【特輯】七夕牛郎織女再聚首，情人節又是離人節？ - 泛科學

一年一度的七夕情人節又來臨了，去死去死團出動囉！不免俗還是要來幫大家複習一下牛郎織女的故事，順便來場科學的浪漫(?) [caption id= 000文字分享友善列印000地球脈動太空天文文明足跡社會群體科學傳播精神心理【特輯】七夕牛郎織女再聚首，情人節又是離人節？郭宜蓁・2019/08/06・2477字・閱讀時間約5分鐘・SR值471・五年級＋追蹤一年一度的七夕情人節又來臨了，去死去死團出動囉！不免俗還是要來幫大家複習一下牛郎織女的故事，順便來場科學的浪漫(?)去死去死團出動囉~圖／giphy在很久很久以前，孤兒牛郎和哥哥嫂嫂一起生活；嫂嫂愛刁難他，給了牛郎九頭牛卻要牛郎帶十頭回來才能回家。

經過高人指點的牛郎帶回了一隻其實是被打下凡間的老黃牛。

他悉心照料這隻牛，於是老牛就指點他找到了仙女們下凡洗澡遊玩的地方。

他偷偷拿了其中一件衣服，而因為沒有衣服穿就回不去天界的織女，就這樣跟牛郎墜入了愛河。

他們經過什麼樣的過程，生育了一對龍鳳胎我們就不贅述了，但這樣觸犯天規的織女要被強行帶回天庭。

經歷了一番波折，總而言之牛郎織女每年總算可以在農曆的七月初七在鵲橋相會囉。

農曆七月初七，怎麼會出現滿月？讓我們搜尋一下牛郎織女相會的畫面……牛郎織女相會的圖後竟然是滿月嗎？等等，不是說他們相聚是農曆七月初七嗎？七月初七的月亮應該是這樣啊：看到初七的月相了嗎？根本不是滿月呀！圖／嵌入自中央氣象局如果我們不要改時間為難一年才能相聚一次的牛郎織女，要怎麼才能讓七夕鵲橋仍然有滿月這樣浪漫的存在呢？假設一：他們是在外太空牛郎織女每年七夕在銀河旋臂上相遇，由地球上看到的至少是6500年前的牛郎織女，考量到光線傳遞會有時間差，大約有十分之一的機率剛好碰到滿月的畫面。

或者假設牛郎織女並沒有遠在6500光年之外，對神仙來說，鵲橋高度跟月球軌道一樣，因此視角跟我們凡人不同也是很合理的。

假設二：那根本不是月球其實仔細看看畫面，你怎麼會認為牛郎織女後面是月球呢？那光明明是7500K以上的藍白光恆星，搞不好是天狼星或是參宿增一之類的超大恆星哪~~假設三：公轉速度改變的平行宇宙簡單版：有個地球2.0和月球2.0，各項參數配起來剛好七夕那天就是滿月。

更一個複雜版的平行宇宙：如果月球公轉速率快約一倍、地球公轉速率也快約一倍，地球自轉速率維持不變。

可以得到一個月只有約14.6天左右，一年只有只有182~183天，但一樣一年會有12個月，每天仍然是24小時，而初七前後就會是滿月，解決！本段內容改寫摘錄自《牛郎織女的背後怎麼會有大大的滿月!?》牛郎跟織女在天空的真面目其實是……夏季大三角。

圖／嵌入自臺北市立天文館牛郎與織女和太陽一樣都是恆星，核心核融合反應所產生的光，穿越太空、抵達地球，才能被人們看見。

織女屬於88星座中的天琴座，亮度0.0等，是全天排名第5亮的恆星，顏色呈現藍白色，西文Vega或Wega乃「俯衝的老鷹」之意。

在織女星旁有4顆排成菱形的3、4等暗星，在東方被視為擅長織布的織女所使用的梭子，在西方則被視為七弦琴的琴弦部分。

牛郎又名「河鼓二」，屬於88星座中的天鷹座，亮度0.8等，全天排名第12亮的恆星，顏色呈現白色。

西文Altair乃「上升的老鷹」之意，與織女相反。

牛郎旁有兩顆2等星，分別為河鼓一與河鼓三，這兩顆星幾乎連成一直線，也可以看作牛郎用扁擔帶著一雙兒女。

牛郎和織女在地球上看似只是隔著銀河相望，其實兩者彼此相距約16光年之遠，實際上相對的位置並不會因七夕「鵲橋相會」而變得比較近喔！本段內容摘錄自《七夕小常識—牛郎織女的真面目》傳說是一回事，七夕讓情人相會過得如何呢？雖然老外不過七夕，但Morse與Neuber多年前進行的一項追蹤研究指出，西洋情人節2/14前一週與當週的分手率是平常的2.5倍。

