不是那種天文學 Astronomy, But Not What You Think!

上一集我們說，黑洞其實不是完全黑的。 它有溫度、會產生霍金輻射， 甚至可能在非常、非常漫長的時間之後，整顆蒸發掉。 如果黑洞最後真的消失了，那以前掉進去的東西呢？ 按照量子力學，資訊可以被打亂、被藏起來， 卻不應該真正從宇宙中消失。 但霍金的計算，似乎告訴我們： 黑洞蒸發完，資訊也跟著沒了。 於是，一場關於黑洞資訊悖論的爭論， 就這樣持續了幾十年。 這一集，我們從黑洞蒸發、資訊悖論， 一路講到霍金那場著名的世紀賭局， 以及他晚年的研究與《時間簡史》。 也為這兩集的霍金故事，畫下一個暫時的句點。 -- Hosting provided by SoundOn

黑洞不是連光都逃不出來嗎？ 那它怎麼會「蒸發」？ 這個問題在 1970 年代，也困擾著霍金本人。 原本只進不出的黑洞，卻開始出現一些非常可疑的熱力學特徵： 它有熵、有溫度，甚至會產生輻射。 而當霍金真的把量子力學放進黑洞附近的彎曲時空裡計算， 他得到了一個連自己都想辦法弄掉的答案： 黑洞真的會輻射。 這就是霍金輻射。 這一集，我們從霍金的早年、Penrose 的奇異點定理， 一路走到 Bekenstein 的黑洞熵， 以及那個讓黑洞不再真正「全黑」的 1974 年。 -- Hosting provided by SoundOn

你知道每年的 10 月 4 日到 10 月 10 日，其實是「世界太空週」嗎？ 而今年，歐洲太空總署 ESA 為了慶祝世界太空週，決定找來一位神秘嘉賓。 黃色的。有兩隻長耳朵。臉頰會放電。比路邊的野狗還要多。 沒錯。 ESA 找來了皮卡丘！！！！ 今年 4 月，一隻特製的「太空人皮卡丘」跟著 ESA 太空人前往國際太空站， 在距離地表大約 400 公里的軌道上待了 67 天，繞了地球超過一千圈。 現在，它還正式進入了 Pokémon GO。 所以這一集， 我們就從一隻真的上過太空的皮卡丘開始， 聊聊世界太空週！ -- Hosting provided by SoundOn

最近朋友傳來一支影片，問我們： 「我們會不會其實生活在黑洞裡？」 這個問題本身超級有趣，直到我們點開了影片： 「光掉進黑洞後，可能去了過去或未來。」 「銀河系中心有一個類星體叫人馬座 A*。」 「黑洞蒸發後時空變平坦——那不就是我們的宇宙嗎？」 奇怪的知識增加了.jpg 「宇宙會不會在黑洞裡」本身不是不能問， 甚至真的有物理學家研究過類似模型， 但猜想可以很大膽，證據不能靠跳躍。 這一集，我們從事件視界、史瓦西半徑一路講到類星體、大爆炸與黑洞宇宙學。 看看哪些是現代物理真的知道的事， 哪些是仍在研究的假說， 以及哪些地方單純是把幾個很酷的名詞接在一起。 -- Hosting provided by SoundOn

一場馬拉松，通常是 42.195 公里。 但天文人的馬拉松， 可以一步都不用跑。 你只需要帶著望遠鏡， 從太陽下山一路熬到隔天日出， 然後在天亮以前， 找到 110 個天體。 這就是「梅西爾馬拉松」。 問題是，這 110 個目標散落在整片天空， 有些太陽一下山就準備下班， 有些則要等到天快亮才肯出現。 所以你不能從 M1、M2、M3 一路照編號找， 而是得事先安排路線、挑季節、看月相、選地點， 還要祈禱雲不要突然跑來參賽。 黃昏有 M74，黎明有 M30， 中間還有一百多個目標等著打卡。 而最荒謬的是兩百多年前的梅西爾整理這張星表， 本來就是為了提醒自己：「這些都不是彗星，不要再看了。」 兩百多年後的天文人：「我要在一個晚上全部看完。」 -- Hosting provided by SoundOn

