天文學速成課——流星(內含中文視頻)

2021-02-16 天文在線


視頻版權:CrashCourse(油管);
字幕翻譯:天文志願字幕組(有錯誤的地方望各位指出)
翻譯:@青青子衿  
審核:@檸貳四 

解說詞

(翻譯:天文志願字幕組,若有錯誤,歡迎指出)

你或許已經發現我熱愛天文。但是令人沮喪的一點是:

我們所想了解的一切離我們太遠。

我們對於宇宙的認識大多來源於觀測那些天體所發射或者反射的光。

如果我們可以從它們那兒獲得真實的樣本,\N那種可以在實驗室中檢驗的樣本

就太好了

嗯,有時候宇宙可以是具有包容性的,並且容許我們將它捧在手中。

Cambot,那我們可以得到它並且將它儲存起來嗎?

如果你在一個晴朗,\N沒有月光影響的暗夜到戶外去-你真的應該這麼做-

在這時,總會有很好的機遇,不用幾分鐘你就可以看到一顆流星。

它化作一個絢爛的火球,划過夜空,留下一條發光的軌跡。

它們是你抬頭所能看見最令人興奮,\N最有趣的天象,並且它總是能讓

那些凝望流星的人驚喜得喘氣,激動得尖叫。

你所看見的這些實際上是一些小小的星際碎片:\N比如石頭,冰塊或是金屬

進入地球大氣層時被加熱所產生的光跡。大部分流星都比較暗,

有一些則會非常明亮,我有一次看到一顆流星,\N竟閃亮得在我的眼裡留下了餘象!

顯然,流星並不是真正的星星。那,我們叫它們什麼呢?

有時候,天文學家似乎愛用很多不同的名字來給事物命名,\N好讓它們儘可能的令人困惑。

但事實上,我們這麼做只是為了區分不同的事物。這樣的話,

來自太空的固體物質被稱作流星體。

流星體進入地球大氣層後發熱發光划過天空的現象被稱作流星。

最後,如果它落到地面上,我們將它稱為隕石。

我認為標記出一個天文學家的第二棒的方法便是讓他區分流星和隕石。

有時候,天文學家在這方面會愛鑽牛角尖。

哦,你問我把天文學家標記出來最好的辦法?\N那就問一下他們:「嘿,你是什麼星座的?」\NOh, the best way to tick off an astronomer? Ask them, 「Hey, what’s your sign?」

令人驚奇的是,你所看見的典型的流星,源於特別小的流星體,\NAmazingly, a typical meteor that you』ll see is due to a meteoroid that’s tiny, probably

它可能比一粒沙子還要小!這是怎麼回事?

原因在於拉動他們運行的力是非常大的。你聽我細細道來。\NIt’s because they’re hauling mass. You heard me.

流星體是圍繞太陽轉的,速度可能達到每秒幾十公裡。

當它接近地球的時候,\N地球引力會使它的速度增加11公裡每秒——地球的逃逸速度,\NAs it approaches the Earth, our planet’s gravity accelerates it an additional 11 kilometers

當它進入地球的大氣層之後,它移動的速度會快得令人難以置信:\Nper second — Earth’s escape velocity. And when it enters our atmosphere it’s moving

可達70公裡每秒以上。

這種促使它移動的能量被稱作動能。若你想讓什麼動起來,

你得給它點兒能量,若你想讓它停下來,你要把動力撤走。

動能取決於物體的質量還有它移動的速度,其實\Nenergy depends on the mass of the object and how fast it’s moving. In fact, it depends on

是速度的平方。也就是說,\N如果這個物體的速度是原來的2倍,那麼它的動能將會是原來的4倍。\Nthe square of the velocity; double its speed and it』ll have four times the kinetic energy.

流星體通常來說可能比較小,\N但是它們運行的速度非常快,並且擁有巨大的動能。\NMeteoroids may usually be small, but they’re screaming fast, and have a huge amount of

當他們撞擊地球大氣層時,它們那快得不可思議速度會迅速下降到

將近停止,此時這些動能只好轉化成其他能量。\N動能轉化為內能,使得它的表面被光和熱覆蓋,

就形成了我們所見的流星。\Nlight and heat, and that’s what we see as a meteor.

