有趣到睡不著的天文學：黑洞的真面目是什麼？

★日本暢銷中小學生科普讀物★
★大人也愛的輕科普★
★系列作品銷量突破七十萬本！★

◎北極星本身也會改朝換代？！
◎我們都是從星星中誕生的星星之子！
◎地球人會有遇見宇宙人的那一天嗎？
◎最後一次拍下地球照片，遠行而去的探測器

))))千萬別把它當作睡前讀物，因為你一翻開就停不下來！((((


【宇宙級的浪漫！讓人感動澎湃的29個天文故事】
天文學涵蓋的範圍，從流星、月亮、太陽系，一直到探究宇宙的成長，在138億年的宇宙演變歷程裡，有好多令人好奇的事物！外星生命最可能存在哪裡？太陽還有幾年會爆炸？黑洞連光都會吸進去，我們看不見它，要怎麼找到黑洞？那些探測器，代替人類前往遙遠未知的宇宙空間，旅程有多麼漫長又壯闊呢？
跟著書中可愛的土星小人，一起打開好奇心，遨遊宇宙！

【精采主題搶先看】
●北極星也會改朝換代？●
有顆閃亮的星星在北方天空中永遠不動，那就是北極星。因為北極星正對著地球的自轉軸，因此即使地球轉動，它在天空中的位置也不會改變。
但是受到月球或太陽的引力影響，其實地球的自轉軸會傾斜，並以大約兩萬六千年的週期產生變化。這表示，以地球角度來看，北方位置的那顆星星在多年後將「換人做做看」，在一萬一千年以後，明亮的織女星會成為標誌北極的星星。

●我們都是星星之子●　
一般認為，宇宙從一場大爆炸中誕生，原本的化學元素只有兩種，而後重複多次盛大的星星爆炸，在46億年前形成太陽系，產生了九十多種元素，地球與地球上的我們，都是從星星中誕生的「星星之子」！

●織女與牛郎沒辦法約會？！●　
宇宙中最快的速度就是光速，光前進一年的距離稱為「一光年」。織女星和牛郎星隔著15光年的距離，也就是9兆5000億公里×15的距離。
七夕快到的時候，當織女聯絡牛郎說：「牛郎，我們七月七日的時候在銀河相會吧。」這個用光速前進的電磁波訊號，會在15年後傳到牛郎星。就算牛郎立刻回答說：「好啊。」織女得等上30年才能收到回覆。以天文學的角度來看，織女和牛郎無法每年相會呢。


【本書特色】
＼＼封面〝有問題〞／／

★有趣到從封面開始就〝有問題〞！
本系列書籍，各冊封面都經心設計了一個有趣的問題，
你能回答得出來嗎？等你翻開本書，便能印證你有沒有答對。
本書封面〝有問題〞：
Q：一個流星大概多重呢？
1.咖啡豆（0.2g）
2.保齡球（5kg）
3.噴射機（350t）

★適合九歲以上閱讀。

★本書主題符合「自然領綱」的跨科學習主題。
108課綱自然領綱，期待每學期至少包含1個跨科主題，透過跨科主題的探索，連結不同學科，打破學科之間的知識藩籬。本書符合領綱所列舉的跨科主題（列舉三主題：從原子至宇宙，物質與能量，自然界的尺度與地球環境），跨「地球科學」、「物理」、「化學」、「生物」。
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【有趣到睡不著─系列介紹】
★日本中小學生經典科普課外讀物，系列作品銷量突破七十萬本！★
★108課綱培養「科學素養」、「閱讀力」最佳讀物★

◎熱情推廣科學的專家作者群
本系列長期受到日本親師生的肯定，主因是：來自各科學領域的專家作者群，專業值得信賴，長年耕耘科普傳播，出版過多部科普暢銷作品。

◎符合108課綱科學素養，中小學生的最佳讀物
─科學素養讀本：科學素養是人們看待自然現象時保持好奇心，從中思考問題、進而設法解決問題的一種涵養。閱讀有趣的課外科學書籍，並呼應學校課程內容，培養孩子的科學素養。
─增加閱讀力：書中每個小主題的篇幅適中，讀來毫不費力，平易近人的內容，使人不知不覺一直看下去，也促進中小學生的長篇文章閱讀力。


◎系列主題─
《有趣到睡不著的自然科學》／《有趣到睡不著的化學》
《有趣到睡不著的生物學》／《有趣到睡不著的植物學》
《有趣到睡不著的天文學》／《有趣到睡不著的地球科學》
《一定要知道的傳染病》

