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天文学速成课——流星(内含中文视频)

 天文在线 2023-04-08 发布于云南


视频版权:CrashCourse(油管);
字幕翻译:天文志愿字幕组(有错误的地方望各位指出)
翻译:@青青子衿  
审核:@柠贰四 


解说词

(翻译:天文志愿字幕组,若有错误,欢迎指出)

你或许已经发现我热爱天文。但是令人沮丧的一点是:

我们所想了解的一切离我们太远。

我们对于宇宙的认识大多来源于观测那些天体所发射或者反射的光。

如果我们可以从它们那儿获得真实的样本,\N那种可以在实验室中检验的样本

就太好了

嗯,有时候宇宙可以是具有包容性的,并且容许我们将它捧在手中。

Cambot,那我们可以得到它并且将它储存起来吗?

如果你在一个晴朗,\N没有月光影响的暗夜到户外去-你真的应该这么做-

在这时,总会有很好的机遇,不用几分钟你就可以看到一颗流星。

它化作一个绚烂的火球,划过夜空,留下一条发光的轨迹。

它们是你抬头所能看见最令人兴奋,\N最有趣的天象,并且它总是能让

那些凝望流星的人惊喜得喘气,激动得尖叫。

你所看见的这些实际上是一些小小的星际碎片:\N比如石头,冰块或是金属

进入地球大气层时被加热所产生的光迹。大部分流星都比较暗,

有一些则会非常明亮,我有一次看到一颗流星,\N竟闪亮得在我的眼里留下了余象!

显然,流星并不是真正的星星。那,我们叫它们什么呢?

有时候,天文学家似乎爱用很多不同的名字来给事物命名,\N好让它们尽可能的令人困惑。

但事实上,我们这么做只是为了区分不同的事物。这样的话,

来自太空的固体物质被称作流星体。

流星体进入地球大气层后发热发光划过天空的现象被称作流星。

最后,如果它落到地面上,我们将它称为陨石。

我认为标记出一个天文学家的第二棒的方法便是让他区分流星和陨石。

有时候,天文学家在这方面会爱钻牛角尖。

哦,你问我把天文学家标记出来最好的办法?\N那就问一下他们:“嘿,你是什么星座的?”\NOh, the best way to tick off an astronomer? Ask them, “Hey, what’s your sign?”

令人惊奇的是,你所看见的典型的流星,源于特别小的流星体,\NAmazingly, a typical meteor that you’ll see is due to a meteoroid that’s tiny, probably

它可能比一粒沙子还要小!这是怎么回事?

原因在于拉动他们运行的力是非常大的。你听我细细道来。\NIt’s because they’re hauling mass. You heard me.

流星体是围绕太阳转的,速度可能达到每秒几十公里。

当它接近地球的时候,\N地球引力会使它的速度增加11公里每秒——地球的逃逸速度,\NAs it approaches the Earth, our planet’s gravity accelerates it an additional 11 kilometers

当它进入地球的大气层之后,它移动的速度会快得令人难以置信:\Nper second — Earth’s escape velocity. And when it enters our atmosphere it’s moving

可达70公里每秒以上。

这种促使它移动的能量被称作动能。若你想让什么动起来,

你得给它点儿能量,若你想让它停下来,你要把动力撤走。

动能取决于物体的质量还有它移动的速度,其实\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。也就是说,\N如果这个物体的速度是原来的2倍,那么它的动能将会是原来的4倍。\Nthe square of the velocity; double its speed and it’ll have four times the kinetic energy.

流星体通常来说可能比较小,\N但是它们运行的速度非常快,并且拥有巨大的动能。\NMeteoroids may usually be small, but they’re screaming fast, and have a huge amount of

当他们撞击地球大气层时,它们那快得不可思议速度会迅速下降到

将近停止,此时这些动能只好转化成其他能量。\N动能转化为内能,使得它的表面被光和热覆盖,

就形成了我们所见的流星。\Nlight and heat, and that’s what we see as a meteor.

对于流星的认识有一个很大的误区,\N那就是人们通常认为流星是和大气摩擦而发热形成的。实际上,

造成它们发热的一个大得多的因素是空气的压缩。\N最基本的物理定律之一

便是当把空气进行压缩时,空气的温度会上升\N。当一个流星体以高超音速进入大气时

会把它前方的空气压缩,使得它表面被加热到极高的温度。\N这些气体的温度

在几秒内可以达到几千摄氏度。

这些空气辐射出自身热量,进而加热流星体的表面。其表面的物质

蒸发并且逸散,这个过程被称作流星体的熔蚀。\N那些被融化的物质在流星后面\Nvaporizes and blows away—a process called ablation. That ablated material leaves a glowing

拉出一条发光的痕迹,我们称之为流星余迹。\N有时候它可以发光几分钟,

在高空受风的影响而弯曲,留下一个怪异的,幽灵般的连续的余迹。

这一切发生在离你的头顶很高的地方,大概离地面90到100公里。\Ntrain. This all happens high above your head, about 90 – 100 km above the ground.

