
請參考網上的資料,並以自己的文字回答以下問題。請在答案前註明題號。
今集問題[今次為自願作答,不計分]:
一、片段中多次提及大口徑的望遠鏡。大口徑望遠鏡有甚麼好處?
二、片段提及太陽系以外還有其它行星 (planet),它們繞著其它恒星 (star) 公轉。這些行星稱為「系外行星 (exoplanet)」。請從網上找出系外行星的資料,並指出科學家研究系外行星的原因。
三、片段提及哥白尼 (Nicolaus Copernicus) 的日心論 (Heliocentrism)。請跟據網上資料,簡介日心論的內容。又,伽里略 (Galileo Galilei) 的觀察怎樣支持日心論?
四、紅位移 (red shift) 是多普勒效應 (Doppler Effect) 中的一種現象。這種現象為甚麼能夠證明宇宙正在膨脹?
五、甚麼是「宇宙大爆炸 (Big Bang)」?科學家怎樣從宇宙膨脹聯想到宇宙大爆炸?
六、片段為甚麼名為 Seeing is Believing?這跟片段的主題有甚麼關係?

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[ID=82796075]
4. 每粒恆星有不同氣體的,每隻element 都有特定的譜線。科學家已經知道每隻氣體,它們應該在光譜上什麼位置出現黑線。因為科學家們探測很多粒星 99%都是見他們的光譜都是紅位移的。這些黑線全數向紅色那邊shift,即是紅位移。因為探測地球附近每粒恆星的光譄,全數都是紅位移,而紅位移正代表每粒恆星都遠離我們,即是宇宙正在膨脹中。救護車警號變tone 都是doppler's effect的其中一個結果。doppler's effect是波源和觀察者有相對運動時,觀察者接受到波的頻率與波源發出的頻率並不相同的現象。遠方急駛過來的火車鳴笛聲變得尖細(即頻率變高,波長變短),而離我們而去的火車鳴笛聲變得低沉(即頻率變低,波長變長),就是都卜勒效應的現象,同樣現象也發生在私家車鳴響與火車的敲鐘聲。因為波長改變會令tone也改變。因為 波速 v = 頻率 f x 波長 lamda。如果一架救護車響警號並保持靜止,是不會聽得到警號會有所改變,但當它離開時或者接近時 警號先至會有改變,即是表示「觀察者」與「聲源」的相對速度改變了,由此可以證明doppler's effect。如果將光套入聲波裡應用doppler's effect,就可以證明明宇宙正在膨脹。我們可以想像成很多架由四方八面傳來的救護車的警號,都好低沉地遠離你,即代表每架救護車都離你而去。即是所有恆星都以不同的速度離開地球,因為他們的光譜當中出現紅移現象,而我們可以利用doppler's effect去證明紅移現象去證明每粒恆星均遠我們,即是宇宙正在膨脹。
[ID=8279607]
4. 每粒恆星有不同氣體的,每隻element 都有特定的譜線。科學家已經知道每隻氣體,它們應該在光譜上什麼位置出現黑線。因為科學家們探測很多粒星 99%都是見他們的光譜都是紅位移的。這些黑線全數向紅色那邊shift,即是紅位移。因為探測地球附近每粒恆星的光譄,全數都是紅位移,而紅位移正代表每粒恆星都遠離我們,即是宇宙正在膨脹中。救護車警號變tone 都是doppler's effect的其中一個結果。doppler's effect是波源和觀察者有相對運動時,觀察者接受到波的頻率與波源發出的頻率並不相同的現象。遠方急駛過來的火車鳴笛聲變得尖細(即頻率變高,波長變短),而離我們而去的火車鳴笛聲變得低沉(即頻率變低,波長變長),就是都卜勒效應的現象,同樣現象也發生在私家車鳴響與火車的敲鐘聲。因為波長改變會令tone也改變。因為 波速 v = 頻率 f x 波長 lamda。如果一架救護車響警號並保持靜止,是不會聽得到警號會有所改變,但當它離開時或者接近時 警號先至會有改變,即是表示「觀察者」與「聲源」的相對速度改變了,由此可以證明doppler's effect。如果將光套入聲波裡應用doppler's effect,就可以證明宇宙正在膨脹。我們可以想像成很多架由四方八面傳來的救護車的警號,都好低沉地遠離你,即代表每架救護車都離你而去。即是所有恆星都以不同的速度離開地球,因為他們的光譜當中出現紅移現象,而我們可以利用doppler's effect去證明紅移現象去證明每粒恆星均遠我們,即是宇宙正在膨脹。
[ID=8252647]
一、片段中多次提及大口徑的望遠鏡。大口徑望遠鏡有甚麼好處?
