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黑洞簡史：從奇異點到重力波，愛因斯坦到霍金，清晰解析困擾物理界300年的神秘天體

為了解決星際效應 重力的問題，作者MarciaBartusiak 這樣論述：

錄發現黑洞的完整記 臆測、辯論與賭注 ◎陳明堂教授（中研院天文所研究員、《黑洞捕手》作者）新版序 ◎美國物理科學寫作大獎二度得主、麻省理工科學寫作教授最新力作 ◎美國物理學會安德魯哲鎂大獎（此獎表彰年度物理科學最有貢獻者）得主作品   看這個神祕的天體如何掀起300年的爭論、證實廣義相對論，還有害霍金輸掉一年份性感雜誌！   我們幫黑洞拍了照，但黑洞是什麼？ 《星際效應》裡那巨大美麗的黑洞震懾人心，而我們從未真正了解黑洞裡究竟存在什麼。在2019年，橫跨世界的「事件視界望遠鏡」計畫發表了第一個黑洞的清晰影像，他們更在2022年宣布拍到銀河系中央的黑洞全貌。黑洞的密度高過宇宙的任何一個地

方，是宇宙中的空間深淵，吸入所有物質，連光都無法逃脫。   困擾物理學界超過300年的謎 關於黑洞最早的紀錄來自十八世紀，但在當時古典物理學的框架下，黑洞就是個不該存在的禁忌話題。就算到了近代物理開始發展的這一百多年，黑洞的存在與理論基礎仍然充滿爭議與論戰，連愛因斯坦和霍金都曾經栽在黑洞的手裡。   打臉愛因斯坦與霍金的黑洞 麻省理工學院科學寫作教授芭杜席雅克在本書中梳理了300年來的黑洞理論發展史，也記錄了那些物理大師們被黑洞弄得團團轉的樣子：愛因斯坦打從心底不相信黑洞的存在——近代對黑洞的觀測卻反過來驗證了廣義相對論。因為研究黑洞互撞的重力波而獲得2017年諾貝爾物理學獎的物理學家索恩，也

因為黑洞從霍金手裡贏得了一年份的性感雜誌。   推薦人 卜宏毅　台師大物理系助理教授 余海峯　馬克斯普朗克地外物理研究所天體物理學博士 高涌泉　台灣大學物理系兼任教授 陳丕燊　台灣大學梁次震宇宙學講座教授 溫文玉　中原大學物理系教授

星際效應 重力進入發燒排行的影片

探索LIGO O3訊號中的暗星

為了解決星際效應 重力的問題，作者黃柏翔 這樣論述：

自從aLIGO重力波探測器在2015年9月14日首次直接探測到愛因斯坦廣義相對論中所預測的重力波訊號後，在現今的宇宙探索中重力波已扮演了不可獲缺的角色，由於重力波所造成的時空漣漪效應不大，因此實驗團隊不停的在各方面精進探測器的靈敏度以達到更精準的量測，目前的探測器以數個或數十個太陽質量的雙星系統互繞和進一步併合的事件為主。然而也因為重力波在傳遞的過程中不像光子或其他宇宙射線粒子容易受到干擾，所以可以更完整的保留星體合併事件中的質量、自旋等數據。在美國雷射干涉儀重力波觀測站（aLIGO)的第一次觀測（O1）與第二次觀測（O2）中首次探測出雙黑洞與雙中子星合併的訊號，這些珍貴的資料提供了科學家們

研究元素生成、星體演化以及黑洞、中子星分佈等重要的訊息。然而眾所週知，宇宙的量密度占比中，已知的標準粒子的佔比大約為5\%，而約20\%的能量密度為未知的暗物質所組成，暗物質的能量密度是一般物質的4-5倍且對於星系結構的形成扮演決定性的角色。另外目前的理論上仍存有暗物質形成緊緻星體的可能性，若該機制確實發生在宇宙星際，這樣的暗星體的豐度將不可忽略。在此研究中，我們假設暗物質為純量基本粒子，該組成的暗星又稱為玻色星，這樣的特異星體和標準星體如黑洞和中子星的最大差異在於不參與電磁交互作用，且暗星體理論上的緊緻度與形變量也和其基本物理量息息相關，如暗物質粒子質量、自相交互作用強度以及狀態方程式等，導

