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小行星是以橢圓形軌道環繞太陽運行的小天體，其質量與形狀不一，其中大部份在火星與木星之間的小行星帶運行。在這個區域就有一顆小行星的形狀相當奇特，猶如一根巨大的狗骨頭，它被發現迄今已有超過140年的時間。
https://hk.epochtimes.com/news/2021-09-15/18751645
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【新文章】一天真的剛好24小時嗎？
上一篇文章《為什麼一天有24小時？》引起了幾位讀者朋友對1秒的現代科學定義的討論，我覺得是非常好的現象，說明很多朋友都覺得科學是有趣的，會在讀完文章後繼續思考，而不是把我說的照單全收。其中余承翰和Milka Wong分別對埃及的講解和中國的情況作出補充，非常感謝。朋友Lezhi Lo更不吝分享了他製作的精美圖解，解釋了使用銫-133作為現代計時基準的物理學上的考慮。非常感謝Lezhi的補充，他的圖解比我的文章更直觀也更易明白。
不過除了物理學上的原因，還有最後一個非常重要的理由，就是銫-133的基態超精細結構躍遷頻率剛剛好等於以往天文學上測量到的曆書秒（ephemeris second），或即現代的原子時，即以天文考量而把一天切割成 24 x 60 x 60 = 86,400 等份。這個做法對日常生活影響最小，因此亦最能為社會所接受。
有見及此，我希望把這討論延伸，講講天文學上關於一天的長度的幾種不同定義。
試想像我們是活在古代的天文學家，我們可以如何定義一天的長度呢？最簡單的做法，就是每天晚上觀察天上的星星東升西落，然後計算在下一個晚上需要多少時間才能看見一模一樣的星空。這樣做的好處是換日期的時間在午夜，不會對日間活動的人類造成混淆。這樣定義的一天叫做恆星日或回歸日（sidereal day）。
然而，我們會發現一個問題：雖然星空和太陽一樣，每日都會東升西落一次，但星空的運轉速率比太陽快一點點，只需要23小時56分鐘4秒就完成一圈，而太陽卻需要24小時。這是因為地球在自轉的同時亦在環繞太陽公轉，因此如上圖所示地球需要比星空轉一圈再轉多一點點才能再次對準太陽。這樣就有麻煩了，半年後，午夜零時豈不是會發生在正午？
因此，我們就想出了另外一個方法定義一天的長度：太陽每天正午時分都必定位於南北指向的子午線之上（「子午」就是這個意思），因此只需要把連續兩個正午之間的時間間隔定義為一天就好了！這樣做的話能確保正午都發生在太陽穿越子午線的一刻，不會導致日夜顛倒。這樣定義的方法叫做太陽日（solar day），長度當然是剛剛好24小時，因為這根本就是定義24小時的方法啊。
然而，我們還有一個問題。如果地球環繞太陽的軌道是正圓形的話還可以，但是地球軌道其實是橢圓形的。這就出現了另一個問題：地球公轉的速率每天都不一樣，使得每個太陽日的長度都不一樣！如果硬要以太陽日為定義24小時的方法，難道1秒的長度要變得每天都不一樣嗎？
最後，我們想到了一個方法，就是把一天的長度與每天的實際太陽日長度脫鈎，轉移使用一年下來的每一天太陽日的平均長度：這叫做平太陽日（mean solar day）。我們更進一步直接定義一個平太陽日為86,400秒，再把換天的時刻定為日落後、日出前這段夜晚時間的正中間，這就解決了大部分日常生活所需的問題了。亦因為這樣的定義，正午都不會是發生在剛剛好12時正的，有時會比12時早、有時比12時遲。
然而，跟據現代科學使用銫-133定義出來的1秒，長度其實並不剛剛等於用平太陽日切割出來的1秒。這是因為潮汐作用使地球轉得越來越慢。現在一個平太陽日太約等於86,400.002個銫-133定出來的秒。所以我們可能會以為，一年下來會累積365 x 0.002 = 0.73秒，即差不多一秒！這樣的話豈非每隔年就必須加入潤秒嗎？可是我們知道加入潤秒其實並不常見，加入的時間亦絕非週期性。為什麼呢？
這是因為地球並非只有自轉、公轉、潮汐作用等會影響太陽日的長度。地殼活動、季候風、洋流等等都會影響地球的轉速，而且還未考慮歲差——自轉軸因太陽和其他行星重力造成的進動和章動等影響。因此每天的長度其實是混沌的，非常難以用理論準確預測，只能透過實際測量得知。總言之，上述各種貢獻相加，令我們並不需要隔年就添加潤秒。
討論了秒、分、時、天的定義，下次我們再討論有關定義月和年的問題。
延伸閱讀：
有關潤秒可參考NASA的講解：https://www.nasa.gov/feature/goddard/nasa-explains-why-june-30-will-get-extra-second
港大物理系課程Nature of the Universe網上講義：https://www.lcsd.gov.hk/CE/Museum/Space/archive/EducationResource/Universe/framed_e/index.html
