方格精選

諾貝爾獎系列專題4:光年之外黑洞的訊息 ——來自遙遠未來的許諾

更新於 發佈於 閱讀時間約 6 分鐘
raw-image


諾貝爾物理學獎

瑞典皇家科學院將2020年諾貝爾物理學獎授予英國學者,羅傑.彭羅斯 (Roger Penrose),因為證明廣義相對論會導致黑洞的形成。並且將另一半共同授予德國學者,賴因哈德.根策爾(Reinhard Genzel)和美國學者,安德烈婭.吉茲(Andrea Ghez),因為他們發現一個看不見超大質量極可能是黑洞的緻密天體,在銀河系的中心控制著恆星的軌道運行。

愛因斯坦在1916年發表了著名的廣義相對論(Theory of General Relativity),他將重力的本質解釋為物質扭曲時空所造成的幾何現象。而後,德國天文學家卡爾.史瓦西(Karl Schwarzschild)證明,如果時空中的巨大質量能聚集成一點,這團物質就會產生極大的重力,而將周遭的時空嚴重扭曲,甚至大到連光線都無法逃逸。而在1970年,霍金(Stephen William Hawking)和彭羅斯共同提出,如果廣義相對論是正確的,那麼在宇宙大爆炸必然是從一個奇點(Singularity)開始的,就在黑洞的核心。接著,霍金以量子效應理論推測出霍金輻射(Hawking Radiation),這是一種由黑洞散發出來的熱輻射,藉此能說明黑洞的質量如何降低而導致黑洞蒸散的現象。


天問與時間簡史

人類很早就意識到自己不是宇宙中唯一的存在,仰望夜空,古希臘羅馬人運用他們豐富的想像力,將滿天星斗串連勾勒成一幅美麗的畫布,傳唱著每個星座背後的神話故事。

詩人屈原沉吟斗室望向夜晚的星空,也在楚辭〈天問〉中,提出人類對於身處廣袤宇宙的種種問題 : 「天何所沓,十二焉分?日月安屬,列星安陳?何闔而晦,何開而明?角宿未旦,曜靈安藏?」

1988年,霍金出版了《時間簡史》(A Brief History of Time),成為現代史上最成功也最暢銷的科普寫作書籍,讓嚴肅的天體物理學能普及化。他在21歲不幸罹患俗稱的「漸凍人症」,即運動神經元疾病(Motor Neuron Diseases),全身癱瘓的他只能坐在輪椅上,靠著特製的電腦語音合成器發表談話與演說,使他成為當代物理學界最知名的代表性人物。

神話哲學的沉思叩問與天體物理的理論驗證,完整描繪了宇宙和我們為何存在的終極議題。


凝視黑洞

raw-image

2019年4月10日,「事件視界望遠鏡(Event Horizon Telescope)」計畫成功拍攝到人類史上首次的超大質量黑洞影像。這個計劃由全球約200名科學家聯手合作,把分散在美國、墨西哥、智利、法國、格陵蘭島和南極的八座天文望遠鏡連接組合,建造一座口徑相當於地球直徑的超巨型的望遠鏡虛擬網絡,再藉由年僅29歲的電腦科學家布曼(Katie Bouman)研發的關鍵演算法,將觀測數據組合而成影像。由於黑洞自身不發光,難以直接觀測,科學家所「拍攝」的,其實是黑洞的「陰影」。

這是位於M87星系中心的黑洞 ,M87星系黑洞與地球相距5500萬光年,質量為太陽的65億倍。黑洞結構宛如新月,中央則是黑暗的,與愛因斯坦廣義相對論所預期的旋轉黑洞所產生的暗影相符。

有人說黑洞像是甜甜圈,或像是黑暗中的貓眼,也有人說像是吐司上的繞成圈的義大利麵。

這天,我們終於看到了曾經以為只是概念上存在的東西。

時間只是一種執拗且恆常的錯覺

愛因斯坦曾經說過:「過去、現在和未來之間的區別,只是一種執拗且恆常的錯覺 ( the distinction between past, present and future is only a stubbornly persistent illusion )」