縣秀彥 (AGATA HIDEHIKO)
一九六一年出生於日本長野縣。現為國立天文台（NAOJ）資訊中心副教授/推廣室長，綜合研究大學院大學副教授，國際天文聯合會（IAU）成員。東京學藝大學研究所結業（教育學博士），歷經東京大學教育學系附屬國、高中教師等。主要著作、監修書籍包括《地球外的生命體》（幻冬舍）、《星星王子的天文筆記》（河出書房新社）、《獵戶座正在消失？》（小學館）等，另外也活躍於廣播或電視節目。

星星之子推薦 (依首字筆畫排列)
■李昫岱 （屋頂上的天文學家主理人）／中正大學兼任助理教授■許經夌／中原大學物理系教授
■蕭俊傑（科學Ｘ博士）／科學教育專家

「簡單明瞭的一本書，內容豐富，讓你在睡不著的夜晚一點一滴學會天文。」
──李昫岱 （屋頂上的天文學家主理人）

【前言】
天文學的魅力，讓人心動不已

　大家一聽到「天文學」，會有什麼印象呢？是在天文館裡聽到的星座故事、流星雨或日食觀測，還是賞月呢？
　這本書介紹的內容，一口氣濃縮了天文學魅力的菁華。
　月球也有山脈或海洋？
　夜空中明明有無數星斗，為什麼還是一片漆黑？
　尋找第二個地球的「外星人方程式」是什麼？
　用重力波逐漸揭開宇宙誕生的祕密……等等。
　天文學涵蓋的範圍，從流星或月球這種大家熟悉的天體的奧祕，一直到窮究遠古宇宙起源之謎，可是一門很有趣的學問喔。
◇
　天文學從很久以前開始，就和音樂、數學並列為最古老的學問，據說對古代人而言，曾經是很重要的對話工具（溝通工具）。
　例如，和別人約定下次碰面時，沒有時鐘或電話，要怎麼決定會面地點或時間日期呢？ 在這種情況，因為古代人彼此都熟知月亮形狀或星星位置，所以才能告訴對方季節、時刻或所在地點。
　就像這樣，一般認為天文學曾是人際聯繫的必要工具。
　另一方面，這些年來天文學有非常顯著的進展。大家看這本書，可能會覺得「這跟我小時候看的天文學圖鑑或參考書內容很不一樣耶」。
　現在，有一門廣受注目的學問叫做「天文生物學」（Astrobiology）。這是一門研究「宇宙生命的起源、演化，分布與未來發展」的學術領域。這個領域集結了天文學、生物學、行星科學、地球物理學等各領域的研究者。
　「我們是誰？我們今後會到哪裡去？」
　針對這個普遍的提問，人類正以天文學為立足點，逐漸逼近問題的答案。
　直到二○一六年為止，確認存在的太陽系外行星已經超過三千五百顆☆。其中也開始發現地球大小的岩石行星，又或是溫度恰當、可能蘊藏豐富液態水的行星。
　像是被稱為新世代望遠鏡的TMT（Thirty Meter Telescope，口徑三十公尺的望遠鏡）的高性能望遠鏡，還有宇宙望遠鏡等，它們都有機會發現存在地球以外生命的系外行星。在不久的將來，人們發現生命的起源，或是與智慧生命溝通，或許不再只是夢話。
　這樣讓人興奮期待、心潮澎湃的學問，只給天文學家獨享，未免太可惜了！ 大家也拿起這本書，一起來瞧瞧這個鼓動人心的天文學世界吧！

前言

PartⅠ 浪漫的天文故事
欣賞流星的方法
月球也有山脈和海洋？！
北極星會移動？！
夜空中明明有無數星星，為什麼仍黑漆漆的呢？
勇者俄里翁右肩消失的那一天
出去旅行才看得到的星空
火星上有生命存在嗎？
看到就有好運的星星？　
天體撞擊地球！

PartⅡ 有趣到睡不著的天文學
土星環是由什麼形成的呢？
為什麼月亮一直跟著自己走？
太陽的壽命還有多久？
如何和外星人接上線？
搜尋第二個地球的「外星人方程式」
何時能看到美麗的極光？　
日曆制定的有趣歷史　
織女與牛郎沒辦法約會？！
探索太陽系的盡頭
看到最亮星星的方法

Part Ⅲ 宇宙充滿不可思議
來發現「宇宙第一顆星」吧！
暗能量之謎　
星系是怎麼形成的？　
被踢出行星之列的星球　
第一個使用天文望遠鏡的並不是伽利略？　
逐漸逼近宇宙誕生的謎底　
星座是什麼時候、在哪裡產生的呢？　
黑洞的真面目是什麼？
為地球帶來生命的是慧星？！
宇宙的時間和人類的時間

