為什麼天體物理中常用cgs單位制?

天體物理裡面經常使用cgs單位制(似乎在高能天體比較明顯,能量都用erg,長度都用厘米什麼的)是什麼原因?


因為天體物理經常需要處理電磁場和等離子體,比如太陽、吸積盤、ISM之類,而寫方程時(尤其是MHD)用cgs單位制會顯得十分優雅:例如能扔掉公式中難看的epsilon_0mu_0啊,電場和磁場有一樣的量綱啊等等。

另外用四個比較直觀的單位(cm、g、s和開爾文K)表示所有物理量也是個優點,可以很方便地比較電磁場量和力學量。舉個例子,cgs單位制下對磁場做個平方B^2直接就是壓強or能量密度的單位了,同時又約等於磁場壓強or能量密度的數量級,而SI單位制還得除以個mu_0多麻煩。做MHD的話經常要心算evaluate一下磁場項的貢獻,這時用cgs就比較方便啦。

另外不用cgs的話怎麼能顯出天文學家的高冷呢?(逃


主要原因是懶


主要是因為可以讓公式看起來簡潔, 我猜大牛們一般都認為單位制什麼的都是很簡單的東西, 屬於幼兒園物理(大霧), 都是一些常數,隨便定義一下, 怎麼省墨水怎麼來。你要別的單位制的話, 按照思路再推一遍就是了。

比如等離子體裡面定義熱速度, 有大牛用的是v_t=sqrt{E/m},這裡E是動能, 中間差一個sqrt{2}。 為啥這麼干呢, 因為如果把動能定義成E=mv^2的話, 在一些表達式裡面就可以少寫五六個sqrt{2}, 那我們就這麼定義吧~, 讓我們這群夾在中間的小嘍嘍很難做人, 很多結論都沒法直接拿來用。

等離子體裡面溫度的定義很統一, 用能量作單位, 能少寫不少k, 所以上面熱速度的完全體一般寫成v_t = sqrt{T/m}。 然而沒人用erg,做實驗的同學為了方便一般用電子伏, 所以大家也跟著用電子伏, 計算數值的時候一種日了狗的感覺。

不過話說回來用cgs確實讓公式簡潔很多,有的師兄每天要推導4個小時的公式, 一堆mu, epsilon簡直是視覺污染。如果要高逼格洗地的話,套用scala他爹的說法這叫 "working hard to make it simple"


這樣寫出來的數據才像天文數字啊


應該是高能物理喜歡遵循以前的習慣用CGS單位制吧?


推薦閱讀:

太陽是日出近還是日中近?
人類有沒有可能在實現星艦文明之前追上攜帶地球位置信息的旅行者一號並將之摧毀?
宇宙中為什麼鐵核最穩定?
太陽系行星和地球的距離是變化的,為什麼在地球上看太陽系行星的大小几乎不變?
假如地球是某個圍繞太陽的超大行星的衛星,會是什麼情景?

TAG:物理學 | 天文學 | 天體物理學 |