國家地理雜誌中文版 ：天文大觀

天文相伴的日子
撰文/陳文屏，中央大學天文所教授

宇宙已經在這了，無論我們是否在乎；它在我們周圍，它無所不在，我們就是其中一部分。

有些人會好奇，宇宙有多大？有多老？我們所在的地球怎麼來的？所依賴的太陽呢？我們自己呢？除了地球與太陽，太空中還有哪些鄰居？它們長什麼樣子？更進一步，我們還能探討這一切的一切怎麼來的，將來會變成什麼樣子？

也有些人視這些為理所當然，或者完全不在乎（真的，生活已經夠煩惱了）。這當然沒有關
係，不知道明天太陽是否升起，或能源哪裡來，並不會影響日常生活。但如果你的個性屬於這
兩種人之間，也就是想要多了解事情的本質，好奇大自然如何運作，然後不介意有了部分答案
後引發更多問題，那這本書可以起個頭。

這不是教科書，甚至沒有循序說理，編排的構想是挑選Astronomy Picture of the Day
（APOD）網站的內容，藉助其收錄每天一張吸引人的圖片，以及精闢的相關文字說明，來認
識天體及天文現象。APOD網站由NASA及美國科學基金會資助，由專人在大量圖片中挑選，
除了影像也包括示意圖，內容涵蓋所有天文學課題，由專家學者撰寫文字，從1995年起每天的
內容翻譯成21種語言，主題偶爾搭配特殊天象，除了不同波段拍攝到的影像，也包括數值模擬
動畫等，受到全球使用者廣大歡迎，也獲獎無數。臺灣的版本由成功大學物理系蘇漢宗教授的
團隊負責，日復一日、經年累月提供中文讀者知識饗宴，真是讓人佩服的成果。本書選取具有
公開版權的圖片，基於中文「每日一天文圖」的文字整理後呈現。

科學研究乃後浪推前浪的過程，有些問題起初看似困惑，一旦有了解答，就覺得豁然開
朗，有理可循。有一則關於大學課堂的知名故事，是一位教授上課時常常說出口頭禪「這很
明顯⋯⋯」，有次學生終於提問「哪裡明顯呢？」這時教授想了又想，最後回到研究室，一會
兒功夫才回來，然後回答「這的確很明顯呀！」

APOD歷年的紀錄完整，有時會重複同樣的主題，其內容正好讓我們一窺天文觀測技術與知識的發展史。早年讓人讚歎的影像與論述，時至今日，不但硬體技術好得多，影像處理也日新月異，不僅「一張影像勝過千言萬語」（天文學家會接著說「一條光譜勝過千張影像」），而是一張影像勝過千張影像。

目前在軌道上的韋伯太空望遠鏡，不但口徑大，而且地點好，「指到哪裡驚艷到哪裡」。雖然很多科學意義仍有待解讀，但影像絕對精采，在選取 APOD 影像時，要避免「貴今賤古」實在不容易。另外本書選題受限於版權，有些影像讓專家歎為觀止（明顯呀），但論視覺效果，很多搭配地景的照片非常吸睛，可惜礙於授權，這裡都無法收錄。這也包括了近年來很多動畫，有些是理論計算的結果，或是言簡意賅的示意圖，也都成了遺珠。因此，這本書只是拋磚引玉，期望讀者在翻閱之餘，渴望知道更多，甚至訂閱 APOD 每日吸取新知，享受天天天文。

我們得天獨厚的地球
行星圍著恆星繞行，太陽這顆恆星目前已知有八顆行星，跟太陽的距離
決定了能接收到多少陽光，也因此決定了表面溫度的範圍；其中地球
最特殊，「適中」的距離讓水以液態存在。
行星以接近圓形的軌道繞行太陽，有如操場跑道，太陽在中央，地球則位於
第三跑道，繞行一圈需時一年。在地球軌道之內的金星，接收到的陽光是地球兩
倍，造成平均溫度高於水的沸點，表面沒有了液態水，大量二氧化碳氣體留在大
氣中，而無法像地球上的二氧化碳那樣溶於水中，這引發了金星不可收拾的溫室
效應，表面溫度連金屬都會融化。相對地，軌道第四跑道的火星，平均溫度約為
水的冰點，有證據顯示，火星地表早年曾有大量液態水，目前則只存在於地底
下。由以上的說明可知，行星與太陽之間的距離決定了行星的環境，這有如商場
開店的三大要素，就是「地點、地點，還是地點」。
但是地點對了，還得在乎店面的設計、商品及服務等本身條件。對天體來說，
這個條件就是其質量大小。站在地表，重力產生大氣重量，這股大氣壓使得液態
水不易蒸發。在高海拔地區，頭頂上方的氣體重量減小，也就是大氣壓變小，水
分子比較不受束縛，很容易就離開表面（蒸發），甚至沸騰，這時持續加熱，能
量提供水從液態變成氣態，而溫度不再升高。這就是為何在高山上，水的沸點
低，以致於沒有足夠熱量煮熟食物。天體重力強弱，取決於其質量大小。質量大
的行星或衛星重力強，才能夠抓住大氣。
地球跟月球是個很好的對比，兩者彼此距離大約40萬公里，而跟太陽則距離1億
5000萬公里。對於這些很大、或很小的數字，如果沒有概念，把公里、秒都換成
錢的單位，或許有幫助。例如地月之間的40萬，以新臺幣來說，大約是城市一坪
的房價，這樣來說，地日之間的1億5000萬，就是豪宅的價格了。月球是我們的
近鄰，是人類親自拜訪（而非只是太空船登陸）的第二個天體。除了美國人首先
踏上表面，一些國家也已經陸續前往探測，前往踏腳印、插國旗，以宣揚國威。
地球個頭大，重力強，得以抓住大氣層，有如蓋了被子，能夠縮小日夜溫差。
更關鍵的是，大氣壓力讓地球保住了水分，使生命蓬勃發展，另外大氣層也擋住
太空微粒的撞擊。以地點而言，月球與太陽的距離跟地球差不多，但是月球的環
境卻貧瘠得多，因為月球太小，沒有大氣壓，表面缺水，也沒有孕育出生命。在
月球表面發現極少量的液態水，是由於成分帶水的小天體撞擊後釋放，尤其在兩
極區域的隕石坑內，不受陽光直射，得以短暫維持。

前言 天文相伴的日子

第一章 我們的地球與近鄰 
望向太空的第一步：探索與地球一同生活在太陽系裡的天體。

第二章 恆星的生與死 
生前死後的恆星，產生了各種各樣的元素，組成這個大千世界，包括生命。

第三章 爭奇鬥艷的星系 
華麗多變的星系，為宇宙增添豐富色彩與謎團。

第四章 充滿謎團的浩瀚宇宙 
看向更廣袤的宇宙，探尋宇宙的過去與未來。

《國家地理雜誌》 於1888年成立的美國國家地理學會，是以「增進並普及地理知識」為宗旨的非營利組織。學會的「研究與探索委員會」贊助過的計劃，已超過一萬件，以促進人類對大地、海洋與天空的知識。而《國家地理雜誌》自1888年創刊以來，以精采絕倫的攝影、謹慎真實的文字、精密準確的地圖與生動創意的插圖，獲得全球數千萬讀者的肯定。

《國家地理雜誌》於公元兩千年獲得美國雜誌出版最高榮譽─美國雜誌編輯學會之艾力獎，證明這份歷史悠久的刊物，仍是全球雜誌出版的標竿。

國家地理原文版

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