結語
參考文獻

【摘文】
尋找火星人
　火星上有火星人嗎？一直以來，這個主題被好多小說或電影做為題材，令人興味盎然。
　十九世紀末到二十世紀初，美國有位叫做帕西瓦爾‧羅威爾的大財主，因為一個契機完全迷上了火星，整件事情要從「火星表面看得到運河」的錯誤消息說起。當時，義大利的天文學家斯基亞帕雷利（一八三五∼一九一○）留下火星的詳細畫稿，圖中畫了很多條直線狀的地形，斯基亞帕雷利以canale（義大利文意思是「水道」）來解釋。據說這個詞後來被誤譯成英文的「canal ＝運河」， 讓羅威爾深信火星上住著能建造運河的高等生物，也就是火星人。
　羅威爾因此投入私人財產，在亞利桑那州打造私人天文台，一頭栽進了火星觀測。其實在距今大約百年前，一般大眾都普遍相信有火星人的存在。
　結果，羅威爾就在還沒搞清楚火星人真假的情況下，懷著對火星文明的想像走向生命的終點。人類一直到一九六○年代發展火星探測器之後，才認知到「火星上沒有火星人」。

奧伯斯悖論
　為什麼只要一入夜，天空就會變黑呢？
　白天會這麼亮是因為有太陽照耀，晚上變黑是因為太陽下山後，月亮或星星的光與太陽相比是很暗的………。這是乍看之下小學生都能回答的簡單問題。
　但是再仔細想一想，天空一片漆黑是很不可思議的耶。宇宙中有無數星斗，這無數的繁星看起來雖然小，但都閃耀著一定範圍的光芒，在星星之間的空隙中，也一定會有更遙遠的星星存在，所以整片天空應該都會被星星塞滿，因此大放光明才對。這種情況舉例來說，就像進入森林深處環顧四周時，透過樹木的間隙去看，無論如何都能看到遠方樹木，間隙就像被填滿一樣，讓我們看不見森林外面的情況。
　這樣的矛盾，以十八到十九世紀德國天文學家海因里希．奧伯斯（一七五八∼一八四○）的名字命名，長久以來被稱為「奧伯斯悖論」（Olbers' paradox），是天文學的難題。

夢想中的白洞
　大家聽說過相對於黑洞的「白洞」嗎？
　如果宇宙存在足以吞噬一切的強大重力源，那麼相反的，將吞噬的一切全都吐出來的狀態也是可能的，不是嗎……一九六○年代的天文學家是這麼預測的。因為具有跟黑洞完全相反的性質，所以稱它為「白洞」。但是，到目前為止我們還沒有在宇宙中發現任何一個白洞。
　雖然白洞在理論上可能存在，但也可能是不存在於我們宇宙中的虛幻天體。不論是理論面或觀測層面，黑洞研究都是最熱門的研究主題，而把白洞做為研究主題的天文學家極為少數。假設真的在宇宙中發現白洞，那或許會和黑洞兩兩成對，而兩者之間就是能超越時空的蟲洞。
　儘管白洞是理論上的想法，但是魅力十足，在很多科幻小說或電影裡常描繪出可以穿越時空而移動的超光速曲速引擎。
　但是事實上，光是靠近黑洞，我們的身體就會由於強大的重力而分崩離析，粉身碎骨到剩下基本粒子的程度，很遺憾的，像科幻題材那樣穿越時空是不可能的事。建議大家還是不要靠近黑洞比較好。


有避免天體撞擊的方法嗎？
　當我們發現會撞擊地球的天體時，實際上該怎麼做才好呢？要是不想辦法避免撞擊，地球就沒有未來了。如果是像彗星或小行星那種小天體，讓它們偏離軌道（天體運動的路徑）並非不可能。而且只要讓軌道有一點點改變，就可避免與地球相撞。相關人員正在研究各種方法，但無論如何，到時候都必須在大型火箭上裝載用於改變小天體軌道的太陽能電池或火箭引擎等，並迅速送到小天體上才行。
　例如，把太陽能電池送上太空，在小天體上軟著陸，張開由太陽能電池板所組成的巨大風帆。
接著利用來自太陽的能源，就像帆船乘風前進那樣，來改變小行星的運動。另一個方法是把火箭引擎送上太空，軟著陸後，藉由點燃引擎改變小行星的行進方向。
　以前也曾有人提案利用核子武器。但這很可能造成不僅太空空間，還有地球大氣的汙染，所以多數意見主張禁止使用。
　不過，要是朝地球而來的NEO或彗星已經離地球很近，那就束手無策了。就算在撞擊地球之前破壞它， 也會有碎片墜落地球，可能引發像是隕石墜落這樣的嚴重損害，根本無法避免對地球的影響。
　太空警衛中心簡直就像是出現在科幻故事裡的地球防衛軍一樣，肩負著守護人們生命的重責大任。此外，日本太空警衛協會表示，天體撞擊地球造成人員死亡的機率，幾乎等同於飛機失事時人員死亡的機率。當天體撞擊地球時，根據天體大小決定了人類是否滅亡。