天文一百年1955-1959

最新 03-28

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自1900年以來都發生了什麼？我們的生活經歷了翻天覆地的變化，伴隨著時間的推移和科技知識的進步，大量的科學大事件包括和天文學有關的大事接連出現，《Astronomy》幫我們梳理了自1900年以來和天文學有關的事情，相信你會喜歡這趟包含了二十世紀直到現在的大發現、科學成就和學術突破的天文之旅。

」

1955

▉物理學家埃米利奧·西格里（Emilio Segrè）和歐文·張伯倫（Owen Chamberlain）發現了質子的反物質——反質子，他們是在使用加利福尼亞的粒子加速器做的實驗中發現的。

反質子/antiproton

觀察反質子《物理評論》第100期

▉廣義和狹義相對論的締造者，也可能是歷史上最偉大的物理學家——阿爾伯特·愛因斯坦於4月18日在新澤西州的普林斯頓去世，享年76歲。

阿爾伯特·愛因斯坦/Albert Einstein

1879年3月14日－1955年4月18日

猶太裔理論物理學家，創立了現代物理學的兩大支柱之一的相對論，也是質能等價公式（E = mc2）的發現者。因「對理論物理的貢獻，特別是發現了光電效應的原理」，他榮獲1921年諾貝爾物理學獎，這一發現為量子理論的建立踏出了關鍵性的一步。二戰時期與英國哲學家伯特蘭·羅素共同簽署《羅素—愛因斯坦宣言》，強調核武器的危險性。愛因斯坦一生總共發表了300多篇科學論文和150篇非科學作品。他被譽為是「現代物理學之父」及20世紀世界最重要科學家之一。他卓越和原創性的科學成就使得「愛因斯坦」一詞成為「天才」的同義詞。

▉天文學家弗雷德·霍伊爾和馬丁·史瓦西使用早期的計算機模擬了紅巨星（其質量比太陽稍大一些）的演化過程。

紅巨星結構示意圖

▉875年內持續時間最長的日全食發生於6月20日，這次日全食總共持續了7分8秒。

1955年日全食帶/

▉英國物理學家路易斯·埃森（Louis Essen）完成了第一個實用原子鐘，它通過測量銫133原子的躍遷來計算時間。

路易斯·埃森和J. V. L.帕里站在世界上第一座銫原子鐘旁邊，英國國家物理實驗室，1955年

▉丹麥天文學家簡·奧爾特（Jan Oort）證實了蟹狀星雲的偏振光是由同步加速輻射（電子在磁場中接近光速移動）引起的。

揚-亨德里克·奧爾特/Jan Hendrik Oort

1900年4月28日－1992年12月5日

荷蘭天文學家，在銀河繫結構和動力學、射電天文學方面做出了許多重要的貢獻。

1956

▉弗雷德里克·萊因斯（Frederick Reines）和克萊德·柯萬（Clyde Cowan）以及他們的同事們證實了中微子的發現並且偵測到了反中微子。

克萊德·柯萬和弗雷德里克·萊因斯在電報中宣布發現中微子。

▉美國物理學家布魯斯·科克（Bruce Cork）在加利福尼亞的粒子加速器發現了反中子。

反中子的發現者：Wenzell，Cork，Lambertson，Piccioni，1956年

▉加拿大物理學家吉爾伯特·普拉斯（Gilbert Plass）發表了名為《The Carbon Dioxide Theory of Climatic Change》的文章，文中闡述了大氣中增加的CO2的含量將使地球變暖。

吉爾伯特·普拉斯和他的文章《二氧化碳氣候變化理論》

1957

▉兩個大彗星點亮夜空TWO GREAT COMETS LIGHT UP THE SKY

阿蘭德-羅蘭彗星壯觀的塵埃尾巴。

大彗星（極其明亮的彗星）在地球上一個世紀平均出現13次，或每七八年出現一次。但是很少有天文事件不可預測。這種奇觀的間隔有時是十多年，有時一年會有兩次。對於北半球的觀測者來說，1957年就有了兩次這種體驗。這次罕見的大彗星除了1910年的白晝大彗星和哈雷彗星之外絕無僅有（斯基勒魯普—馬里斯塔尼彗星【C/1927X1】和日食彗星【C/1948V1】嚴格來說都是南半球才能觀測到的）。

但現在長時間乾旱給這種奇觀雙重效果。兩顆彗星中更加明亮且更加壯觀的是阿蘭德-羅蘭彗星【C/1956 R1】，它的星等達到了0，4月中旬之後彗尾的長度有30°。但是它引人注目的外貌在4月20日和5月上旬出現了，那時出現了一條「逆向彗尾」——光的尖峰指向了太陽而不是離開的方向——長度達到了15°。

