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史上最重要的日食觀測│科學史上的今天:5/29

張瑞棋_96
・2015/05/29 ・1232字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 565 ・九年級

1915 年,愛因斯坦發表廣義相對論,提出革命性的主張:物體的質量會扭曲周遭的時空結構;所謂重力其實就是物體沿著彎曲的時空行進的自然結果。這就像保齡球會使彈簧床面下陷,使得附近的小彈珠沿著凹陷的床面滾向保齡球,而不是彈珠受到保齡球的萬有引力吸引。

這個被玻恩譽為「人類對自然思考的登峰造極之作」並沒有馬上獲得全面性的認同。因為一方面其中的重力場方程式實在太複雜難解,另一方面則是牛頓的萬有引力理論已經足以解釋當時所知的自然現象,儘管廣義相對論對於水星近日點的反常進動提供了很好的解釋,但許多人仍對這個神秘抽象的理論半信半疑。

廣義相對論需要一個證據確鑿的實驗證明。愛因斯坦提出一個可行的方法。遙遠的恆星發出的光若通過太陽附近,會因太陽造成的時空彎曲而偏折1.7弧秒;相對地,按照牛頓將光視為粒子的輻射理論,重力造成的偏折只有一半:0.85弧秒。可以利用日全食時加以觀測比較,就能驗證對錯。

說來簡單,可是當時正在打第一次世界大戰,而下次最適合觀測的日全食將會發生於巴西海岸到赤道非洲這帶狀區域;要冒著戰火,跋山涉水遠赴天涯海角可是一件危險任務。結果熱心出任務的不是愛因斯坦的德國同胞,反而是敵對國的英國天文學家愛丁頓(Arthur S. Eddington)。

所幸在愛丁頓率隊出發前三個月,一次大戰結束了。為了保險起見,愛丁頓親率的一組到非洲西岸的普林西比小島(Principe),另一組則到巴西。結果 1919 年的 5 月 29 日這一天早晨竟真的下起滂沱大雨,愛丁頓焦急萬分,幸好在日食開始前,天空終於放晴,愛丁頓把握時間在五分鐘內換了十六張底片。巴西那邊也成功拍到日食,但最後的比對結果直到九月才出爐。

愛因斯坦收到電報那一天,正和研究生施耐德(Ilse Schneider)討論。她緊張的問愛因斯坦萬一比對結果顯示廣義相對論是錯的,那怎麼辦?愛因斯坦微笑答道:

「那我會為親愛的上帝感到遺憾,因為我的理論是正確的。」

11 月 6 日,英國皇家學會正式宣布觀測結果:星光的偏折角度一如廣義相對論的預測。次日《泰唔士報》以「科學革命」形容此一獲得證實的理論;第二天《紐約時報》以更誇張的語氣追蹤報導。儘管沒有多少人懂廣義相對論,愛因斯坦仍一躍為媒體寵兒,成為深受群眾喜愛的明星。

愛丁頓也是最早將愛因斯坦的論文翻譯成英文,並寫文章向英語世界推介廣義相對論的人。他的朋友問他:聽說世上只有三位科學家瞭解廣義相對論,其中一人就是他,是否如此?愛丁頓沉默不語,他的朋友大聲說道:「愛丁頓,你就別謙虛了!」愛丁頓回答:

「我不是謙虛,我只是在想第三個人會是誰。」

 

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

文章難易度
張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 397 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。


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全台首座科研火箭場正式啟用!——坐落在依山傍海的屏東牡丹鄉

PanSci_96
・2022/01/18 ・2103字 ・閱讀時間約 4 分鐘

科技部「短期科研探空火箭發射場域」近日開放符合規定的火箭科研團隊申請使用!這是台灣太空發展繼去年 5 月立法院三讀通過《太空發展法》後,另一個重要的里程碑。

什麼?台灣竟然有發展太空科技!

沒錯!截至目前為止,全球有超過 90 個國家擁有自己的衛星,並有超過 31 個國家制定了國家太空法規,可見各國都砸下重金發展衛星和火箭等相關技術。正因為太空科技是現代全球競爭的新場域,台灣在具有基礎技術能量的前提之下,也決定加入太空科技的行列!

