宇宙的 奧祕 一般報導 令人驚艷的 現代宇宙學 自有人類以來 無垠的宇宙總是引人產生無限的遐想 究竟宇宙有無邊際 如何誕生 又是怎麼演進 就讓我們以現代科學的角度 發掘全新的宇宙觀 演講人 吳俊輝
Robert PenziasAmo Wilson COBE 10 10 WMAP 43 20042374
WMAP 44 20042374 WMAP MAXIMA 40
5 25 70 45 20042374 John P. Gleason Celestial Images http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab/mirrors/apod/ap030928.html
46 20042374 FOCAS, Subaru Telescope, NAOJ http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab/mirrors/apod/ap031123.html M82 M81 M82 M16 CFHT, Hawaii http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab/mirrors/apod/ap031019.html
- 每 日 一 天 文 圖 象鼻星雲的怪異雲球 外觀酷似怪獸的象鼻星雲 是一個由雲氣和塵埃所聚成的恆星形成區 不過 影像中唯一稱得上是怪獸的 只有一顆離地球太遠而不致傷害我們的年輕亮星 從這顆亮星發出的高能量光線 正逐漸侵蝕影像上方暗黑彗星狀雲球的塵埃 同時 源自於此恆星的噴流與粒子風 也把周圍的氣體塵埃往外面推 得到一個滿意的答案 在講到廣義相對論之前 可以先做個簡單的說明 論我們也同時知道 這種宇宙中的任何單位圓 以半徑 為一的圓 其周長必為 2π 就好比在一個平的紙面上畫 假設我們從地球上朝太空直線發射一個砲彈 砲彈本身 有向外脫離地球的能量 正的動能 而地球有將砲彈拉 住的萬有引力 負的位能 動能和位能相加的總和稱之 為總能量 總能量一共有三種情況 分別是小於 0 等 於 0 大於 0 如果總能量小於 0 砲彈最後會掉回地 面 若是總能量等於 0 砲彈會以趨近於 0 的速度向無窮 遠處飛去 要是總能量大於 0 那砲彈則是以趨近於非 0 的速度一直向無窮遠處前進 吳 俊 輝 教 授 提 供 同樣的道理 宇宙在大爆炸之初 具有膨脹的動能 及宇宙物質間相吸引的位能 在宇宙學中 有一個參數 叫做 總能量密度參數 Ωtot 若是Ωtot等於 1 則宇宙的 民國九十二年八月新建的台大溪頭鳳凰山天文台 具有全國 總能量為 0 也就是我們的宇宙會永遠膨脹 依廣義相對 大接近時的火星 第三大 口徑63公分的望遠鏡 左上角為其所觀測到在火星 科學發展 2004年2月 374期 47 影 像 提 供 CFHT, Hawaii http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab/mirrors/apod/ap031019.html 成 大 物 理 分 站 文 稿 蘇 漢 宗
圓 故稱之為平式宇宙 若Ωtot 大於 1 則宇宙的總能量小 於 0 所以宇宙最後會又再縮回大爆炸之前的原始狀態 又依相對論知此宇宙中之單位圓周長一定小於 2π 就好 比在一個封閉的球體表面上畫一個單位圓 其周長必小 於 2π 故稱之為封閉式宇宙 反之 若是Ωtot 小於 1 則 宇宙的總能量大於 0 宇宙會永遠膨脹 且畫出來的單位 圓周長必大於 2π 好比在開放的馬鞍面上畫圓 其周長 必大於2π 故稱之為開放式宇宙 而宇宙這麼大 我們又要如何在宇宙中畫個圓呢 最好的解決方法當然還是憑藉觀測 宇宙微波背景輻射 吳 俊 輝 教 授 提 供 就可以得知 而根據宇宙學家們過去三年來的最新觀測 結果 已知我們的宇宙正是屬於平式宇宙 吳俊輝教授用電腦所模擬出的宇宙弦 它們會隨著時間演化 台灣在宇宙學中將扮演什麼角色 宇宙學的研究需要有兩個部分相結合才能得到最完 工具與分析方法 如果只有理論而沒有驗證 那將只是 整的驗證 一個是理論的提出 另外一個是優良的觀測 一個空泛的論調 從COBE衛星看到了 宇宙微波背景輻 吳 俊 輝 教 授 提 供 宇宙可能的樣子不脫這三種情況 但是根據觀測宇宙微波背景輻射之後 我們確定現存的宇宙是屬於 平式宇宙 48 科學發展 2004年2月 374期
AMiBA 7 19 63 SZ AMiBA 49 20042374 LL LLLL HST NASA http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab/mirrors/apod/ap031115.html