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天下文化・2018/04/28

希格斯玻色子的發現，與仍待破解的質量謎題──《這世界難捉摸》

饒有興趣的是，所有對於質量奧祕的探究，已經實質上幫助我們在了解宇宙的其他問題方面取得進展。記得嗎？星系的旋轉和質量不足的問題給了我們跡象，那就是宇宙中有一種看不見的新物質―暗物質。事實上，關於暗物質，我們所知道唯一的事情就是，它具有質量，更精確的說是「重力質量」。一想到這些如此基本又攸關我們自身存在的問題依然是個謎，就令人驚訝。如果物理學家無法解決這些問題，進而協助我們在晚上睡得更好，那麼我們為何要花錢在這些物理學家身上？不是這樣啦，事實上是當你愈加探索深究質量，你就會意識到仍有更多令人困惑的問題。確實無疑（又令人興奮）的是，質量是宇宙如何運行的基本特性，質量也清楚連接了宇宙的動態部分（例如能量、慣性和重力）。只要我們把它們之間的聯結追根究柢，就能夠進一步了解我們所居住的廣闊又美麗的宇宙。這將是（好的，最後一個雙關語）「重量級」的酷。

【2020 年 2 月選書】這麼做就對了！最ㄎ一ㄤ的生活科學指南

蘭德爾‧門羅 | 天下文化

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天下文化・2019/03/12

黑洞裡面是什麼？還有那些恆星死亡的身後事——《霍金大見解》

對一顆正常的恆星而言，壽命可以有數十億年以上，在這段生命裡，絕大多數的歲月，它都是藉由把氫轉換為氦的核融合過程所產生的熱壓力，來對抗因自身質量所產生的重力。然而，氫燃料終有燃燒殆盡的一天。此後，恆星便會開始收縮。在某些情況下，它能承受得住自身的重力崩陷，只是變成密度很大的一個星核，稱為白矮星。然而印裔美籍物理學家錢卓塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar, 1910-1995）在 1930 年證得，白矮星的最大質量約為太陽的一點四倍。蘇俄物理學家蘭道（Lev Landau, 1908-1968）也獨立計算出相似的數值，並把這個完全由中子組成的緻密星體，命名為中子星。對於另外無數個質量大於白矮星或中子星的恆星，當它們在核燃料耗盡之後，命運將會如何呢？稍後以研發原子彈而著名的歐本海默（Robert Oppenheimer, 1904-1967）曾對此做了一番研究。1939 年，歐本海默與沃科夫（GeorgeVolkoff, 1914-2000）、史耐德（Hartland Snyder, 1913-1962）共同計算出：這樣的大恆星，熱壓力將無法與自身的重力相抗衡。再者，如果忽略這個熱壓力，一顆均勻球形對稱的星體將會收縮成一個密度無限大的點，稱為奇異點。然而，我們所有關於空間的理論，都是構築在「時空是平坦的」假設上，因此，這些理論都無法適用於奇異點上，因為奇異點在時空曲面上的曲率為無限大。事實上，奇異點標誌著空間與時間的終點。這就是愛因斯坦覺得非常反感的東西。