- 專欄
文章專區
2018-01-01世界的形狀—宇宙的故事
577 期
Author 作者
余海峯／天體物理學家、科學專欄作家。瑞典皇家理工學院博士後研究員，研究興趣為伽瑪射線暴輻射機制。
數千年前，沒有電視、沒有網絡。夜幕低垂，人類抬頭仰望星空，也許會問：世界到底是什麼形狀的？從前，我們認為「世界」就是我們居住的地球。直到今天，「世界」這個詞的意思仍多指「地球」，與科學認知的整個「宇宙」意思不同。
地球的形狀
那麼，世界……噢不，那麼宇宙究竟是什麼形狀的？宇宙的邊緣在哪裡？宇宙有多老？宇宙有終結的一天嗎？這些人類史上從古至今的宇宙大哉問，其實全是最前沿的科學研究題目。讓我們首先來看看從前人們是如何看這個地球的吧！
幾千年前，人類就認識到地球不是平的。古希臘人發現能看見遠方帆船的帆但卻看不見船身，發現地球表面是彎曲的。另一個證據就是月食，很早的時候，古希臘人就已經發現月食形成的原因，是因地球影子投影於月球之上所形成。他們發現月食時的陰影永遠都是正圓形的，而只有當地球是球狀三維立體時，投下的影子才會出現這個情況。
不過在那時候，仍然有很多人認為地球是平的。一部分原因是直觀的日常感覺，我們看不出地表有曲率。另一方面，由於當時科學只是屬於有錢人的玩意，一般百姓很難獲得最新的知識，導致科學資訊不流通。（畢竟當時可沒有臉書和谷哥大神啊！）
人類是好奇心很強的生物，我們渴望知道、害怕不知道。有時候，我們甚至不惜虛構出神話故事去填補心靈上的空虛。其中一個耳熟能詳的古代「宇宙模型」，即地球是一塊平的陸地，放在一隻巨大的象或烏龜的背上。而為什麼要放在動物的背上？原來原因也非常科學，因為古人要解釋海浪和地震！對比現代的地平論者，古代的地平說可算是非常有科學精神的啊。
然而，埃拉托色尼（Eratosthenes of Cyrene，西元前276~ 前195/194）知道並理解地球不是平的。他認為地球是個 正球狀的立體，而且做了一個美麗的實驗—— 測量地球圓周，而且是在西元前200多年！雖然埃拉托色尼的著作《測量地球》今已佚失，我們仍能夠從其他學者的著述得知埃拉托色尼測量地球圓周的方法。
由於地球自轉軸並非垂直於公轉平面，因此位於北回歸線及南回歸線之間的所有地點，太陽每年都會在其中一天的正午運行到天頂。換句話說，當天正午時，位於該地的所有東西都是沒有影子的。埃拉托色尼發現在夏至當天，在埃及古城賽恩城（Syene）的井裡可以看見太陽的倒影， 即太陽剛好運行至賽恩城的天頂。……【更多內容請閱讀科學月刊第577期】