彗星通常有兩條彗尾，通常有一條佔主要地位。第一條彗尾包含著電離氣體，淺藍色，像風向標一樣被太陽風吹著指向遠離太陽的方向。另一條是典型的弧線形，呈現微黃色光，包含著塵埃粒子，因為輻射壓的原因向遠離恆星的方向運動。太陽、地球、彗星三者精確的幾何關係使阿蘭德—羅蘭彗星的塵埃彗尾在朝著太陽的方向呈現弧線，使得觀測者看到了華麗的逆向彗尾。

阿蘭德—羅蘭彗星出現後僅僅三個月，Mrkos彗星【C/1957P1】帶著它兩條普通的彗尾在夜晚和早上划過天空，它的星等在8月上旬達到峰值，此時星等為1。

▉太空時代開始了THE SPACE AGE BEGINS

這是斯普特尼克1號的複製品，世界上第一顆人造衛星，美國國家博物館

要說1957年10月4日這一天改變了世界毫不誇張。雖然蘇聯已經暗示了要在國際地球物理年將一顆衛星發射到近地軌道，但是當斯普特尼克1號成功發射時讓包括美國在內的全世界感到意外。

隨著冷戰全面持續，毫無疑問人們在看到他們國家的對手將航天器送入軌道也感到了不安。斯普特尼克1號是一顆帶有四根天線，沙灘球大小的光滑金屬球（直徑大約23英寸）。那時，地球上的每個人都會在晴朗的夜晚走出去，看著它穿過天空或者接受它發出的無線電信號。

儘管這顆衛星沒有攜帶任何儀器，但也不能阻止科學家從它上面收集信息。更重要的是，他們可以跟蹤飛行器在高空大氣層的行程，來獲取高海拔氣體密度下的有用的信息。

斯普特尼克1號在10月下旬停止發射信號，在1958年1月4日返回地球的時候燒毀了。太空時代也就此開啟，12年後人類第一次踏上月球，太空競賽也由此到達頂峰。

▉天文學家發現我們都是「恆星的原料」ASTRONOMERS FIND THAT WE ARE ALL 「STAR STUFF」

仙后座的超新星遺迹顯示了恆星創造的一小部分元素。在這張圖片中，深藍色代表氧氣，紅色代表硫磺，白色，粉紅色和紅色表示混合物。

「人們可以支配自己的命運，若我們受制於人，那錯不在命運，而在我們自己。」這是莎士比亞的作品《裘力斯凱撒》（Julius Caesar）（第一幕第二場）的一句，它話可能源於20世紀中葉最重要的天文學文章《恆星內部的元素合成理論》，發表在1957年10月的《Reviews of Modern Physics》上。在文章中，作者瑪格麗特·伯比奇，傑弗里·伯比奇，威廉·福勒和弗雷德·霍伊爾首次描述了宇宙中所有元素的形成。

在B2FH（文章中通用的縮寫）理論之前，大多數科學家認為宇宙的組成都是在大爆炸時就已經形成的。多虧漢斯·貝特以及其他人在20世紀30年代的貢獻，他們才知道恆星是因為發生在從氫到氦的轉化才閃爍發光。但是大多數人還是認為，其他元素的宇宙丰度自從宇宙的初期以來幾乎不會改變。

B2FH理論改變了這一切。作者描述了恆星的核內如何通過核聚變從輕元素產生重元素。當鐵元素生成時這一過程也隨之結束，這是因為元素的聚變不再產生能量。但是進程並沒有就此結束。作者繼續闡述更重的元素如何在恆星生命結束的最後階段形成，超新星爆炸使得大多數大質量星都就此結束了生命。通過這次爆炸和少部分的行星狀星雲，元素開始分散進入星際介質，在這裡可以進入到新一代的恆星中。

作者從根本上解釋了恆星核合成的全部內容。他們也精確預測了除大爆炸初期產生的原始氫和氦以及微量的鋰之外的幾乎所有元素的丰度。

▉德國天文學家威廉·格利澤發布了第一部《格利澤近星星表》，其中包含離地球65光年以內的915顆恆星的數據。

近星3D地圖

這是最新近星星表的3D地圖，可以使用3D眼鏡觀看此圖像。

▉美國物理學家休·艾弗雷特三世（HughEverett III）提出量子力學的多世界詮釋，即每個事件都會使宇宙產生多個平行宇宙，而不是單獨存在的。這項理論中，薛定諤的貓在一個分支中死掉，但是存在於另一個世界中。