一般来说,随便一个地方,每个小时你都可以看见几颗流星。\N这看起来可能并不多,

但是当你把一整个行星上的所有地方的流星加起来,\N你会发现地球每天会增加

大约100吨的物质。但是我要再说一次,这些流星体大多都

非常非常细小。

那些随机出现的流星被称作偶发流星。他们往往由岩石构成,并且

通常来自小行星。如果两颗小行星发生碰撞,就会产生

许多的小碎屑,在各自的轨道围绕太阳旋转。\N如果他们的轨道和地球的相交,

那么便有了一颗潜在的流星。\N这可能要花费几百万年,但在某些点,某些时候,

地球和流星体会处在同一位置,然后流星就出现了。

但有些时候流星体是成群出现的,在这种情况下,流星雨就出现了,

你可以在每小时看见几十个甚至几百个流星。\N除去一个例外,其余都并不来自于小行星:\Nmany dozens or even hundreds of meteors per hour. With one exception, those don’t come

它们来自彗星。

当一个彗星围绕太阳旋转,它上面的冰会升华成气体,\N并且和尘埃、碎石等混合在一起。

这些物质会离开彗星并且往往或多或少的会留在

彗星的轨道上。随着时间推移,那些物质会逐渐分散于轨道上,

形成一个围绕太阳的碎片带。

当地球经过这一片碎屑云的时候,一场流星雨就产生了。

站在地球上看,我们能看见流星划过夜空,\N并且能明显地发现它们是从一点

辐射出来的。这其实是透视效果;就像你开车穿过一个隧道,\Naway from a single point. That’s a perspective effect; it’s like driving through a tunnel

看见墙上的瓷砖和天花板在你旁边飞过,这些东西似乎都来自

你前方的一个点。天空中的流星出现的那个点被称作辐射点,

一场流星雨是以辐射点所在的星座命名的,\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,狮子座流星雨,鹿豹座流星雨。

并且,由于地球每年在同一时间经过特定的彗星碎片带,所以

流星雨具有周年性。英仙座流星雨都发生在8月,狮子座都在11月。

看一场流星雨其实非常简单:只需要走到户外,\N抬起头就行了!通常来说,\NWatching a meteor shower is easy: Just go outside and look up! Generally, they’re

当地时间午夜后观测效果更佳。当地球穿过流星体群时,

朝着地球自转的方向能看见更多的流星,就像你在暴雨中开车时,\Nof Earth’s orbital motion means more meteors, just like you get more raindrops on the front

砸在你的前挡风玻璃上的雨滴肯定比后面的更多。

在当地时间午夜后,你就处在面朝地球自转方向的那一面,\N因此你可以看见更多流星。\Nmidnight you’re on the part of the Earth facing into the orbit, so you see more meteors.

顺便说一句,如果你恰巧在国际空间站上,你得低下头去看流星。

在2011年,宇航员罗恩加兰拍摄到了一颗英仙座流星\N在他下方燃烧起来的照片!但是别担心:\Na meteor. In 2011, astronaut Ron Garan photographed a Perseid burning up below him! But don’t

空间站被流星撞击的几率是非常低的。毕竟宇宙浩瀚无际。

哦,我刚才有说到的一个例外?\N那就是每年12月出现的双子座流星雨,\NOh, and that one exception I mentioned before? That’s the annual Geminids shower, which

它来源于小行星3200法厄同,\N这颗小行星在一个十分接近太阳的轨道上运行。

它的表面可能会非常炽热以至于岩石气化,\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。

大多数流星体都很小,往往能够在大气中燃烧殆尽。

但它们个头也可以很大。火流星,或者说是火球,是非常明亮的流星,

它们的个头可能和葡萄差不多大,火流星经常在地球的某处随机出现。\Nbe about the size of a grapefruit. Those happen pretty often somewhere over the Earth. I’ve

我就亲眼目睹过几次。

很少有流星能一路幸存并最终落在地面上,成为陨石,

有时候,撞击地球大气层的巨大压力会使飞来的流星体\NSometimes, the immense pressure of ramming Earth’s air causes the incoming meteoroid

碎裂甚至爆炸,变成几十或者几百个小碎片洒落。

通常来说,它们在化作荣耀的烟火后速度会迅速下降,\N然后就只是静静地落下,完成剩下的旅程,

那上方的空气很冷,\N它们的内部也因为长时间处于其中而温度很低。

因此,不管你怎么想,陨石落地后并不会产生火灾。\Nlong. So, despite what you might think, meteorites don’t cause fires when they hit the ground.

其实它们可能非常寒冷!

