"盛土"其实就是人工填土,用来让建地表面保持水平
在操场或人工建筑附近,最靠近地表大多是这种人工填土
=======以下来示范一下地质喇叭学(随便唬烂,请慎入)========
下方的泥和黏土是类似的东西,代表其中颗粒大小小於2微米
这样的颗粒代表此地沉积时处於水力较小的环境下
从图上的表现来看来看,这两段主要的差异是颜色
上段的泥的颜色以黑色为主,显示这段当中的有机质特别多,且氧化物较少
这代表这段土壤在推积时上方有不少植物,而且是在缺氧的环境堆积
由这样的线索来看比较接近湖泊或是沼泽
相对而言黏土的颜色比较偏红褐色,这些红褐色最有可能是土壤之中的铁质被氧化
显示这段土壤曾经暴露在有氧的环境下,也就是曾经露出水面
考虑到其颗粒也很细,有可能是处於泛滥平原的区域
最下段的粉砂显示这段时期的堆积环境比水力较大,可能是河流的下游
综合以上所述,可以猜测这里早期是位於河流下游
因为河道迁移而转变为泛滥平原的沉积环境
之後又因为河道淤积使这个区域变成沼泽的沉积环境
======================喇叭结束==========================
好啦其实就这麽一小段没有细节的岩心当然随我胡扯
相信我这段岩心找10个地质系的可以有20个不同的故事
他旁边的文字也有推测说这里是田地,也算是合理的推测
毕竟在风化的黏土上方直接盖上有机泥满奇怪的,如果是水田造成的有机泥就满合理的
唯一有一点不满的是她们用的图例
黏土当中有一点一点的,但是粉砂层当中却是整块纯色的
一般而言颗粒比较明显的砂层或是粉砂层比较会用有点点的图例
像黏土这种颗粒较小的反而比较会用纯色的图例
-----------------------正文结束---------------------------
最後一段有考虑过要不要贴出来,因为打完自己看都觉得鸟鸟的
但最後觉得既然都唬烂出来了,就姑且贴出来让大家笑笑,别太认真
矿物海报的部分我真的尽力了,如果有人能够看出来也不妨帮我补充一下
最後还是想吐槽一下这家伙说的东西
https://i.imgur.com/uYaYjTQ.png
谁来告诉我为什麽从小到大每间学校都有一样的都市传说
这难道是日本人留下来的传统吗?
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其实并不是直接知道的,而是回推的
现在用原子钟观测地球的自转周期每年大概延长15微秒
另外大地震也会影响地球的自转速度,311地震就让地球自转快了1.6微秒
5F:推 QT1020: 推认真科普 06/04 21:46
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