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  • 2020諾貝爾獎——黑洞存在嗎?

    曾經有一位物理大師說:天文物理對於基本物理知識的貢獻很小,頂多只有觸及皮毛 (scratch the surface) 。但是從2015年以來,天文相關研究已經拿了四個諾貝爾物理獎,直接肯定天文在物理上的貢獻。天文之所以能大放異彩的主因是,宇宙本身就是最好的物理實驗室。許多測試新物理理論的條件,無法在地球上的實驗室達成,需要透過去觀察宇宙的天體來驗證。建造觀測宇宙的探測器並分析資料,其實就相當於在宇宙中研究實驗物理。

  • 黑洞面面觀

    繼 2017 年的諾貝爾物理獎致敬重力波的研究,2019 年致敬宇宙學(以及系外行星),今年的諾貝爾物理獎再次表彰了與相對論相關的領域 — 黑洞。

  • 穿越時空的彗星觀測

    2020年,一顆自1997年的海爾-波普彗星 (C/1995 (Hale-Bopp)) 以來最為明亮的彗星在盛夏的北半球造成了一股前所未有的觀測旋風,而台灣天文迷在夏至日環食的驚艷後,也迅速把目光聚焦到這顆難得肉眼可觀測的彗星身上。

  • 宇宙的漣漪-波暗物質

    「暗物質」,顧名思義,不發光亦不反光,但提供重力。暗物質約佔宇宙總能量的27%,對星系形成和演化至關重要。然而,目前科學家仍無法在實驗室中直接量測到暗物質,僅能藉由觀測天體間的重力交互作用間接證明其存在。因此,暗物質究竟為何,甚至是否真的存在,無疑是 21 世紀最重要的科學問題之一。

  • 瓦肯星夢碎

    在西元前5世紀,希臘天文學家認為水星是兩個不同的天體,這是因為它時常交替地出現在太陽的兩側;一顆出現在日落之後,它被叫做墨丘利;另一顆則出現在日出之前,它被稱為阿波羅。後來希臘人才指出他們實際上是相同的一顆行星。由於太靠近太陽,水星的觀測從來不是簡單的事。當水星運行至地球和太陽之間,如果三者能夠連成直線,便會產生水星凌日現象。

  • 日食觀測專用減光眼鏡介紹與使用須知

    在日食天文觀測中,以「肉眼直接觀看」是最簡單方便的方式,是嗎?答案是「絕對不正確!」

    那就配戴一般的太陽眼鏡進行觀察,可以嗎?答案仍然是:「大錯特錯!」

  • 細說暗物質(下)

    『暗物質既然是物質,那勢必應有粒子的特性,並可以用實驗儀器捕捉起來研究才對。』這一番話縱然說出絕大部分粒子物理學家的心聲,但可惜的是,除了熱平衡暗物質必需擁有足夠大的作用力以維持早期熱平衡以及產生正確的當前豐度存量外,目前其他的暗物質證據皆來自重力的研究,很難用於測量暗物質的粒子特性。

  • 細說暗物質(上)

    暗物質是一個已經超過八十多年的難解現象。科學家經過近一世紀的努力不懈,暗物質彼此之間有重力交互作用的證據越來越強,但就把暗物質抓進儀器內仔細研究這點而言,科學家使盡渾身解數,無論是上天 (衛星) 還是下地 (地底實驗室),皆無所得。本篇文章中,筆者想藉著Peebles教授拿到諾貝爾獎之際,藉機分享暗物質的歷史、理論、當前探測結果以及未來研究展望。

  • 系外行星科學:天文新時代

    我們並不孤單。筆者撰寫本文時,天文學家已發現4151顆在太陽系以外的『系外行星』。這是一個驚人的數字:首顆系外行星在1992年才被發現 (一顆環繞脈衝星的行星),而第一個圍繞類似太陽恆星的系外行星則是1995年發現的。即使在2011年,當筆者正在完成博士論文時,系外行星數量也才約為600顆。在不到十年的時間裡,系外行星數量增加了7倍。而2019年台灣也透過國際天文協會命名了一顆系外行星『水沙連』。觀測技術不斷的進步,使得系外行星科學日新月異。它的快速發展使得我們幾乎每天都會發現新的星球、從未想過的新世界。人類對生命起源以及尋找『地球 2.0』的好奇心促使了系外行星科學迅速成為最令人興奮的天文領域之一。

  • 系外行星前傳

    2019年的諾貝爾物理獎是頒發給三位天文學家。加拿大籍在美國普林斯頓大學任教詹姆斯·皮布爾斯(James Peebles) 以他在宇宙論的重要供獻分到一半獎金。其它一半則由瑞士籍原為兩師徒的米歇爾·麥耶(Michel Mayor) 和迪迪爾·奎洛茲(Didier Queloz)  分享(圖一)。麥耶久在瑞士日內瓦大學任教,而奎洛茲則是英國劍橋大學和日內瓦大學的教授。瑞典皇家科學院公佈時的說明說「發現一個太陽類型的恆星的行星」是他們二人得獎的原因。因為這個發現,人類對地球(和自己本身)在宇宙中的位置也從此改變。

  • 聆聽宇宙氣笛 垂釣系外行星

    人類對於太陽系以外是否有第二顆地球甚至系外生命的存在,一直感到莫名的好奇。早在18世紀,英國藝術家John Pass以雕刀勾勒出他所想像其他太陽系的樣貌,他奇想中的系外行星系統好像充斥著整個宇宙,卻和太陽系內的行星分佈大相逕庭