在情人節參加實驗的受試者，更容易分手。

在二月參加實驗的人，有13%的人分手，四月的參加者有7.4%的人分手（或許是因為愚人節效應），而9月和10月的參加者，分手率是4.2%和5.1%。

你是說想在情人節分手是嗎？圖／giphy不論是二月十四或是七夕，都不能當做分手的理由，所以我們跟該去思考的是：這些「情人系」的日子裡發生了一些什麼，讓我們更容易分手？或者，這效果真的如此「全面性」嗎？還是只是「某些人」在這段時間容易分手呢？為了回答這些問題，Morse與Neube回顧了文獻，提出兩個假說：煽動假說（instigatorhypothesis）：情人節是一種「社會比較性」（Socialcomparison）的節日，在比較之中「煽動」了分手。

這幾天之中，你有更多的機會看到別的情侶互餵吃飯飯，撞見路人甲和他的閃光在街頭擁吻，看見伯朗大道上的（偽）金城武幫他女朋友擦汗奉茶，甚至姊妹淘在聊天時，「不小心」聽到某人的男友又送她多名貴的限量包包。

這樣一比較下來，很多事情都變得鮮明起來，當他不夠體貼、不夠了解、準備的禮物你不喜歡、甚至餵你吃飯的時候沒有疊字地說「飯飯、麵麵」，都會促使你去想：他真的愛我嗎？他是不是變了？催化假說（catalysthypothesis）：情人節只是催化了情侶之間「比較明顯」的部份。

情侶間的連結強弱，本來就是會隨著衝突、信念、自我揭露、各種大小事件而起伏，那些本來就幸福穩定的關係，受情人節影響不大，真正該小心的是那些原先就岌岌可危，浪濤洶湧，暗藏許多不滿和委屈的關係。

所以，到底哪個說法對呢？就Morse與Neube的追蹤研究來說，比較支持「催化假說」。

那些原先就問題重重的關係，更容易在情人節後分手。

本段內容摘錄自《七夕分手潮：我們還能當朋友嗎？》看完七夕的傳說到現實，在此祝福大家不管有情無情，單身交往還是一言難盡，生活都能過得開心順利。

延伸閱讀享受單身，請看《討厭情人節被閃瞎？其實當去死去死團也不錯》想祝福天下有情人終成兄妹，來看這篇《你所不知道的獅子王（1）：獅群篡位稀鬆平常？鬣狗根本雌雄難辨？》準備讓自己迎向未來，請參考：《在七夕之後：不存在的情人》《七夕分手潮：我們還能當朋友嗎？》《牛郎織女的背後怎麼會有大大的滿月!?》《七夕小常識—牛郎織女的真面目》《Dune沙丘六部曲套書》七折優惠台灣本島免運超霸氣反差萌「英雄式落地」松鼠登陸！廢材大作戰！科學實驗室EP5—手作神器如虎添翼數學好無聊、不實用，到底為什麼要學數學？給大人玩的理財桌遊，從此航向財富自由！交換禮物首選、推理迷必買！台灣推理作家協會20週年限定週邊相關標籤：七夕分手分手潮去死去死團叛徒情人節月相滿月牛郎牛郎織女織女鵲橋熱門標籤：量子電腦BNT疫苗珊瑚諾貝爾獎前列腺文章難易度剛好太難所有討論 0登入與大家一起討論郭宜蓁11篇文章・ 0位粉絲＋追蹤輔大心理系畢業，面對未知世界，選擇用科學方式碰觸、感受，再用內化後的框架去結構、詮釋所感知的世界。

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這些看似毫無相關的現象，背後其實成因都可以歸納為：流體中的不穩定性。

2020年在青森縣的海邊，有網友分享了一張雲朵彷彿在進行「哥吉拉大遊行」的照片（圖一左上）；也有飛行員在雲層上分享過類似的照片（圖一右上）；除此之外，天文學家在土星的大氣層也觀察到相似形狀的雲層（圖一下）。

這些「哥吉拉」的行動力竟然如此之高，不只在地球上出現，連土星上都有。

這是否暗示它們背後其實具有相同的形成機制呢？圖一左上：海岸邊的哥吉拉雲，圖／大間觀光土產中心推特圖一右上：飛行員在雲層上看到的哥吉拉雲，圖／世界氣象組織（WMO）推特圖一下：土星大氣層內的雲帶照片。

圖／NASA在＜千變萬化的流體（一）＞一文中，我們介紹了流體流動的狀態主要可以分成兩種：層流與紊流。

層流狀態的流體十分穩定，它可以被視為一層一層獨立的流動來討論；相對的，紊流如同它的名字所表示，流體內部的流動較為混亂，不同層之間的流體會互相混合、影響。

而決定是層流還是紊流的關鍵因素便是「不穩定性」[1]。

在描述天氣系統為甚麼難以預測時，常常會提到「蝴蝶效應」這個小故事：位在大西洋的颶風，其成因可能只是在亞馬遜森林裡面一隻蝴蝶煽動了翅膀，這個初始的小擾動，隨著時間演變，最終形成尺度龐大的結構。

