2016 二月號
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第123期電子報  出刊日期:1050215


科學新文摘

 

巨大望遠鏡恩仇錄

三組天文團隊為了觀測整個宇宙,各自打造夢想中的大型望遠鏡。然而這些科學家不願攜手合作,彼此爭奪資金、進度落後,他們為何會走向今日的局面?

撰文/沃斯(Katie Worth)
翻譯/李沃龍


15年來,三組天文研究團隊爭相追逐一個夢想:打造世界上最大的望遠鏡。他們的目標是建立一座觀星龐然大物,比世界上目前最大的光學望遠鏡還大三倍,功能強大到足以拍攝繞行其他恆星的行星影像,也能凝望整個廣闊的宇宙,並窺視宇宙的不同時期,回溯到接近大霹靂的太始之初。

三組團隊各自打造自己的夢想天文台:「巨型麥哲倫天文望遠鏡」(GMT)是由一組團體發起的計畫,包括美國卡內基科學研究院(Carnegie Institution for Science);「30米望遠鏡」(TMT)由加州理工學院、加州大學和其他大學研製;另外則是由歐洲南方天文台(ESO)打造的「歐洲超大型望遠鏡」(E-ELT)。興建這三座望遠鏡將耗費近40億美元,但世界各國至今仍在躊躇觀望,使得每項計畫都在為資金匱乏而極力奔走。若非如此,目前人們可能早已有至少一座大型望遠鏡凝望著天空,而不是把造好的部份硬體擱置一旁,等待有一天能運送到荒涼的建築工地進行組裝。

儘管這些計畫的進度落後且超出預算,一路走來蹣跚踉蹌,但這三座望遠鏡還是很可能建造完成,並在2020年代的某個時刻開始運作。

這究竟是怎麼回事?為什麼擁有共同目標的三項獨立計畫會彼此爭相奪取資金?是什麼因素妨礙他們聯手、避免他們的這場美夢一舉幻滅?

人們已經反覆質問這些問題,就連美國研究委員會成員都感到大惑不解;他們審核其中兩座望遠鏡,並向美國政府提出資金申請。為此事接受面談的數十名科學家曾設想,如果只有一項或兩項計畫,而不是三項不同的提案,局面又會如何演變。幾乎所有人都同意,如果相互競爭的天文團隊願意在屢次面談的場合攜手合作,人類將建造出最宏偉的新一代天文台。這項起始於20世紀頭10年的競賽,由於主事者的性格衝突、彼此誤解,以及相互競爭的技術和不斷膨脹的悲憤情緒,因而延宕至今。

嫌隙造成分裂
赫爾(George Ellery Hale)於1917年揭開了這則故事的序幕,當時他正向科學界展示一座前所未見的儀器:口徑達2.5公尺的光學望遠鏡。

在建造望遠鏡的世界裡,尺寸大小至關重要:望遠鏡的鏡面越大,就可看得越遠。這座新的望遠鏡坐落在當時還是一片漆黑的美國加州威爾遜山上,睥睨地面上的所有其他望遠鏡。......

重點提要: 
三座巨大望遠鏡正在興建當中,每一座望遠鏡的鏡面口徑均約30公尺,並且預定於2020年代開始運作。 
天文學家有了這麼巨大的鏡面,將能夠以前所未見的解析度來研究宇宙。雖然這些計畫具有如此強大的科學潛力,卻都陷入資金不足的麻煩而遭致批評。
為何天文學家非得同時建造三座大型望遠鏡,而不是僅僅兩座或一座?答案必須溯及20世紀初、興建第一座大型望遠鏡時所引發的激烈競爭。 

延伸閱讀: 
〈未來的巨無霸望遠鏡〉,《科學人》2006年6月號。 
〈聚焦西藏,北半球最後一個天文台址〉,《科學人》2006年6月號。 
〈超越哈伯──透視韋伯望遠鏡〉,《科學人》201012月號。 
〈地面望遠鏡之最〉,《科學人》201012月號。 
〈聖山上的天文台〉,《科學人》2015年8月號。
【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2016 年第 168 期 02 月號】


活動訊息_圖示

科學家發現重力波 愛因斯坦百年前預測今被證實

國際科學家今天宣布發現重力波證據,證實了愛因斯坦100年前所做的預測,也是黑洞專家的英國天文物理學大師霍金表示,他相信這是科學史上重要的一刻。

霍金(Stephen Hawking)接受英國廣播公司(BBC)專訪時表示:「重力波提供看待宇宙的嶄新方式,發現它們的能力,有可能使天文學起革命性的變化。這項發現是首度發現黑洞的二元系統,是首度觀察到黑洞融合。

「除了檢驗(愛因斯坦的)廣義相對論,我們可以期待透過宇宙史看到黑洞。我們甚至可以看到宇宙大爆炸時期初期宇宙的遺跡、看到其一些最大的能量。」

國際科學家今天表示,他們已窺探到重力波的首個直接證據,即愛因斯坦於1個世紀前預測的時空漣漪,這是物理學和天文學界的劃時代發現。

國際科學家今天表示,他們已窺探到重力波的首個直接證據,即愛因斯坦於1個世紀前預測的時空漣漪,這是物理學和天文學界的劃時代發現。研究人員宣布,當兩個黑洞於約13億年前碰撞,兩個巨大質量結合所傳送出的擾動,於2015年9月14日抵達地球,被地球上的精密儀器偵測到。擷自臉書創辦人祖克伯臉書。