自 2020 年以來,行政院開始推動資訊及數位、資安卓越、精準健康、綠電及再生能源、國防及戰略、民生及戰備等六大核心戰略產業。其中,太空科技為國防及戰略產業的核心領域。在今年 1 月 13 日起開放申請的「短期科研探空火箭發射場域」,是台灣第一座以科研任務為主的火箭發射場,更是太空科技的里程碑!

地處屏東原住民部落的發射場域

科技部選定屏東縣牡丹鄉旭海村牡丹灣段 742-1 及 743-1 地號做為「短期科研探空火箭發射場域」,該場域占地面積 9,700 平方公尺,是國有海岸林地,也是原住民保留地。由於涉及原住民族的土地及權利,根據《太空發展法》第 12 條,必須依照《原住民族基本法》辦理。《原住民族基本法》第 21 條則規定「政府應諮商並取得原住民族或部落同意或參與,原住民得分享相關利益」,因此,科技部與當地「旭海部落」反覆協商後,在去年順利取得了同意。

旭海部落位於牡丹鄉最東側,是依山面海的漁村型部落,早期被稱為「牡丹灣」(macaran),意思是「水量豐沛的沼澤地」。最初來這裡開墾的是斯卡羅族,後來陸續有阿美族、排灣族、平埔族,以及閩南、客家等族群聚居,最後形成了一個族群融合的聚落。部落居民在得知該地被選為火箭場,有機會刺激觀光、帶動就業機會後,不少居民樂觀其成。可是,當地居民以出海捕魚、抓龍蝦為生,因此也有不少居民擔心火箭場將破壞牡丹灣的水域生態,使得魚及龍蝦的數量銳減,影響生計。

對此,科技部提出回饋方案,表示若居民因火箭試射而無法出海捕魚,將可享有補貼,而平時更有水電費和獎學金補助。另外,國家實驗研究院國家太空中心每週都派專員深入當地,傾聽村民心聲,也召開多場說明會,解答民眾疑問,讓當地居民了解火箭場落腳旭海的利弊得失。部落原訂去年 5 月舉行會議,卻因為疫情延宕至 11 月,最終共有 112 位居民出席,獲得 85 張同意票,正式通過我國第一座合法、安全且能維護原住民族權益的火箭發射場域。

圖為牡丹灣,鄰近的旭海部落早期即被稱為「牡丹灣」,意思是「水量豐沛的沼澤地」。 圖/牡丹鄉公所

誰可以合法申請、發射火箭?

立法院在 2021 年 5 月三讀通過《太空發展法》,是台灣第一部國家太空法案。《太空發展法》共計 6 章 22 條,內容規定主管機關為科技部,負責設置發射場域,而計畫執行單位為國家太空中心,負責營運、管理發射場域。另外,也規定發射載具僅能在國家發射場域實施發射。

位於旭海的「短期科研探空火箭發射場域」是台灣邁向完備太空基礎設施的第一步。然而,考慮到當地原住民權益,科技部承諾除非經過該原住民部落同意,否則將不會提供其他單位使用,後續相關作業也將由國家太空中心依據「短期科研探空火箭發射場域利益分享作業要點」辦理。

國家太空中心主任吳宗信強調,「短期科研探空火箭發射場域」不是提供給大型火箭發射,而是提供給科技部補助、委託或出資之執行單位或受委託單位申請,特別是各大專院校相關學術研究單位(航空工程學類和大氣科學系等),讓他們實地測試、驗證科研發展計畫的成果。據吳宗信了解,國立陽明交通大學前瞻火箭研究中心(ARRC)預計在 3~4 月發射火箭,國立成功大學航空太空工程學系則預計在 6~7 月發射,但實際情況還要看學校的整備狀況。

國立陽明交通大學前瞻火箭研究中心(ARRC) 製作的火箭。圖/ARRC 官網

參考資料

PanSci_96
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