對於流星的認識有一個很大的誤區,\N那就是人們通常認為流星是和大氣摩擦而發熱形成的。實際上,

造成它們發熱的一個大得多的因素是空氣的壓縮。\N最基本的物理定律之一

便是當把空氣進行壓縮時,空氣的溫度會上升\N。當一個流星體以高超音速進入大氣時

會把它前方的空氣壓縮,使得它表面被加熱到極高的溫度。\N這些氣體的溫度

在幾秒內可以達到幾千攝氏度。

這些空氣輻射出自身熱量,進而加熱流星體的表面。其表面的物質

蒸發並且逸散,這個過程被稱作流星體的熔蝕。\N那些被融化的物質在流星後面\Nvaporizes and blows away—a process called ablation. That ablated material leaves a glowing

拉出一條發光的痕跡,我們稱之為流星餘跡。\N有時候它可以發光幾分鐘,

在高空受風的影響而彎曲,留下一個怪異的,幽靈般的連續的餘跡。

這一切發生在離你的頭頂很高的地方,大概離地面90到100公裡。\Ntrain. This all happens high above your head, about 90 – 100 km above the ground.

一般來說,隨便一個地方,每個小時你都可以看見幾顆流星。\N這看起來可能並不多,

但是當你把一整個行星上的所有地方的流星加起來,\N你會發現地球每天會增加

大約100噸的物質。但是我要再說一次,這些流星體大多都

非常非常細小。

那些隨機出現的流星被稱作偶發流星。他們往往由巖石構成,並且

通常來自小行星。如果兩顆小行星發生碰撞,就會產生

許多的小碎屑,在各自的軌道圍繞太陽旋轉。\N如果他們的軌道和地球的相交,

那麼便有了一顆潛在的流星。\N這可能要花費幾百萬年,但在某些點,某些時候,

地球和流星體會處在同一位置,然後流星就出現了。

但有些時候流星體是成群出現的,在這種情況下,流星雨就出現了,

你可以在每小時看見幾十個甚至幾百個流星。\N除去一個例外,其餘都並不來自於小行星:\Nmany dozens or even hundreds of meteors per hour. With one exception, those don’t come

它們來自彗星。

當一個彗星圍繞太陽旋轉,它上面的冰會升華成氣體,\N並且和塵埃、碎石等混合在一起。

這些物質會離開彗星並且往往或多或少的會留在

彗星的軌道上。隨著時間推移,那些物質會逐漸分散於軌道上,

形成一個圍繞太陽的碎片帶。

當地球經過這一片碎屑雲的時候,一場流星雨就產生了。

站在地球上看,我們能看見流星划過夜空,\N並且能明顯地發現它們是從一點

輻射出來的。這其實是透視效果;就像你開車穿過一個隧道,\Naway from a single point. That’s a perspective effect; it’s like driving through a tunnel

看見牆上的瓷磚和天花板在你旁邊飛過,這些東西似乎都來自

你前方的一個點。天空中的流星出現的那個點被稱作輻射點,

一場流星雨是以輻射點所在的星座命名的,\Nradiant, and the shower is named after the constellation the radiant’s in. So we have

因此便有了英仙座流星雨,獅子座流星雨,鹿豹座流星雨。

並且,由於地球每年在同一時間經過特定的彗星碎片帶,所以

流星雨具有周年性。英仙座流星雨都發生在8月,獅子座都在11月。

看一場流星雨其實非常簡單:只需要走到戶外,\N抬起頭就行了!通常來說,\NWatching a meteor shower is easy: Just go outside and look up! Generally, they’re

當地時間午夜後觀測效果更佳。當地球穿過流星體群時,

朝著地球自轉的方向能看見更多的流星,就像你在暴雨中開車時,\Nof Earth’s orbital motion means more meteors, just like you get more raindrops on the front

砸在你的前擋風玻璃上的雨滴肯定比後面的更多。

在當地時間午夜後,你就處在面朝地球自轉方向的那一面,\N因此你可以看見更多流星。\Nmidnight you’re on the part of the Earth facing into the orbit, so you see more meteors.