如果望遠鏡能有效收集光線,我們就可以看到暗的天體,望遠鏡口徑越大它的收集光的能力越強。
聚光能力與望遠鏡的口徑的平方成正比,望遠鏡的口徑愈大聚光能力愈強。
解析能力可解析角度與望遠鏡的口徑的成反比,口徑愈大可解析角度愈小,解析能力就愈強。
所以為了看到更多超更清晰的天體需要大口徑的望遠鏡。
(ID~8273354)*
五、甚麼是「宇宙大爆炸 (Big Bang)」?科學家怎樣從宇宙膨脹聯想到宇宙大爆炸?
宇宙大爆炸-霍金與他的拍擋~數學物理教授圖羅克提出的"開放暴脹"理論認為,起初宇宙就像一粒豆狀物體,浮在一片沒有時間的真空中,豆狀的宇宙與大爆炸的時間相隔一個極短瞬間。在大爆炸的過程中釋放大量熱能,故此在大爆炸的瞬間經歷了"暴脹",而因為經歷了暴脹的過程,宇宙中的東西全都快速地經歷膨脹的步驟。宇宙大爆炸後不到一秒,本來與橘子一般大小的地球以及大約一百五十億年的轉變竟可變為今天的模樣。"開放暴脹"理論中亦提及到宇宙最終會無限地膨脹下去,而不是像某些天文學的說法:「當膨脹到一定程度,就會在引力下收縮。」物質就是這樣地形成星系、恒星以及生命。
宇宙大約是在100—200億年以前,從高溫高密的物質與能量的“大爆炸”而形成。隨著宇宙的不斷膨脹,其中的溫度不斷降低,物質密度也不斷減小,逐漸衍生成眾多的星系、星體、行星等,直至出現生命。這一個「宇宙大爆炸理論」是20世紀科學研究的重大成就。早期的宇宙充滿了同源同性的物質,其溫度壓強能量都極高。隨著膨脹和冷卻,宇宙物質經歷了相變,這種相變與蒸氣冷卻時的凝結過程和水的凝固過程相似,不同之處在於前者發生在更基本的粒子層面上。普朗克時期之後大約10 − 35秒,相轉變引起宇宙產生指數級增長,稱為暴脹。之後暴脹停止,此時宇宙的物質形式是夸克-膠子電漿體,這些物質的運動都符合相對論。宇宙繼續在空間上膨脹,溫度繼續下降。在某一溫度下,一種至今未知的所謂重子相變的相變產生,夸克和膠子組成重子,就是質子和中子,同時還在物質和反物質之間產生了不對稱性,這種不對稱性已經被實驗證實。隨著溫度進一步降低,更多無對稱的相變發生,形成了現在的基本粒子和基本相互作用。我們的宇宙一開始是處於一種物質與光均無法單獨存在的高溫,高能量狀態。在距今約一百五十億年前,也許是因為能量過高而發生了大爆炸,也就是大霹靂,大爆炸使得宇宙急速膨脹,溫度快速地下降,據估計大爆炸後一百萬年間,宇宙的溫度由絕對溫度一千億度降至三千度左右。
[ID=8220840]
(二)太陽系外行星(簡稱系外行星:extrasolar planet或exoplanet)泛指在太陽系以外的行星。自1990年代首次證實系外行星存在,截至2007年12月20日,人類已發現了256個系外行星。
歷史上天文學家一般相信在太陽系以外存在著其它行星,然而它們的普遍程度和性質則是一個謎。直至1990年代人類才首次確認系外行星的存在,而自2002年起每年都有超過20個新發現的系外行星。現時估計不少於10%類似太陽的恆星都有其行星。
系外行星已成為當前天文學研究的優先領域之一,主要是為了瞭解太陽系的起源,尤其是地球。長遠來看,研究系外行星也是為了尋找宇宙中存在的其他生物,是否存在外星生命的問題。
三、片段提及哥白尼 (Nicolaus Copernicus) 的日心論 (Heliocentrism)。請跟據網上資料,簡介日心論的內容。又,伽里略 (Galileo Galilei) 的觀察怎樣支持日心論?
[ID=8253653]
日心論的內容:
日心說,也稱為地動說,是關於天體運動的和地心說相對立的學說,它認為太陽是宇宙的中心,而不是地球。即是說太陽是宇宙的中心,地球圍繞太陽運動。而由哥白尼提出的日心說,推翻了長期以來居於統治地位的地心說,實現了天文學的根本變革。
伽里略 (Galileo Galilei) 的觀察怎樣支持日心論?
1609年,伽利略聽說荷蘭米德爾堡的眼鏡商造出了「望遠鏡」可將遠距離的東西放大,伽利略於是便研究出合成鏡片的光學性質,造了幾具改進的望遠鏡自用。他用上新式望遠鏡進行天文觀測,發現太陽上有黑子,月亮表面則有坑洞,並根據其邊緣影子的長度測算它們的高度。他亦發現銀河是由許許多多的恆星去組成的。此外,伽利略還發現了金星的相,即金星也跟月球一樣有相位的變化,會從新月狀逐漸變為滿月;他也從中發現了木星的四顆衛星。以上這些的發現都支持哥白尼的日心說,並嚴重地挑戰當時羅馬教會所認可的托勒密古希臘天文觀與地心說。
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