封面圖片：NASA
2020 第一屆「臺灣科學節」大型戶外藝術音樂舞台劇
《星空的立法者 - 克卜勒的一生》
克卜勒是近代歐洲科學革命的主要推手之一，十六世紀中葉，天主教會主導世人的宇宙觀，堅持地球是宇宙中心的「地心說」，1543年哥白尼提出了以太陽為中心的「日心說」，雖然往前邁進了一大步，但因為使用的是圓形軌道，預測行星運行的誤差仍然很大。克卜勒承襲了丹麥天文學家第谷觀測火星的豐富數據，刻苦研究，終於發現行星軌道實際上是橢圓，從而歸納出了今天我們熟知的「行星三大運動定律」，結合了「日心說」，終能正確描述太陽系天體的運行，也徹底推翻了天主教會的宇宙觀，因此後世稱克卜勒為「星空的立法者」。
克卜勒的科學貢獻如此巨大，但其一生卻極端坎坷，幼年體弱多病，受人欺凌，及長光輝四射，科學成就令人欽敬，但造化弄人，晚年貧病交加，還需長途跋涉，去找神聖羅馬帝國皇帝要回欠發多年的薪水，卻魂斷異鄉，客死在雷根斯堡的小旅館中。死前留下遺言：「我曾測天高，今欲量地深。我的靈魂來自上天，凡俗肉體歸於此地。」
「星空的立法者 - 克卜勒的一生」這齣舞台劇，將結合戲劇、歌唱、舞蹈，和多媒體來呈現歷史上一位偉大科學家的生平。克卜勒孤傲憂鬱，他的老師第谷驕恣跋扈，他最好的朋友法布里卻爽朗明快，三人個性形成強烈對比，充滿戲劇張力。而跨越時空的穿越劇情，更讓整個故事古今交疊，懸疑精彩！這齣戲劇將邀請國內一線的演員、歌手，和舞群參與演出，將科學內涵以藝術方式來表達，為您呈現整晚視覺和聽覺的雙重盛宴！
主辦單位：教育部、文化部
合辦單位：臺北市政府、臺中市政府、高雄市政府、國家表演藝術中心國家兩廳院
協辦單位：財團法人臺灣博物館文教基金會、中華電信、台達電子文教基金會、財團法人高雄市文化基金會
承辦單位：國立自然科學博物館
贊助單位：承翰教育公益信託基金、台積電文教基金會、鴻海教育基金會、財團法人恒大文教基金會、磐拓營造有限公司、財團法人吳尊賢文教公益基金會、公益信託大眾教育基金、公益信託王長庚社會福利基金
演員名單
克卜勒 ｜ 王柏森
蘇珊娜（克卜勒之妻） ｜ 羅美玲
法布里 ｜ 陳彥廷
布拉琪（法布里之妻） ｜ 羅香菱
第 谷 ｜ 杜滿生
哥白尼 ｜ 夏治世
丹麥老王/宗教法庭審判官 ｜ 葉子彥
丹麥王子/陪審法官 ｜ 戴立吾
卡塔琳娜（克卜勒之母） ｜ 黃舒湄
小管家 ｜ 彭子緒
日期 : 2020/10/31-2020/11/01
時間 : 19:00-21:00
地點 : 臺北市兩廳院廣場
日期 : 2020/11/07-2020/11/08
時間 : 19:00-21:00
地點 : 高雄市文化中心廣場
日期 : 2020/11/14-2020/11/15
時間 : 19:00-21:00
地點 : 臺中市圓滿劇場
https://tsf.moe.edu.tw/main/2/17?type=event&cid=146
今日蘋果頭條講冥王星，這其實是講了很多年的東西，而我講的只是很基礎的常識。如果想了解深入一點，大家可以問問李偉才博士。這是基本常識，但也很少人知道。冥王星的故事是這樣的。以前我們都不知有海王星和冥王星，因為天王星的軌道受到振動，有人已估計有海王星的存在，結果真的找到海王星， 而海王星的軌道有振動，又有人推測另外有一粒行星。結果這行星在1930年被發現。這個時候很哄動，因為這行星很暗，由一位小女孩改名為冥王星。這個時候我們便變了有九大行星，但是在1990年，便有人質疑冥王星是否一粒行星，為何呢？因為在它的軌道發現有不少質量如它的星體，而它有五粒衛星，它是在一個小型行星帶之中。這是否有資格成為一粒行星還是要加第十第十一粒行星，因為還有其他如它差不多大質量的星體。在2000年開始受到廣泛質疑，究竟冥王星是否一粒行星。
去到2006年，國際天文聯會裁定了行星的規則。第一，是行星必須圍繞太陽移動；第二，必須靠本身的質量形成一個橢圓形；第三，它要能夠清除到軌道附近的太空物料，像地球是地球軌道的物料的質量150萬倍。冥王星只佔軌道的7%，冥王星是第三點做不到，於是只成為矮行星。它那帶是古柏帶，那只是一個很多隕石的帶，有相當多的質量。其他細節可以在蘋果報道中看到。它和海王星有重疊，但不是同一時間，所以無撞倒。而且冥王星是極不穩定，這是一些基本常識。天文學上我只是門外漢，但我覺得大家應該要知道。這是爭論了幾十年的事，而很多人都不知道，所以我都有推廣這些常識，告訴大家為何它由一粒行星變成矮行星。
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先備知識：
1.橢圓的定義(3-3觀念01橢圓簡介)
影片重點：
1.所有繞同一恆星公轉的行星軌道週期的平方與半長軸的立方成正比。
2.所以離太陽越遠的行星要公轉太陽一圈的時間越久。
3.哈雷彗星也繞行太陽，故也符合週期定律（其週期為76年左右）
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