「是因為對時間的單向性的錯覺,使人類不斷在追尋永恆。」



做為一種基本物理量,時間的複雜性和多層次性可能超越我們尋常的理解,各個時間之間也許可以各自獨立而互不相涉。

於是,我們也許才明白,人類為何如此渴望親眼目睹黑洞的照片。或許透過直視黑洞真實的存在,可以説服我們去相信,時間是可能折返的,我們可以回到所有分別的那一天,而沿途的遺憾也可能得到補償,彷彿是來自未來的一個許諾,相遇重逢的必然。大霹靂(Big Bang)理論告訴我們,浩瀚宇宙起源於一個極小的點,因大爆炸而不斷地向外加速膨脹著。如此想來,渺如滄海一粟的人類的存在,這樣的時間刻度實在太虛無。

不過也沒關係,霍金提醒我們:「如果宇宙中不存在我所愛且愛我的人,那的確會是一個空虛的宇宙。沒有他們,它的一切奇蹟都對我毫無意義。」我們因愛奔赴,我們也為愛停留,因為愛與牽繫,我們才真正理解了時間,也讓我們在當下這個時空的生命,產生了獨一無二的意義。


責任編輯:黃璿聿  核稿編輯:鄒宇晴


參考資料與延伸閱讀:

1. 「黑洞」從何而來?科學家百年來的推論歷程 https://www.thenewslens.com/article/117745

2. 《霍金簡史》:為什麼霍金是世界上最偉大的科學家之一? https://buzzorange.com/techorange/2018/03/16/a-brief-history-of-hawking/

3. 人類首次拍到黑洞,到底看到了什麼?https://www.natgeomedia.com/science/article/content-7930.html