研究人員宣布,當兩個黑洞於約13億年前碰撞,兩個巨大質量結合所傳送出的擾動,於2015年9月14日抵達地球,被地球上的精密儀器偵測到。

資助這項研究的美國國家科學基金會(US National Science Foundation)負責人柯多瓦(France Cordova)表示,「如同伽利略首度把他的望眼鏡指向天空,這項對天空的新觀測,將會加深我們對宇宙的理解,引發超乎預料的發現。」

這個現象由兩個設在美國的地下探測裝置觀測到,此裝置主要用來偵測重力波的微小震動,這項觀測計畫的名稱是「宇宙重力波雷射監測站」(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory,LIGO)。

科學家花費數個月時間驗證資料並通過同儕審查程序,才於今天宣布這個訊息,標誌著全球各地研究團隊數十年努力的最高潮。

柯多瓦說:「LIGO迎來天體物理學全新領域的誕生。」

愛因斯坦最後一個預測被證實!他於1916年左右,在廣義相對論中提出「重力波理論」,認為聚集成團的物質或能量的形狀或速度突然改變時,會改變附近的時空狀態,效應就像漣漪以光速在宇宙傳播。擷自BBC

愛因斯坦1916年左右在廣義相對論中提出重力波理論,認為聚集成團的物質或能量的形狀或速度突然改變時,會改變附近的時空狀態,效應就像漣漪以光速在宇宙傳播。

重力波以光速傳遞,無法加以阻擋或阻撓。由於重力波產生的時空扭曲非常微小,在此之前科學家從未成功觀測到。

過去數十年來許多跨國科學團隊都致力於找尋重力波存在證據,但重力波對於附近時空的衝擊因距離地球太遠,弱不可見,加深觀測的難度。以地球和4.3光年之外的半人馬座α為例,被重力波扭曲的太空可能只有一根頭髮般的變化。

劃時代發現 科學家直接觀測到重力波

【中央社/華盛頓11日綜合外電報導】

國際科學家今天表示,他們已窺探到重力波的首個直接證據,即愛因斯坦於1個世紀前預測的時空漣漪,這是物理學和天文學界的劃時代發現。

研究人員宣布,當兩個黑洞於約13億年前碰撞,兩個巨大質量結合所傳送出的擾動,於2015年9月14日抵達地球,被地球上的精密儀器偵測到。

資助這項研究的美國國家科學基金會(US National Science Foundation)負責人柯多瓦(France Cordova)表示,「如同伽利略首度把他的望眼鏡指向天空,這項對天空的新觀測,將會加深我們對宇宙的理解,引發超乎預料的發現。」

這個現象由兩個設在美國的地下探測裝置觀測到,此裝置主要用來偵測重力波的微小震動,這項觀測計畫的名稱是「宇宙重力波雷射監測站」(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory, LIGO)。

科學家花費數個月時間驗證資料並通過同儕審查程序,才於今天宣布這個訊息,標誌著全球各地研究團隊數十年努力的最高潮。

柯多瓦說:「LIGO迎來天體物理學全新領域的誕生。」

重力波以光速傳遞,無法加以阻擋或阻撓。物理學家愛因斯坦曾於廣義相對論中預測重力波的存在,由於重力波產生的時空扭曲非常微小,在此之前科學家從未成功觀測到。

新聞來源網址:http://udn.com/news/story/5/1497936

 


活動訊息_圖示

主  題:生活中的物理
日  期:105年3月5日(星期六)10:00~16:00
講  師:東吳大學 陳秋民教授
地  點:高雄中學演藝廳
報名網址:教育部全國教師在職進修網登錄報名,課程代碼:1933566

主  題:學物理寫程式,寫程式學物理
日  期:105年3月15日(星期二)13:30~17:10
講  師:台灣大學 石明豐教授
地  點:北一女中至善樓3F物理實驗室
報名網址:教育部全國教師在職進修網登錄報名,課程代碼:1935274

 

主  題:重力波時空的漣漪
日  期:105年2月18日(星期四)13:20~15:10
講  師:清華大學 張祥光教授
地  點:清華大學A區綜三館普物實驗室130演講室

主  題:週日閱讀科學大師(下) /由”極光片語”看今日的科普推廣
日  期:105年3月27日10:00~12:00
講  師:國立台灣大學應用力學研究所李世光 教授
地  點:國立科學工藝博物館南館國際演講
活動網址:http://freesci.tw:8090/scholarmatch/page.activityshow.action?id=10

主  題:2016全國科學探究競賽
報名時間:105年01月18日 至 105年03月31日
活動網址:http://sciexplore2016.colife.org.tw/announce.aspx?aid=20160118162825

主  題:教育部105年度智慧鐵人創意競賽
報名時間:第一梯次2015/12/15-2016/2/17、第二梯次2016/3/21- 5/3
活動網址:http://ironman.creativity.edu.tw

 
 

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