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# System prepended metadata

title: 地科U2 天體&宇宙
tags: [地科, 學競]

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# 地科U2 天體&宇宙

## 宇宙
### 酷酷的新單位
> 公里在宇宙中不太好用 , 怎麼辦?
> 
#### 天文單位(astronomical unit, AU)
- 定義:==地球到太陽==平均距離
- $1$ AU $\approx 1.5\times 10^8$ m

#### 光年(light year, ly)
:::spoiler 魔鏡歌詞網
感受停在我發端的指尖
如何瞬間 凍結時間
記住望著我堅定的雙眼
也許已經 沒有明天

面對浩瀚的星海
我們微小得像塵埃
漂浮在 一片無奈

緣份讓我們相遇亂世以外
命運卻要我們危難中相愛
也許未來遙遠在光年之外
我願守候未知裡為你等待

我沒想到 為了你 我能瘋狂到
山崩海嘯 沒有你 根本不想逃
我的大腦 為了你 已經瘋狂到
脈搏心跳 沒有你 根本不重要

一雙圍在我胸口的臂彎
足夠抵擋 天旋地轉
一種執迷不放手的倔強
足以點燃 所有希望

宇宙磅礡而冷漠
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我們的愛微小卻閃爍
顛簸 卻如此忘我

緣份讓我們相遇亂世以外
命運卻要我們危難中相愛
也許未來遙遠在光年之外
我願守候未知裡為你等待

我沒想到 為了你 我能瘋狂到
山崩海嘯 沒有你 根本不想逃
我的大腦 為了你 已經瘋狂到
脈搏心跳 沒有你 根本不重要

也許航道以外 是醒不來的夢
亂世以外 是純粹的相擁

我沒想到 為了你 我能瘋狂到
山崩海嘯 沒有你 根本不想逃
我的大腦 為了你 已經瘋狂到
脈搏心跳 沒有你 根本不重要

相遇亂世以外 危難中相愛
相遇亂世以外 危難中相愛
我沒想到

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- 定義:光在真空中走一年的距離
- 大家應該都知道它==不是時間單位==吧
- $1$ ly $\approx 9.46\times 10^{12}$ m

#### 秒差距(parsec, pc)
- 定義:當某天體周年視差之視張角為1角秒時 , 某天體與地球的距離
你說你看不懂?~~我也是~~。
直接上圖
![](https://i.imgur.com/fQj7R4x.png)
- $\tan(1$角秒$)=\dfrac{1 AU}{1 parsec}$
- $1$ pc $\approx 3.08\times 10^{13}$ m $\approx 3.26$ 光年
覺得秒差距很複雜?忽略它吧

### 宇宙ㄉ層級
- **可觀測宇宙**
  - **超星系團**
    ex) ==本(室女座)超星系團== , 拉尼亞凱亞超星系團
    - **星系團**(數百~數千個星系)
    - **星系群**(沒那麼多星系)
      ex) ==本星系群== , 室女座星系團
      - **星系**
        ex) ==銀河系==(是棒旋星系) , 大麥哲倫星系
        - **球狀/疏散星團**
        - **星雲**
        - **恆星**
          ex) ==太陽== , 北極星 , M1蟹狀星雲 , M4球狀星團
          - **行星**
            ex) ==地球== , 火星
            - 衛星
              ex) 月亮 , ~~卡茲~~

## 起源
### 大霹靂學說
> 人類所處的宇宙 , 起源於138億年前的一場大爆炸 , 物質、能量、空間與時間 , 皆由此而生

### 宇宙背景輻射aka大霹靂的餘暉
- 有個電磁輻射 , 溫度約為3K , 波長介於紅外線和無線電波之間
- 從任何方向都能接收到

### 光、距離、星空
- 天狼星距離地球8.6光年 , 我們看到的是它8.6年前的樣子
  :::spoiler 天狼星近照 
  ![](https://i.imgur.com/tLqBWQN.png)
  :::
- M45昴宿星團距離地球443光年 , 我們看到的是443年前的樣子
- 推論：**透過宇宙最遠處發出的光線 , 可以知道宇宙最初的模樣**

