圖解大氣科學(2版)[Tu Jie Da Qi Ke Xue (2 Ban )]＊專業/教科書/政府出版品類＊暢銷書榜～推薦！

作者：張泉湧
出版社：五南
出版日期：2016/09/25
語言：繁體中文

ISBN：9789571188102
叢書系列：圖解書系
規格：平裝/392頁/17x23cm/普通級/單色印刷/2版
出版地：台灣
本書分類：自然科普>天文學/地球科學>天文觀測/氣象
本書分類：專業/教科書/政府出版品>地球與環境科學類

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1.1 宇宙的誕生

大爆炸宇宙論 (The Big-Bang theory)

在地球及其大氣誕生前實際上宇宙就已存在了，宇宙中有地球形成後再歷經46億年的演化，終於才誕生了生命。在浩瀚的宇宙中，目前只知地球為唯一有水及氧氣可供人類居住生存的星球，如同宇宙中惟一的綠洲。地球與地球上的大氣究竟是怎麼形成的？對地球大氣科學有興趣的讀者，能夠大略了解宇宙起源及宇宙科學的最新進展應是必要的。

1927年，比利時牧師與宇宙論者喬治勒梅特(Georges Henri Joseph Éduard Lemaître)提出「宇宙的膨脹源自於火球的膨脹」，並建議天文觀測者可以觀察遠方星系的紅位移現象，來證實宇宙膨脹的論點。

1929年，天文科學家艾雲哈柏（Edwin P. Hubble）依據早期星系種類分類的研究工作經驗證實喬治勒梅特的宇宙膨脹論點。哈柏指出銀河中看似微弱的星雲其實是位在距離我們有幾百萬光年的其它星系中。哈柏發現遠方星系遠離我們的速度 v 和與我們的距離d成正比(即v = H0d)，式中比例常數H0稱為「哈柏常數(Hubble constant)」，H0數值大小可以用來計算宇宙年齡。

1930年喬治伽莫夫 (George Gamow)與同事拉爾夫阿爾菲(Ralph Alpher)闡述宇宙的由來是起源於一次的「大爆炸宇宙論」。1949年，喬治伽莫夫進一步依據理論推導，宇宙會有隨膨脹展開，約有絕對溫度50K的殘餘能量，散佈在整個宇宙空間。由於質能互換原理，大爆炸所產生的能量最後乃轉爲物質。

大爆炸宇宙論建立在3個主要基礎：(1)由數學上證明廣義相對論只容許唯一的解，這個數學解是在時間原點時，整個宇宙的大小只是一個點，因大爆炸而炸開一個3度空間。由於空間以固定速率不斷向外膨脹，整個空間瞬間的大小可由時間形成指標和定義。(2)美國天文學家哈伯證實宇宙確實是在膨脹中，並且越遠的星系膨脹的速度越快，與相對論的數學解大致吻合。(3)1965年阿默彭齊亞斯(Amo Penzias)和羅伯特威爾森(Robert Wilson)發現約2.70K的「宇宙背景輻射(Cosmic Background Radiation)」，這是最具關鍵性的基礎，因而宇宙起源於大爆炸宇宙論得以廣被接受。

2014年3月17日美國BICEP(Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization)第2代計畫團隊(BICEP2)宣布，他們已在南極用太空望遠鏡首次監測到宇宙約140億年前大爆炸後，散發於宇宙空間的重力波，因此能夠支持大爆炸後在千萬億分之1秒的瞬間，宇宙迅速膨脹的直接證據。