不穩定性在流體中扮演的角色也十分相似。

起初流體內部隨機的產生十分微小的擾動，若整個流體的不穩定性足夠大，微小的擾動便有機會繼續成長，直到對整個流體都造成影響。

流體中具有各式各樣的不穩定性，在本篇文章中，我們將會介紹與哥吉拉雲還有蕈狀雲有關的兩種不穩定性：克耳文-亥姆霍茲不穩定性以及瑞利-泰勒不穩定性。

克耳文-亥姆霍茲不穩定性：哥吉拉雲這個不穩定性得名於兩位對此現象進行研究的物理學家：發明絕對溫標的克耳文爵士，以及對聲學共振系統做出系統性研究的亥姆霍茲（在＜香檳聲音哪裡來？＞一文中，他曾經登場過）。

這個不穩定性發生的條件是：兩層流體之間具有相對速度。

請搭配圖二，讓我們一起來理解這個不穩定性是如何產生哥吉拉雲的。

假設有兩層流體，分別向左與向右運動。

當它們彼此完美平行時，一切無事，如圖二（a）。

但這個狀態其實並不穩定，任何的擾動，都可能會破壞這個完美狀態。

例如，流體中形成了如圖二（b）的擾動，接下來流體的運動會如何變化呢？對於淺藍流體來說，A點的體積較原本略小，因此流動速度較大，如同澆花時，將水管捏住（管徑縮小），水可以噴得更遠。

此外，流速較快也會使得A點的壓力減小；但對於紅色流體來說，A點的壓力反而會增大。

如此會導致流體內部的壓力分佈形成圖二（c）。

兩種流體之間的壓力差，會進一步使擾動長大，如圖二（d）。

最後，由於流體本身橫向的速度，使擾動在橫向上出現變形，如圖二（e）。

如此一來，哥吉拉形狀是不是就出現了呢？圖二：克耳文-亥姆霍茲不穩定性形成示意圖。

圖／CASE報科學瑞利-泰勒不穩定性：核爆蘑菇雲接下來，讓我們來看另一種在生活中沒那麼常見，但是看過就很難忘記的不穩定性現象：核爆產生的蘑菇雲。

這種現象的成因，是來自於瑞利-泰勒不穩定性，它會發生於密度較大的流體壓在密度小的流體之上時。

核彈爆發會在極短時間內釋放出極大熱量，將爆炸中心的空氣瞬間加溫。

我們知道，氣體的溫度越高，密度越低，因此在爆炸中心，會瞬間形成大量的低密度空氣。

讓我們用簡單的模型來看看，這種不穩定性是如何造成蘑菇雲的。

圖三（a）中有兩種流體，密度較高的在上，此時整個流體系統處於不穩定態，只要有一點擾動，如圖三（b），不穩定性就會使擾動擴大。

由於密度差異，重力使得密度小的流體上升，密度大的下降，使不穩定度振幅逐漸增大。

此外，由於壓力差與密度差的方向並不平行，會導致流體的邊界形成渦旋，如圖三（c）。

以上這些效應疊加在一起後[2]，流體邊界處便會逐漸形成如蘑菇狀的特徵，如圖三（d）。

圖三：瑞利-泰勒不穩定性示意圖。

圖／CASE報科學以上兩種流體不穩定性，其實在我們生活中也存在，例如：點燃的線香。

由於線香燃燒處的溫度上升，空氣密度下降，此時就滿足瑞利-泰勒不穩定性的條件；當熱空氣上升時，和兩側靜止的空氣有一相對速度，也滿足了克爾文-亥姆霍茲不穩定性條件。

只是由於規模較小，發生速度較快，肉眼未必可以清楚的看到如前文中提到的明顯特徵。

儘管如此，各位讀者在了解這些不穩定性之後，若是試著觀察看看生活中的各種流體，也許也能找到隱藏起來的「蕈狀雲」喔！註解[1] 更詳盡的說明可以參考CASE＜上下顛倒漂浮船＞一文[2] 實際上，形成蘑菇狀構造還與流體在三維條件下的非線性效應有關，數學模型較為複雜，此處只是簡單概述其成因。

參考資料Kelvin–HelmholtzinstabilityRayleigh–Taylorinstability“Singlemodehydrodynamicinstabilities”draftfromHideakiTakabe.《Dune沙丘六部曲套書》七折優惠台灣本島免運超霸氣反差萌「英雄式落地」松鼠登陸！廢材大作戰！科學實驗室EP5—手作神器如虎添翼數學好無聊、不實用，到底為什麼要學數學？給大人玩的理財桌遊，從此航向財富自由！交換禮物首選、推理迷必買！台灣推理作家協會20週年限定週邊相關標籤：不穩定性哥吉拉層流流體紊流蕈狀雲蝴蝶效應熱門標籤：量子電腦BNT疫苗珊瑚諾貝爾獎前列腺所有討論 0登入與大家一起討論ntucase11篇文章・ 25位粉絲＋追蹤CASE的全名是CenterfortheAdvancementofScienceEducation，也就是台灣大學科學教育發展中心。

創立於2008年10月，成立的宗旨是透過台大的自然科學學術資源，奠立全國基礎科學教育的優質文化與環境。

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