【暾書房】从“金乌”讲讲太阳黑子
太阳一直都是人类歌颂的主要题材。对于我华夏民族太阳更有特殊的情感与意义。我国具有悠久的太阳文化,传说盘古开天地之后,身躯化为大地,眼睛就变为日月;《山海》有羲和生十日之说;加上羿射九日、夸父逐日等,关于太阳的大量神话、传说在我国广为流传,妇孺皆知,已经深深注入我们民族的血液之中。全国从北到南,从西到东发现了大量的太阳石刻、太阳画作及青铜造型,这些都实证了古代先民对于太阳的崇拜与认知。更有战国时期的《墨经》中光学成像的描述,彝族至今还保留使用的太阳历,还有我国特有的二十四节气,特别是日晷、阳燧及沈括在《梦溪笔谈》中所描述的透光镜,等等,无不彰显我国古代对太阳的认知的深度与广度,这些太阳文化与技术的积累一脉相承几千年,是人类社会发展的奇迹之一。毫无疑问,我国是太阳文化与科技的重要的发源地。
——中国绿色供应链联盟光伏专委会主任
长三角太阳能光伏技术创新中心主任 沈辉
《暾書房》是秀洲光伏科技馆推出的一档关于太阳和光伏的科普栏目,除了介绍光伏技术科普以外,还将重磅推出太阳文化科普,我们将收集中国历史上和国学中有关太阳传说、神话、诗词和祝颂语,提炼出相应的科普知识点并进行科学知识阐述。从人文美学到科学技术的完美过渡和无缝衔接,也是《暾書房》的着力和匠心之处。
光伏科技馆的科普工作,从心所欲“不逾矩”到“总逾矩”,说的是形式上可以无限创新,然而,不离其宗的是,一是要坚持知识的科学准确、二是要从晦涩讲到喜闻。太阳世界还有太多未知探索,从太阳文化到太阳应用,《暾書房》不仅面向业内光伏人,同样适合普及于社会公众。
——秀洲光伏科技馆馆长
中国绿色供应链联盟光伏专委会秘书长 吕芳
《暾書房》第三期:从“金乌”讲讲太阳黑子
金乌
"金乌"又称"三足金乌",作为一种中国古代神话传说中的神鸟之一。在《山海经》等古籍的记述中,古代神话里有十个太阳,也就有十只金乌。《山海经.大荒东经》里说:"汤谷上有扶木,一日方至,一日方出,皆载于乌。"说明金乌承载着太阳的运行,这就是古人"金乌负日"观念的反映。金乌形象原是二足(马王堆汉墓出土的二足金乌),西汉后期演变为三足。三足乌亦称"跋乌",如《淮南子精神训》中说日中有跋乌",郭璞注解说"中有三足乌"。
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另一种说法,十个太阳是帝俊与羲和的儿子,它们既有人与神的特征,又是金乌的化身,如《山海经大荒南经》中有"羲和者,帝俊之妻,生十日"。十个太阳住在东海外的汤谷。《山海经.海外东经》说:"汤谷上有扶桑,十日所浴,在黑齿北。居水中,有大木,九日居下枝,一日居上枝。"十日每天早晨轮流从东方扶桑神树上升起,化为金乌或太阳神鸟在宇宙中由东向西飞翔,到了晚上便落在西方若木神树上。在这个神话里表达的是古人对太阳每天东升西落的观察和想象。
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太阳黑子是黑色的吗?
"日中有跋乌"的形象可能还有另一种来源或解释,那就是古人对于太阳黑子的观察。太阳黑子是在日面上经常会出没的暗黑斑点,单个或者成群出现,一种相当明显的太阳活动。
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中国有世界上最早的太阳黑子记录,出现于战国天文学家甘德星表里公元前384年的一次观测。而《汉书·五行志》西汉成帝河平元年(公元前28年)的记录:"三月己未,日出黄,有黑气大如钱,居日中央。"它不但将黑子出现的时间、位置、大小和形状都叙述得详细清楚,而且表明天文学家已经开始把记录太阳黑子作为日常工作。中国古籍里对黑子现象的详细记录,给现代天文学家研究太阳活动历史提供了丰富的资料和证据。
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由于古希腊哲学家们认为太阳是完美无暇的,虽然在公元前300年泰奥弗拉斯托斯( Theophrastus )明确记载了太阳黑子,但后来的学者们并不关注。再一次太阳黑子记录的出现在是公元807年3月17日,那个大黑子存在了8天,但观测者因为深信太阳是完美的,从而误认为是水星凌日现象。直到意大利天文学家伽利略1612年用刚发明的天文望远镜对太阳做了详细的观测之后,才确认是存在黑子,而且他证明黑子是存在于太阳表面的现象。
在明亮的太阳表面上,黑子好象一个不规则的洞,它比周围日面略低,深度约500公里,黑子具有很强的磁场。黑子经常成对或成群出现,复杂的黑子群有几十个大小不等的黑子组成。小黑子大小约1000公里,而大黑子可达20万公里。有趣的是,太阳黑子看起来黑,其实并不是真黑。通过光谱测量可以知道,太阳黑子"全黑"的部分温度其实高达4500度,仅仅比太阳表面温度低1500度。一颗比较大的太阳黑子能发出的光实际上相当于一轮满月,但在明亮日面的反衬下,我们看上去以为是黑的。
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对太阳黑子的长期观测发现,黑子数量、位置的年平均值的变化周期约为11年,而且黑子比较多的时候,太阳上其他活动现象也会比较频繁,绝大多数太阳爆发活动现象胡现在黑子上方的太阳大气中。因此,黑子数是太阳活跃程度最明显的标志。
太阳是地球上光和热的源泉,当大群黑子出现时,如果太阳爆发带来的物质抛射和太阳风正好对准了地球,那么这些物质会强烈干扰地球磁场,使指南针会乱抖动,不能正确地指示方向,平时很善于识别方向的信鸽会迷路。无线电通讯也会受到严重阻碍,甚至会突然中断一段时间,这些反常现象将会对飞机、轮船和人造卫星的安全航行、还有电视传真等等方面造成一定的威胁。黑子还会引起地球上气候、动植物生长、人类活动等变化。
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结语
无论是太阳黑子的性质,还是太阳活动对地球的影响,都还有很多未解之谜等待我们去探索。
来源:秀光伏展览中心