陨石可以分成3大类:石陨石,主要成分是岩石;

铁陨石,主要成分是金属;还有石铁陨石,\N也就是岩石和金属的混合体。

我们所找到的大多数陨石都是石陨石。

石陨石被细分为两类:球粒陨石和无球粒陨石。

球粒陨石包含球粒,也就是小颗粒的矿物。\N这些东西都非常原始古老,被认为是

由形成太阳系的原行星盘的物质凝聚而成。

它们的年龄可以通过观察放射性元素衰变形成的子元素的比例推断得出。

我们已知的最古老的陨石形成于45.68亿年前,\N也就是比地球形成的时间还要早!

无球粒陨石内部没有球粒。它们最有可能来源于一个更大的,\NAchondrites don’t have chondrules in them. Most likely they came from a bigger asteroid,

曾经是熔融状态并混合了其他矿物的小行星。\N一次大的撞击使小行星母体碎裂,

产生了无球粒陨石。

铁陨石最有可能来源于一颗大的小行星的核心,这颗小行星要足够大,

大到能使金属通过重力富集在其中心。\N同样,一次大型撞击使小行星碎裂,

使构成它的物质散落于小行星带上,\N有些碎屑的运行轨道最终和地球轨道相交。

石铁陨石最为稀少。有的石铁陨石有绿色或橙色的,\N被称作橄榄石的矿物质晶体

包裹在金属网络中。它们被称作橄榄陨铁,\N应该是所有陨石中最漂亮的。

事实上我自己也在收集陨石,\N这是一个很有趣,但又有点儿花钱的爱好。\NI actually collect meteorites. It’s fun but can be a somewhat pricey hobby. If you’re

如果你也感兴趣,请确保你是从陨石授权经销商手中获得,\N我们有dooblydoo的人的联系方式。\Ninterested, make sure you get 'em from a licensed dealer. We have links to some in the dooblydoo.

当然,进入地球大气的陨石有时也可能会很大。\N当这样的事情发生时,

情况就非常不妙了。

2013年2月15日,俄罗斯车里雅宾斯市的居民被突然惊醒。

在当地时间早上9:20,\N一块直径约19米的石块以一个很低的角度进入大气层,

当它进入大气层时,它变得几乎和太阳一般耀眼,它所受到的压力

使它碎裂成几块,然后又分开了。在那一瞬间,\Nbroke it up into several chunks, which broke up again. In a moment’s time, the sudden

它突然释放的能量为50万吨TNT爆炸当量,\Nenergy released was equivalent to the detonation of a half million tons of TNT — as much

这相当于一个小型原子弹爆炸!

但好在没有一个人遇难,\N有超过1000人因为爆炸冲击波震碎飞溅的玻璃割伤,

毫无疑问在冲击波来袭时他们都站在窗前呆呆地看着天空中

陨石留下的巨大的气化痕迹。

这场事件没有预警;这颗陨石其实是太小了,\N因此我们在太空中探测不到

它的存在。好吧,至少目前来说是这样的。\N那些能寻找到体积更小的小行星,

并能给出预警的望远镜会在不久的将来面世。\N天文学家们更担忧的是那些

直径大于等于100米的小行星;它们可以轻易摧毁

一块城市大小或是更大的区域,\N但是目前为止它们还不容易被提前发现。\Na city-wide scale or larger, but at the moment aren’t easy to spot much in advance.

那如果看见有一颗就在我们头顶,我们应该怎么办?目前来说,\NAnd what do we do if we do see one headed our way? As of right now, there’s not much

我们并不能采取十分有效的措施。\N科学家已经开始研究来确定最佳行动方针;也许我们

可以向它扔一个核弹,或者直接用太空探测器撞击它以改变其轨道,\N确保它不会撞上地球。

这些想法理论上是不错的,但都还没尝试过,\NEarth. These ideas look good on paper, but they haven’t been tested yet. We’re still

我们还要好几年才能实现。

好消息是那种天体撞击地球的概率非常低;\N可能一个世纪或几个世纪才可能出现一次。

但如果我们什么也不做,最终也是会发生的。\N就如科幻作家拉里奈文所指出,

恐龙之所以灭绝,是因为它们没有太空计划。\NNiven points out, the dinosaurs went extinct because they didn’t have a space program.

幸运的是,我们比恐龙聪明得多。\NHopefully, we’re smarter than they were.

今天,你了解到了流星是从小行星和彗星上掉落的小碎片,

当地球穿过彗星产生的碎屑带时,便有了一场流星雨。

流星在距离地面100公里处被点燃,\N但是有一些能幸存下来,降落在地面上,

大多数的流星体都是岩石块,\N有一些是金属的,有的是岩石和金属的混合物。

巨大的流星体也是一个巨大的问题,但是已经有计划来预防

我们重蹈恐龙灭绝的覆辙。

天文学速成班--速成流星课!好酷!

天文学速成班是我们联合PBS数据工作室创建的。\N关注他们的频道你就可以

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