  • 眼見為憑:黑洞確實存在

    4組獨立團隊所得到黑洞剪影圖像的成像結果都非常類似。基於這種相似性,我們做成的結論是:「得到的圖像有非常高的可靠度。」

  • 望向天際的大眼睛—格陵蘭望遠鏡裡的天線與接收機系統

    這裏透過介紹格陵蘭望遠鏡接收機系統的設計測試與實際部署,讓大家更進一步了解格陵蘭望遠鏡。

  • 望向天際的大眼睛 — 格陵蘭計畫初始

    更多的望遠鏡一起參與 VLBI的觀測將會大大地提高訊號的靈敏度,而且只要能夠把這些位在地球不同角落的望遠鏡全部連線成為 VLBI 陣列,將會形成一座具有地球一般大小的「合成孔徑望遠鏡」,其所提供的影像解析力足以「看清楚」黑洞是否存在。

  • 凝視時空的深淵:黑洞剪影的故事

    黑洞影像的成功觀測也正式宣告了黑洞在事件視界尺度的天文物理研究即將進入讓人振奮的新時代!

  • 冥王星:「Error 404–找不到古柏帶天體碰撞」

    透過重力的知識來建立模型,天文學家相當了解直徑數十公里的天體如何組成直徑數千公里的行星並演化成今天的太陽系。但星際氣體和塵埃之間的重力小得可憐,它們到底如何組成直徑數十公里的天體呢?這是讓天文學家們頭痛已久的問題

  • 重力波大年表

    重力波大年表

  • 超近距太陽表面觀測任務—帕克太陽探測器

    NASA的帕克太陽探測器於2018年8月12日發射升空,並開始為期七年的太陽探測任務。這架太陽探測器是以2018美國物理學會獎章獲獎者、同時也是其協會的研究員:尤金・帕克 (Eugene Parker) 所命名。

  • LIGO與Virgo 2017 攜手聯彈:五太陽質量化重力波 

    上周六 (2018/12/01) 於馬里蘭州舉行的重力波物理和天文學研討會,來自美國激光干涉重力波天文台 (LIGO) 與意大利室女座干涉儀 (Virgo interferometer) 的研究團隊指,在重檢 2015-2017 年三年間的檢測數據後,發現有多 4 次重力波被記錄,其中一次發生於 2017 年 9 月 27 日的重力波,相信來自人類已知最大型且最遠距離的黑洞合併事件。

  • 在亂流中出生的恆星

    恆星從氣體雲誕生的機制至今是個難解的謎;不過,這神秘的面紗一旦被揭開,瞭解形成行星、星系甚至宇宙的奧秘也就不遠了。

  • 大氣的季節性標示了外行星存有生命

    基廷(Charles Keeling)近期在美國夏威夷茂納羅亞火山(Mauna Loa, Hawaii)山頂上對二氧化碳所做的量測發現,這種溫室氣體的濃度自從1950年晚期之後數量上增加了30%,而在變化的趨勢上,他們也記錄到了,隨著北半球的樹木和其他植物從開花、繁茂到落葉、冬眠的過程,顯現出的一個波浪狀的季節變化曲線。如果有一個外行星能夠容身生命,而且如果它的轉軸也是傾斜的,那麼它的大氣組成也應該會隨著季節有所變化。那樣子的變化有可能經由遠距光譜法而被偵測得到?

  • 重元素是怎麼生出來的?

    形成許多比鐵還重的元素所需要的快速中子捕捉過程,看來主要是發生在中子星的併合而非超新星爆炸。

  • 特別情商,由中子星爆撞賣力演出之「雙波記」

    重力波與電磁波暴露了一個引起伽馬射線暴和製造重元素的星際併合

  • 伊斯蘭的天文學家群像(一): 尖塔下的星空

    天文學在伊斯蘭文明中得到格外的重視,這是由於伊斯蘭宗教獨特的需求所造成的。

  • 太空競賽:歐洲太空總署宣佈 2034 年發射三衛星探測重力波

    歐洲太空總署(ESA) 周一於馬德里宣佈,重啟探測重力波的激光干涉太空天線(Laser Interferometer Space Antenna, LISA) 計劃,LISA 亦會是ESA 未來其中一個旗艦級任務。

  • 用加速器來研究宇宙射線

    LHCb實驗利用高能質子與氦原子對撞,為宇宙射線模型提供了實驗數據以供比較。
     

  • 如何用光線幫星星量體重?廣義相對論的實現

    星星有多重?長久以來,人類能夠直接量度其質量的恆星,只有我們的太陽。利用克卜勒行星運動第三定律,代入太陽系各行星的平均公轉軌道半徑和週期,即使是物學新手亦能輕鬆算出太陽質量。

  • 重力波GW170104再證愛因斯坦理論正確 (第三次偵測到重力波)

    美國的激光干涉重力波天文台(LIGO)又再發表論文,宣佈第三次探測到來自雙黑洞結合產生的重力波GW170104。論文通過同儕審查,刊登在 Physical Review Letters。

  • 持續帶來新驚奇的超新星1987A

    美國太空總署發表了對超新星SN1987A長達三十年的觀測結果,發現SN1987A依舊持續活躍,而且似乎是進入了一個新階段。

  • 宇宙膨脹可能均速、也可能加速

    愛因斯坦在1916年正式發表廣義相對論之前,宇宙被普遍認為是物理世界的一個背景舞台。廣義相對論描述時間、空間、物質、能量的互動,把宇宙由背景變成了主角。