致其在雙星系統中相對應的變化量會隱藏於星體合併產生的重力波波形中。本篇主要使用aLIGO第三次觀測（O3）的上半年數據並使用PyCBC（A Python-based parameter estimation toolkit for c ompact binary coalescence signals.）分析去挖掘是否有玻色星合併的潛在事件。

物理學家帶你看懂科幻電影世界觀：回到未來、星際大戰、天能……探索時間與宇宙的奧祕！

為了解決星際效應 重力的問題，作者高水裕一 這樣論述：

　　《星際效應》裡的黑洞和實物一模一樣？！ 　　時隔30年發現和《星際大戰》的塔圖因星 　　相似、擁有兩顆太陽的行星！   　　從科幻世界中得到的神奇體驗， 　　光是斷定不可能就太沒意思了──   　　從科學角度深入，經典作品巡禮！ 　　時間旅行的可能性與極限──《回到未來》系列 　　回到過去的探員擁有自由意志嗎──《時空線索》 　　名為「逆轉」的新型時間旅行──《TENET天能》 　　星際飛行需要的應用程式──《星際大戰》系列 　　……等   　　從宇宙物理學專家的視角， 　　探索科幻作品的可能性和界限！ 　　時間旅行對人體完全沒有影響嗎？ 　　逆轉時間是怎麼回事？ 　　要跟外星人交流別

忘了戴上呼吸面罩 　　如果在太空中玩指尖陀螺…… 　　重遊科幻作品的世界，抽絲剝繭找到箇中奧妙！   　　虛構作品引領著未來的科學？！ 　　本書以科幻作品為題材，根據現代的物理學， 　　盡可能簡單說明電影本身或當中描寫的現象的科學背景。 　　曾以為只會存在於夢想中的瞬間移動、星際飛行、時空旅行…… 　　也許有一天，時代的進展突破了科幻世界的高牆，來到現實世界？   　　特別收錄>>「影劇好有梗」編輯群推薦序   各界想像力全開驚豔推薦   　　冬陽／央廣「名偵探科普男」節目主持人 　　半瓶醋／電影製片．影評人 　　林厚進／賽先生科學工廠創辦人 　　影劇好有梗 FILMemes／影評

團隊 　　鄭永銘／跟著鄭大師玩科學版主 　　（依名稱筆畫順序排列）   　　「理解存在於創作者想像之中的理論真相，換個角度思考創作背後的初心。」──「影劇好有梗」編輯群推薦序   　　「科幻電影讓我們『眼見為憑』，但裡頭有多少純然的人為想像、有多少讓人眼睛一亮的學問道理？ 　　這本輕鬆易讀的《物理學家帶你看懂科幻作品》得以滿足大眾的好奇，真的，科學一點都不難喔！」──央廣「名偵探科普男」節目主持人．冬陽  

X射線與電子能量作用下星際冰晶的化學衍化

為了解決星際效應 重力的問題，作者黃朝暉 這樣論述：

天文觀測發現星際空間不是空無一物。通常星際區域的特徵是低密度和低溫度，儘管在某些位置可能會出現極高的密度和溫度。星際介質暴露於各種輻射源中，例如宇宙射線和恆星光(紫外線和X射線)，並且包含磁場。在壓力高於一般星際物質(稱為彌散雲或密集分子雲)平均壓力的區域中，漂浮著許多簡單分子(如氫氣或是一氧化碳)，擁有足以被現代設備所量測到的濃度。這些分子因細小且由矽酸鹽和碳質所構成的固態粒子(稱為星際塵埃)—稀疏地填充星際物質內。塵埃遮蔽部分恆星光使得分子能穩定存在。因此，在分子雲內部的分子能夠避免紫外線的光解並擁有較長壽命。複雜的化學物質也因此能夠在分子雲中形成。然而，許多的研究指出氫分子只能透過在塵