留言
avatar-img
留言分享你的想法!
avatar-img
LBB 嚕嗶啵的嗶嗶啵啵
449會員
575內容數
我們堅信每一個人都是獨特的。 用赤誠的熱情奔向世界、以細碎的文字紀錄所見所想 歡迎來到嚕嗶啵的世界 和我們一起嗶嗶啵啵🫧
2025/02/08
2023年諾貝爾經濟學獎得主 Claudia Goldin 鄭重推薦:「如果你只讀一本經濟學的書,就選這本吧!」《經濟學中的小故事與大觀念》以淺顯易懂的方式,透過歷史中的小故事交代經濟學的發展脈絡,包含COVID-19對經濟的影響、人工智慧對人類的風險等議題,有趣又輕鬆的文字,幫助讀者輕鬆入門!
Thumbnail
2025/02/08
2023年諾貝爾經濟學獎得主 Claudia Goldin 鄭重推薦:「如果你只讀一本經濟學的書,就選這本吧!」《經濟學中的小故事與大觀念》以淺顯易懂的方式,透過歷史中的小故事交代經濟學的發展脈絡,包含COVID-19對經濟的影響、人工智慧對人類的風險等議題,有趣又輕鬆的文字,幫助讀者輕鬆入門!
Thumbnail
2024/12/30
「哲學就是想太多?」哲學總是與我們若即若離,似乎藏著什麼難以親近的奧秘。《戴上哲學的眼鏡看世界》捨棄了晦澀難懂的⾔詞,並使⽤許多⽣活中常⾒的議題切入,提供哲學⼩⽩⼀個舒適的入⾨管道,也讓讀者驚覺:原來哲學離我這麼近!
Thumbnail
2024/12/30
「哲學就是想太多?」哲學總是與我們若即若離,似乎藏著什麼難以親近的奧秘。《戴上哲學的眼鏡看世界》捨棄了晦澀難懂的⾔詞,並使⽤許多⽣活中常⾒的議題切入,提供哲學⼩⽩⼀個舒適的入⾨管道,也讓讀者驚覺:原來哲學離我這麼近!
Thumbnail
2024/06/17
如果我們回顧波蘭的歷史,我們能夠從中得到什麼樣的教訓呢?美國經濟學家曼瑟爾.奧爾森在其名著《集體行動的邏輯》裡曾指出一種特殊困境,即基於特權組成的尋租聯合體壟斷並操縱政治發展的問題。當這個尋租聯合體尾大不掉,寄生在國家之上,肆無忌憚的吸食著民脂民膏並阻止任何改革之時……
Thumbnail
2024/06/17
如果我們回顧波蘭的歷史,我們能夠從中得到什麼樣的教訓呢?美國經濟學家曼瑟爾.奧爾森在其名著《集體行動的邏輯》裡曾指出一種特殊困境,即基於特權組成的尋租聯合體壟斷並操縱政治發展的問題。當這個尋租聯合體尾大不掉,寄生在國家之上,肆無忌憚的吸食著民脂民膏並阻止任何改革之時……
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
孩子寫功課時瞇眼?小心近視!這款喜光全光譜TIONE⁺光健康智慧檯燈,獲眼科院長推薦,網路好評不斷!全光譜LED、180cm大照明範圍、5段亮度及色溫調整、350度萬向旋轉,讓孩子學習更舒適、保護眼睛!
Thumbnail
孩子寫功課時瞇眼?小心近視!這款喜光全光譜TIONE⁺光健康智慧檯燈,獲眼科院長推薦,網路好評不斷!全光譜LED、180cm大照明範圍、5段亮度及色溫調整、350度萬向旋轉,讓孩子學習更舒適、保護眼睛!
Thumbnail
創作者營運專員/經理(Operations Specialist/Manager)將負責對平台成長及收入至關重要的 Partnership 夥伴創作者開發及營運。你將發揮對知識與內容變現、影響力變現的精準判斷力,找到你心中的潛力新星或有聲量的中大型創作者加入 vocus。
Thumbnail
創作者營運專員/經理(Operations Specialist/Manager)將負責對平台成長及收入至關重要的 Partnership 夥伴創作者開發及營運。你將發揮對知識與內容變現、影響力變現的精準判斷力,找到你心中的潛力新星或有聲量的中大型創作者加入 vocus。
Thumbnail
此部影片在簡述英國著名天文物理學家史蒂芬霍金及第一任妻子間的故事。 真人真事改編的劇情,雖然我不確定影片是否改很多,不過,就這影片,是值得一看的~ 史蒂芬霍金在英國主修宇宙學,他立志為宇宙找出簡潔有力的理論,他後來有寫一本《圖解時間簡史》。 霍金發病前,意氣風發,和同校文科組潔恩懷
Thumbnail
此部影片在簡述英國著名天文物理學家史蒂芬霍金及第一任妻子間的故事。 真人真事改編的劇情,雖然我不確定影片是否改很多,不過,就這影片,是值得一看的~ 史蒂芬霍金在英國主修宇宙學,他立志為宇宙找出簡潔有力的理論,他後來有寫一本《圖解時間簡史》。 霍金發病前,意氣風發,和同校文科組潔恩懷
Thumbnail
精彩內容請點擊觀看:宇宙的終極之謎:科學家眼中的上帝存在論證;希格斯玻色子的上帝粒子、量子糾纏、宇宙微調論、康托爾的數學無限論、哥德爾本體論的數學邏輯證明、阿奎那的神學五路證明 (youtube.com) 在浩瀚的宇宙間,人類自古以來便不斷追問一個永恆的問題:“萬物萬象的根源是什麼?”歷代哲學家