### 紅移和哈伯定律
:::spoiler {state="open"}複習一下都卜勒
> 波源接近 , (視)波長變短
> 波源遠離 , (視)波長變長
:::
科學家比照銀河系恆星光譜和遙遠星系的可見光譜 , 發現相同譜線在遙遠星系的波長較長
$\Rightarrow$**星系在遠離**
科學家哈伯透過觀測發現哈伯定律
> $V_r=H_0\times D$

即遠離速度$V_r$正比於星系距離$D$

### 哈伯常數
- $H_0$是觀測得到的數字 , 隨著技術進步 , 這個常數==會改變==
- 單位通常是km$\cdot$s$^{-1}\cdot$Mpc$^{-1}$ , 因次是==時間的倒數==
- 透過一些公式可以得到==哈伯常數的倒數=宇宙年齡==

## 太陽系概述
- 太陽系距離銀河系中心約28000光年 , 位於獵戶座旋臂上
### 主要成員
包括==行星 , 矮行星 , 小行星 , 彗星==等天體繞著太陽公轉
:::spoiler {state="open"}恆星-太陽
- 組成:H$_2$為主 , He其次
- 可以行==核融合反應== , 自行發光產能
:::

:::spoiler {state="open"}行星
- 定義:
  - 繞著恆星公轉的天體
  - 有一定質量&自身重力而達到近似==球狀==
  - ==可清除==自身公轉軌道附近的小天體


| 類別     | 類地行星 | 類木行星 |
| ------- | ------- | ------- |
| 特徵     | 體積小 密度大 公轉快 自轉慢 衛星數量少 無行星環 | 跟類地相反 |
| 結構/外層 | 固態地殼+表面各種地形  | 氣態外殼(H$_2$, He, CH$_4$,...) |
| 結構/中層 | 矽酸鹽類岩石          | 各種氣體分子                    |
| 結構/內層 | 鐵鎳質核心           | 岩石質核心                      |
| 成員     | **水金球火**         | **木土天海**                   |

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:::spoiler {state="open"}衛星
- 定義:環繞行星或矮行星公轉的天體
  ex)月球 , 土星的土衛二 , 冥王星的凱龍
:::

:::spoiler {state="open"}矮行星
- 定義:繞日公轉 , 近似球體卻不能清除其他小天體
  ex)穀神星(只有它在小行星帶) , 冥王星(in Kuiper)
:::

:::spoiler {state="open"}小行星
- 定義:繞日公轉 , 形體不規則且不能清除其他小天體
- 組成:岩石質 , 金屬微粒 , 水冰 , 甲烷冰
- 出沒地帶:近地球處 , 小行星帶 , 科伊伯帶 , 歐特雲等
:::

:::spoiler {state="open"}彗星
- 定義:科伊伯帶或歐特雲物質受天體引力影響 , 形成==繞太陽公轉==的彗星
- 分類:週期以200年為界分為短/長周期彗星
:::

### 一些酷酷的現象
#### 彗星
- 彗核:水冰 , 岩石含凍結氣體所組成
- 彗髮:太陽風吹拂 , 導致彗核外部有一層汽化的雲霧狀物質
- ==彗尾==
  - 離子尾:==背向太陽== , 通常是淺藍色
  - 塵埃尾:在公轉軌道上 , 通常是黃白色

#### 流星雨
- 地球經過彗星軌道 , 彗星遺留的物質被吸進地球

#### 流星&隕石
- 地球附近的小天體被拉進大氣層 , 燃燒時發光的現象
- 大顆一點的流星就是隕石啦
![](https://i.imgur.com/aDtdvqu.png)
### 補
疏散星團（較年輕、恆星質量大）：在銀盤
球狀星團（較老、恆星質量較小）：在銀暈

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