埃顆粒的表面上的反應形成，無法在氣相反應中取得。黑暗星雲，恆星光被高度屏蔽的區域，塵埃上被氣相沉積的冰幔所覆蓋。與觀測的結果相符，在高密度區域、大質量核、小質量核、和恆星形成的區域中，許多化學物質如水、一氧化碳、二氧化碳、甲醇、甲醛、甲烷及氨等，以保存在塵埃上的形式被觀測到。擁有更複雜結構的分子如乙醇、醋酸及乙醇醛等也在這些高密度的區域中觀測到相對較高的含量。這些分子包含了重要的有機元素 (氫、碳、氮及氧) 是主要的有機物質，其中有些被天文學家認為與天文生物學有關。這些大型天文分子，被稱為複雜有機分子。這些分子形成的基本概念被認為是透過簡單的氫化分子如甲醛、甲醇及氨在冰冷的塵埃顆粒表面上所形成

。然後透過固態化學反應大幅的提升化學複雜度。恆星是由分子雲的重力坍縮所形成。在最初的階段，通過吸積和射流的共同作用，新生恆星（稱為原恆星）逐漸將坍塌的星雲轉變為稱為原行星盤的平盤，因為它是行星形成的原料。本論文主要以天文學實驗，研究在星際區域和星周盤區域中，電子和X射線的能量的作用下，簡單的星際冰晶可能如何形成複雜有機分子，並且了解複雜性如何在冰晶中提升並透過非熱效應脫附貢獻至氣相中。本研究中所呈現的部分實驗在新建置的實驗系統上所進行。其命名為星際能量作用系統或以英文稱之為Interstellar Energetic-Process System，為一超高真空系統。建置目的是研究不同輻射源作用

下星際冰晶的演化。電子束由電子槍提供，而X射線則由新竹同步輻射中心八號光束線(BL08B)提供。同步輻射光源有著高亮度及連續光譜的優點是良好的光源設施。X射線光譜覆蓋250至1250電子伏特，其光譜與年輕且與太陽相同型態的恆星X射線光譜相似。在電子束的研究中，我使用帶有150至1000電子伏特的電子。這個能量範圍相似於金牛座T星所發射的X射線或是宇宙射線與物質作用後所產生的主要電子能量相近。此論文中使用三種冰晶樣本，分別是純一氧化碳冰晶、加入水的雙成分混合冰晶及加入氨的三成分混合冰晶。冰晶樣本分別進行電子束及X射線的研究，除三元樣本暫時只對X射線完成相關研究。純一氧化碳冰晶與加入水的混合冰晶在

X射線及電子束的作用下皆生成了相同的化學物質。冰晶在X射線的照射下同時伴隨著光子與粒子(電子)的作用。X射線被原子吸收後游離並發射內殼層的電子(稱之為光電子或是主要電子)。主要電子留下的空缺由高能階的電子所充填，並發射出第二顆電子(歐傑電子)。這兩種電子透過與物質的作用不斷的釋放能量到物質中並產生瀑布般的二次電子，驅動著冰晶內的化學反應。另一方面，電子束的電子能夠透過游離或是激發分子。當電子所攜帶的能量足夠高時，能像X射線一般游離原子的內殼層電子，但此狀況不在本論文探討的能量範圍內。如前面X射線的例子所述，電子透過與物質的交互作用釋放能量並產生大量二次電子。因此不論在X射線或是電子束的照射下，

冰晶內的化學反應皆由二電子所推動。在一氧化碳與水的混合冰晶中因為豐富的氫原子與羥基，一氧化碳的氫化反應 (例如生成甲醛與甲醇)與氧化反應(例如二氧化碳)是主要的反應。X射線照射下的三成分混合冰晶產生許多與生命可能的來源相關的有機化合物，如異氰酸、甲醯胺及最簡單的氨基酸，甘胺酸。X射線的照射過程中，偵測到許多質量從冰晶上脫附即使溫度在11 K遠低於這些大質量的揮發溫度。二氧化碳在所有的冰晶樣本及兩種輻射源的照射下，都能觀察到脫附。在電子束的研究中發現純一氧化碳冰晶所產生的二氧化碳大部分參與脫附，參入水後的冰晶則參與的比例下降，此比例與入射電子能量有關。三成分冰晶(水:一氧化碳:氨)在X射線照射下

，四極質譜儀偵測到許多與複雜有機分子相符質量的光脫附，像是異氰酸甲酯、甲酸及甲醯胺。若是這些相應的質量真的為複雜有機分子，這些分子化學起源的爭議將會傾向以固態反應來解釋。