Thumbnail
精彩內容請點擊觀看:宇宙的終極之謎:科學家眼中的上帝存在論證;希格斯玻色子的上帝粒子、量子糾纏、宇宙微調論、康托爾的數學無限論、哥德爾本體論的數學邏輯證明、阿奎那的神學五路證明 (youtube.com) 在浩瀚的宇宙間,人類自古以來便不斷追問一個永恆的問題:“萬物萬象的根源是什麼?”歷代哲學家
Thumbnail
物理學家霍金(Stephen William Hawking),或許是當今世上最「理性」的人吧,他很特別的一點是,全身上下都無法移動,卻有一顆活耀的大腦。霍金在本書提出了許多目前物理學界對宇宙、自然的看法,導出宇宙是有可能自然生成的,而無須假設一個上帝的存在。對於那些複雜的物理學描述,我沒有
Thumbnail
物理學家霍金(Stephen William Hawking),或許是當今世上最「理性」的人吧,他很特別的一點是,全身上下都無法移動,卻有一顆活耀的大腦。霍金在本書提出了許多目前物理學界對宇宙、自然的看法,導出宇宙是有可能自然生成的,而無須假設一個上帝的存在。對於那些複雜的物理學描述,我沒有
Thumbnail
人類一直想要深掘黑洞的秘密,是否該想想也許我們就身處黑洞之中,等待接受考驗
Thumbnail
人類一直想要深掘黑洞的秘密,是否該想想也許我們就身處黑洞之中,等待接受考驗
Thumbnail
首先聲明,這篇文章是我提供概念請ChatGPT將本文完成
Thumbnail
首先聲明,這篇文章是我提供概念請ChatGPT將本文完成
Thumbnail
全像宇宙投影;物質世界是來自遙遠黑洞的投影;當量子力學遇見哲學與神學;未來,人類將應用「全像宇宙投影」的模擬與虛幻技術,全面融入真實世界裡。 模擬宇宙,或稱為「元宇宙」是近年科技與媒體焦點所在。這樣的科技發展,意味著我們可以在不受物理限制的情況下重新定義現實。量子糾纏.古老智慧箴言
Thumbnail
全像宇宙投影;物質世界是來自遙遠黑洞的投影;當量子力學遇見哲學與神學;未來,人類將應用「全像宇宙投影」的模擬與虛幻技術,全面融入真實世界裡。 模擬宇宙,或稱為「元宇宙」是近年科技與媒體焦點所在。這樣的科技發展,意味著我們可以在不受物理限制的情況下重新定義現實。量子糾纏.古老智慧箴言
Thumbnail
為什麼要有宇宙觀?換言之,科學知識越豐富,就越了解宇宙萬物的運作,而人只是宇宙中的萬物之一,實在沒有必要遇事便起心。
Thumbnail
為什麼要有宇宙觀?換言之,科學知識越豐富,就越了解宇宙萬物的運作,而人只是宇宙中的萬物之一,實在沒有必要遇事便起心。
Thumbnail
在劉慈欣《朝聞道》中,最後一個登上真理祭壇的,是斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日-2018年3月14日,英國理論物理學家、宇宙學家及作家,生前任職劍橋大學理論宇宙學中心研究主任),他問的問題是: “宇宙的目的是什麼?” 這是一個宇宙排險者所無法解
Thumbnail
在劉慈欣《朝聞道》中,最後一個登上真理祭壇的,是斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日-2018年3月14日,英國理論物理學家、宇宙學家及作家,生前任職劍橋大學理論宇宙學中心研究主任),他問的問題是: “宇宙的目的是什麼?” 這是一個宇宙排險者所無法解
Thumbnail
你們並不孤單,你們是造物主愛的產物,你們在愛的搖籃裡成長,並將見證宇宙愛的奇蹟,只有當你們願意放棄舊有的認知、社會的框架、害怕與眾不同的恐懼,往你們的內心探索時,你會知道你是如何充分的被支持著。
Thumbnail
你們並不孤單,你們是造物主愛的產物,你們在愛的搖籃裡成長,並將見證宇宙愛的奇蹟,只有當你們願意放棄舊有的認知、社會的框架、害怕與眾不同的恐懼,往你們的內心探索時,你會知道你是如何充分的被支持著。
Thumbnail
霍金提醒我們:「如果宇宙中不存在我所愛且愛我的人,那的確會是一個空虛的宇宙。沒有他們,它的一切奇蹟都對我毫無意義。」我們因愛奔赴,我們也為愛停留,因為愛與牽繫,我們才真正理解了時間,也讓我們在當下這個時空的生命,產生了獨一無二的意義。
Thumbnail
霍金提醒我們:「如果宇宙中不存在我所愛且愛我的人,那的確會是一個空虛的宇宙。沒有他們,它的一切奇蹟都對我毫無意義。」我們因愛奔赴,我們也為愛停留,因為愛與牽繫,我們才真正理解了時間,也讓我們在當下這個時空的生命,產生了獨一無二的意義。
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News