順便說一句,如果你恰巧在國際空間站上,你得低下頭去看流星。

在2011年,太空人羅恩加蘭拍攝到了一顆英仙座流星\N在他下方燃燒起來的照片!但是別擔心:\Na meteor. In 2011, astronaut Ron Garan photographed a Perseid burning up below him! But don’t

空間站被流星撞擊的機率是非常低的。畢竟宇宙浩瀚無際。

哦,我剛才有說到的一個例外?\N那就是每年12月出現的雙子座流星雨,\NOh, and that one exception I mentioned before? That’s the annual Geminids shower, which

它來源於小行星3200法厄同,\N這顆小行星在一個十分接近太陽的軌道上運行。

它的表面可能會非常熾熱以至於巖石氣化,\Nit very close to the Sun. It’s possible it gets so hot that the rock vaporizes, making

使它扮演了彗星的角色。

大多數流星體都很小,往往能夠在大氣中燃燒殆盡。

但它們個頭也可以很大。火流星,或者說是火球,是非常明亮的流星,

它們的個頭可能和葡萄差不多大,火流星經常在地球的某處隨機出現。\Nbe about the size of a grapefruit. Those happen pretty often somewhere over the Earth. I』ve

我就親眼目睹過幾次。

很少有流星能一路倖存並最終落在地面上,成為隕石,

有時候,撞擊地球大氣層的巨大壓力會使飛來的流星體\NSometimes, the immense pressure of ramming Earth’s air causes the incoming meteoroid

碎裂甚至爆炸,變成幾十或者幾百個小碎片灑落。

通常來說,它們在化作榮耀的煙火後速度會迅速下降,\N然後就只是靜靜地落下,完成剩下的旅程,

那上方的空氣很冷,\N它們的內部也因為長時間處於其中而溫度很低。

因此,不管你怎麼想,隕石落地後並不會產生火災。\Nlong. So, despite what you might think, meteorites don’t cause fires when they hit the ground.

其實它們可能非常寒冷!

隕石可以分成3大類:石隕石,主要成分是巖石;

鐵隕石,主要成分是金屬;還有石鐵隕石,\N也就是巖石和金屬的混合體。

我們所找到的大多數隕石都是石隕石。

石隕石被細分為兩類:球粒隕石和無球粒隕石。

球粒隕石包含球粒,也就是小顆粒的礦物。\N這些東西都非常原始古老,被認為是

由形成太陽系的原行星盤的物質凝聚而成。

它們的年齡可以通過觀察放射性元素衰變形成的子元素的比例推斷得出。

我們已知的最古老的隕石形成於45.68億年前,\N也就是比地球形成的時間還要早!

無球粒隕石內部沒有球粒。它們最有可能來源於一個更大的,\NAchondrites don’t have chondrules in them. Most likely they came from a bigger asteroid,

曾經是熔融狀態並混合了其他礦物的小行星。\N一次大的撞擊使小行星母體碎裂,

產生了無球粒隕石。

鐵隕石最有可能來源於一顆大的小行星的核心,這顆小行星要足夠大,

大到能使金屬通過重力富集在其中心。\N同樣,一次大型撞擊使小行星碎裂,

使構成它的物質散落於小行星帶上,\N有些碎屑的運行軌道最終和地球軌道相交。

石鐵隕石最為稀少。有的石鐵隕石有綠色或橙色的,\N被稱作橄欖石的礦物質晶體

包裹在金屬網絡中。它們被稱作橄欖隕鐵,\N應該是所有隕石中最漂亮的。

事實上我自己也在收集隕石,\N這是一個很有趣,但又有點兒花錢的愛好。\NI actually collect meteorites. It’s fun but can be a somewhat pricey hobby. If you’re

如果你也感興趣,請確保你是從隕石授權經銷商手中獲得,\N我們有dooblydoo的人的聯繫方式。\Ninterested, make sure you get 『em from a licensed dealer. We have links to some in the dooblydoo.

