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下一站:黑洞

2014/11/26 | |

文 / Zack

如果你知道近期上映的電影星際效應(Interstellar)裡逼真的黑洞場景(圖一) 可是由物理大師基普索恩親自參與理論計算模擬出來的,那就不難理解為什麼這部「鉅作」不止讓科幻迷瘋狂,還讓科學家讚嘆有加! 如果你是理工系的學生,也許你第一次聽過索恩的大名,是因為他對相對論或引力波的研究,甚至是和霍金的打賭。而索恩對蟲洞理論的想法,也曾經被用來拍攝1997年有名的電影:接觸未來(Contact)。嗯~就算你是第一次聽到索恩的大名,也不難想像他是多有名的人物了吧!

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圖一:索恩在「星際效應」電影中對黑洞的想像(圖片來源:Paramount Pictures)。觀測到類似電影中所描述的場景: 黑洞彎曲周遭光線而造成的剪影,其實是許多天文學家的夢想。

而現實生活中,一些天文學家還真的扮演著索恩在電影幕後的角色呢:預測黑洞彎曲周遭光線而造成的剪影(圖二與圖三)。為什麼這個工作是重要的呢?難道是因為不能像電影中乘坐太空船到黑洞附近一睹其面貌,所以天文學家要自己過過乾癮嗎?不是的!其實用超高解析度的望遠鏡直接觀測到黑洞附近特有時空特徵造成的影像,這個願望不但不科幻,而且還是目前天文界在努力的目標之一!例如近在眼前的中研院天文所正在與國際合作的格陵蘭望遠鏡計劃,就正在致力於這令人興奮的目標呢!

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圖二:黑洞剪影的一個例子,聚集在盤面上的發光物質所發出的光,被位在中央的旋轉黑洞彎曲後所形成的影像。是不是很像圖一的畫面呢?(圖片來源:作者)

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圖三:黑洞剪影的另一個例子,由四面八方掉入黑洞的發光物質所發出的光,被位在中央的旋轉黑洞彎曲後所形成的影像。(圖片來源:作者)

話說回來,既然目前天文學界還在努力去「看」黑洞,那是不是說黑洞其實還沒被看到呢?而既然沒被看到,那我們又怎麼知道黑洞到底存不存在在宇宙中呢?啊哈!這是個好問題!想像一下,假如黑洞就像是位在花園一端的小蝸牛。而我們在花園的另一端,就算用肉眼看不見小鍋牛, 但我們還是可以透過小蝸牛對環境的影響,像是吃樹葉而讓樹葉搖動,或是明顯的「嘔吐物」(是的!黑洞除了除了能吸引物質,還可能在物質掉入黑洞前讓把它們往外噴出。 看看M87這個有名的例子吧!M87星系中心很可能存在一個約有六十億的太陽質量的黑洞(wow!),並正在活躍的產生著噴流!)等等,間接推論小蝸牛的存在!類似地,天文學家也是根據一些間接的證據,認為黑洞非常可能存在在宇宙中。說到這裡,各位是不是能夠理解,當我們能真的看到黑洞的身影(就像是看到小蝸牛本尊)會是多麼重大的事情,因為那將會是最直接證明黑洞存在的證據啦!

猶記得許久前作者的媽媽曾問作者說:研究黑洞到底可以做什麼?最後讓媽媽點頭微笑的滿意答案竟是:在以後太空旅行時遇到黑洞可以知道怎麼辦( 阿母~請您放心)!對未知宇宙和星際旅行的憧憬,也許是內建在每個人心中的小小夢想。這也是為什麼相關主題的科幻作品或天文發現,總能在人們心中產生漣漪…….

參考資料

  1. Interstellar
  2. 格陵蘭望遠鏡*與次毫米波特長基線干涉儀計畫

延伸閱讀

  1. The Greenland Telescope (GLT) Project*
    “Direct Confirmation of Black Holes with Submillimeter VLBI"
  2. Black Holes and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy

關於作者

活躍星系核

活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。