多世界詮釋想像圖

▉在國際地球物理年，美國建立了阿蒙森—斯科特南極科考站。極其寒冷並且乾燥的環境使它成為了放置遠距離觀測望遠鏡的完美地點。

1956年為原始的阿蒙森 - 斯科特南極站計劃的藝術圖。/Hervey Garrett Smith（?1957，國家地理學會）

▉11月3日，蘇聯發射了斯普特尼克2號飛船，上面攜帶著一隻叫做萊卡的母狗。萊卡也於五個月後在飛船重新進入地球大氣層時死去。

斯普特尼克2號和萊卡

▉12月6日，美國嘗試將一顆衛星送入地球軌道，但是在起飛兩秒後Vanguard TV3的助力推動器失去推動力，在它落回發射場的時候也隨之爆炸。

Vanguard TV3墜毀

1958

▉美國沖向宇宙AMERICA CHARGES INTO SPACE

1958年1月31日，探險者1號從佛羅里達州的卡納維拉爾角升空。這標誌著美國進入太空競賽時期。

雖然美國第一次嘗試跟上蘇聯衛星一號以1957年12月6日在先鋒一號發射台的爆炸告終，但是美國還是很快就追了上來。1月31日，由沃納·馮·布勞恩研製出木星三號丙火箭運載的探險者1號飛船從佛羅里達州卡納維拉爾角升空。

探險者1號進入一個較高的橢圓形軌道，最近時距地球表面220英里（350公里）突然爆發，最遠飛出1500英里（2400公里）。它每115分鐘繞地球一周，在最後一次傳送信息的5月23日的時間內將走完640圈軌道（它直至1970年3月31日才會重新進入地球大氣層，屆時將走完超過58,000圈軌道。）

探險者1號是一個只有80英寸長6英寸寬，重達31磅的圓柱形探測器。不像衛星1號，探險者一號攜帶著一些科學儀器。愛荷華大學的空間科學家詹姆斯·范艾倫提供最主要的一個儀器：宇宙射線探測器。該儀器發現的宇宙射線比所有人的預期要少得多。范艾倫推測，地球的磁場可能會俘獲帶電粒子，它的強輻射可能充滿整個儀器。兩個月後發射的探險者3號，證實了之前的假設，科學家現在稱這個帶有高能粒子的環形區域為范艾倫輻射帶。這一發現標誌著第一個來自太空探索重要的科學成果。

▉太陽峰值的最高紀錄誕生了，這段時間太陽黑子的平均值達到了201。

第19太陽周期是從1755年開始紀錄太陽黑子以來的第19太陽周期，這個周期開始於1954年4月，結束於1964年10月，持續了10.5年。圖中是三種不同波長（white-light，Hα，Ca-K）下的太陽黑子。數據/印度天體物理研究所的Kodaikanal天文台

▉德懷特·艾森豪威爾總統簽署了法令，創立了美國國家航空航天局（NASA）。

1957年10月蘇聯發射了世界上第一顆人造衛星，次年，美國也成立了自己的航天局。

▉12月18日，美國成功發射了通過軌道中繼設備的信號通信設備（縮寫為SCORE）——這是世界上第一台通信衛星。

SCORE發射

1959

▉美國沖向宇宙HUMANS PEEK AT THE MOON』S FARSIDE

人類第一張月球背面的照片拍攝於1959年10月，當月球3號繞過我們的近鄰時。一直被掩藏的背面有更多的撞擊坑，月海較少。

雖然月球是地球最近的近鄰，直到50年代我們還是只能看到它的一半。地月兩星體間的潮汐力長久以來一直鎖定著我們的衛星，使它自傳與公轉的周期同步。這意味著我們每個滿月都只能看到它的同一面，而另一面永遠是不可見的。

然而，並不是真正的永遠。隨著太空時代的到來，科學家們終於有機會用航天器探測月球的背面。第一次成功的嘗試在1959年10月，蘇聯發射了月球3號去拍攝這個未知的領域。這個航天器10月7日繞過月球，拍攝了29張照片，這覆蓋了約7成的月球背面。它的相機使用35mm膠捲，在拍照後直接在航天器上沖洗並掃描，最後將掃描的電子信息轉化成信號發回。最後，在返回地球時，他發送了17張遍布噪點、模糊不清的照片並與地面失聯。

天文學家預測月球背面將和我們看到的一面相似，有月海——固化的熔岩凝鋪成的低地——覆蓋將近1/3的面積，而剩餘的則是撞擊坑堆積的高地。然而，就像天文里經常發生的一樣，科學家錯了。撞擊坑覆蓋了幾乎整個半球，只有兩個小型的月海——Moscoviense海和Ingenii海——切裂了粗糙的地貌。這次探測使人們大開眼界，而當越來越多航天器探索太陽系的時候，人們將會不斷眼界大開。

▉1月2日，蘇聯發射月球1號。雖然任務因偏離預測點（錯過了數千英里的距離），但它是歷史上第一個離開地球引力的飛船。

月球1號/Луна-1

月球1號（俄語：Луна-1），亦稱夢（Мечта）、E-1 4號或者第一宇宙船，是蘇聯、也是人類發射成功的第一個星際探測器。它是一系列以「月球號」命名的探測器中的第一個成員。它是第一個接近月球的航天器，也是第一個圍繞太陽公轉的航天器。但是，月球1號原本卻是一個月球撞擊器，任務為撞向月球，但它最終在6000多公里的上空掠過月球，並成為第一個脫離地球引力的航天器。

▉2月17日，美國成功發射世界第一個氣象衛星-----先鋒2號。