當然,進入地球大氣的隕石有時也可能會很大。\N當這樣的事情發生時,

情況就非常不妙了。

2013年2月15日,俄羅斯車裡雅賓斯市的居民被突然驚醒。

在當地時間早上9:20,\N一塊直徑約19米的石塊以一個很低的角度進入大氣層,

當它進入大氣層時,它變得幾乎和太陽一般耀眼,它所受到的壓力

使它碎裂成幾塊,然後又分開了。在那一瞬間,\Nbroke it up into several chunks, which broke up again. In a moment’s time, the sudden

它突然釋放的能量為50萬噸TNT爆炸當量,\Nenergy released was equivalent to the detonation of a half million tons of TNT — as much

這相當於一個小型原子彈爆炸!

但好在沒有一個人遇難,\N有超過1000人因為爆炸衝擊波震碎飛濺的玻璃割傷,

毫無疑問在衝擊波來襲時他們都站在窗前呆呆地看著天空中

隕石留下的巨大的氣化痕跡。

這場事件沒有預警;這顆隕石其實是太小了,\N因此我們在太空中探測不到

它的存在。好吧,至少目前來說是這樣的。\N那些能尋找到體積更小的小行星,

並能給出預警的望遠鏡會在不久的將來面世。\N天文學家們更擔憂的是那些

直徑大於等於100米的小行星;它們可以輕易摧毀

一塊城市大小或是更大的區域,\N但是目前為止它們還不容易被提前發現。\Na city-wide scale or larger, but at the moment aren’t easy to spot much in advance.

那如果看見有一顆就在我們頭頂,我們應該怎麼辦?目前來說,\NAnd what do we do if we do see one headed our way? As of right now, there’s not much

我們並不能採取十分有效的措施。\N科學家已經開始研究來確定最佳行動方針;也許我們

可以向它扔一個核彈,或者直接用太空探測器撞擊它以改變其軌道,\N確保它不會撞上地球。

這些想法理論上是不錯的,但都還沒嘗試過,\NEarth. These ideas look good on paper, but they haven’t been tested yet. We’re still

我們還要好幾年才能實現。

好消息是那種天體撞擊地球的概率非常低;\N可能一個世紀或幾個世紀才可能出現一次。

但如果我們什麼也不做,最終也是會發生的。\N就如科幻作家拉裡奈文所指出,

恐龍之所以滅絕,是因為它們沒有太空計劃。\NNiven points out, the dinosaurs went extinct because they didn’t have a space program.

幸運的是,我們比恐龍聰明得多。\NHopefully, we’re smarter than they were.

今天,你了解到了流星是從小行星和彗星上掉落的小碎片,

當地球穿過彗星產生的碎屑帶時,便有了一場流星雨。

流星在距離地面100公裡處被點燃,\N但是有一些能倖存下來,降落在地面上,

大多數的流星體都是巖石塊,\N有一些是金屬的,有的是巖石和金屬的混合物。

巨大的流星體也是一個巨大的問題,但是已經有計劃來預防

我們重蹈恐龍滅絕的覆轍。

天文學速成班--速成流星課!好酷!

天文學速成班是我們聯合PBS數據工作室創建的。\N關注他們的頻道你就可以

看到更多精彩的視頻。這期視頻是我(菲爾普萊特)創作的,

劇本編輯是布萊克帕斯提諾,我們的顧問是米歇爾泰勒博士,

本視頻導演為尼古拉斯傑金斯,劇本指導和編輯是妮可斯溫尼,

聲音設計是麥可阿蘭達,攝像團隊是思想小咖。\N翻譯:@青青子衿   審核:@檸貳四\N(觀看更多中文天文視頻歡迎關注微博@天文在線)\N【也歡迎您加入我們字幕組,私信(零度星系)】

注意:所有信息數據龐大且由本人一人編輯,難免出現錯誤,還請指出錯誤所在好加以改之。

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全文排版:天文在線(零度星系)

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