你一定聽過 M31、M42、M87。 但你有沒有想過， 前面的那個「M」到底是什麼？ 答案不是什麼神秘天文代號， 只是一個人的名字——梅西爾(Messier)。 十八世紀的梅西爾，最愛做的事情就是找彗星。 問題是天空中總有一堆模模糊糊、 看起來很像彗星， 但死都不肯動的東西一直騙他。 所以他乾脆做了一張清單： 「這些都不是彗星，下次不要再被騙。」 結果兩百多年後， 這份原本拿來排除干擾的名單， 反而變成了最經典的深空觀測清單之一。 星團、星雲、超新星殘骸、甚至整個星系， 全部都被他塞進同一張表裡。 -- Hosting provided by SoundOn

如果有一天，天文學家在一顆遙遠行星的大氣裡發現了氧氣。 我們可以宣布找到外星生命了嗎？不行。 那如果同時發現甲烷呢？還是不行。 液態水、有機分子、氧氣、甲烷， 甚至一些看起來很像生命活動造成的化學訊號， 都可能讓一個世界變得非常可疑。 但「可疑」，距離「找到生命」， 還有很長一段路。 因為生命會製造這些東西， 沒有生命的自然環境， 也可能製造它們。 截至目前，我們仍然沒有任何被科學界普遍接受、 足以證明地球之外存在生命的證據。 所以這一集， 我們就來看看天文學家又要蒐集多少證據、 排除多少種自然現象，才有資格說： 這一次可能真的不是宇宙在騙我們。 -- Hosting provided by SoundOn

外星人到底在哪裡？ 這個問題有一個很麻煩的地方， 因為我們根本不知道外星生命應該長什麼樣子。 截至目前，人類只知道一個確定存在生命的世界——地球。 所以在真的跑去宇宙裡找生命以前，我們得先回答一個更基本的問題： 生命到底需要什麼？ 液態水？碳和其他化學原料？持續供應的能量？ 還是數億、甚至數十億年穩定演化的時間？ 更麻煩的是，就算這些條件全部湊齊，也不代表生命一定會出現。 我們甚至還不知道，四十多億年前的地球， 究竟是怎麼從一堆沒有生命的化學物質， 一步一步走到第一個生命系統。 所以，尋找外星生命並不是拿望遠鏡在宇宙裡找外星人的臉。 我們尋找的，是一個又一個可能讓生命出現的條件， 再從數不清的世界裡，慢慢縮小範圍。 -- Hosting provided by SoundOn

1930 年，一個二十四歲、甚至還沒念過大學的年輕人，在兩張底片之間，看見了一個微弱的光點跳了一下。 那個光點，後來有了一個名字——冥王星。 湯博出生在農家，沒有受過正式的天文訓練，自己研磨鏡片、自己製作望遠鏡，再把自己畫下的火星與木星觀測圖寄給洛威爾天文台。 原本只是想請專業天文學家看看自己的觀測成果，沒想到這封信，直接把他送進了洛威爾天文台，也讓他後來接下尋找 Planet X 的工作。 他先發現了一顆行星，才去念大學。 但湯博和冥王星的故事，並沒有停在 1930 年。 1997 年，湯博去世。 2006 年，一小部分他的骨灰搭上 New Horizons，開始了一趟長達九年的旅程。 2015 年 7 月 14 日，新視野號飛越冥王星。 距離他第一次在底片上看見那個小光點，已經過了八十五年。 而這一次，我們也終於替他看清楚了，那究竟是一個什麼樣的世界。 -- Hosting provided by SoundOn

前兩集，我們一直在找那些看不見的行星。 有時看母恆星怎麼晃， 有時看星光怎麼變暗， 再從一連串痕跡裡，推論行星藏在哪裡。 這一次，天文學家不想再只看行星留下的痕跡， 而是要直接把行星本身的光，從母恆星旁邊分離出來。 問題是，行星可能比母恆星暗上幾百萬、甚至幾十億倍， 還緊緊貼在它旁邊。 有時候，行星其實早就出現在影像裡， 我們卻根本認不出來。 最近，研究團隊就在 Beta Pictoris 系統裡找到一顆新行星。 它比同伴暗上一百倍， 也已經在觀測資料裡藏了整整十一年。 直到新的儀器和分析方法出現， 那個不起眼的小亮點，才終於被認出來。 -- Hosting provided by SoundOn

前一集，我們找到了一顆顆系外行星。 但其實天文學家從頭到尾， 幾乎都沒有親眼看見它們。 他們看到的是： 恆星規律地前後擺動、 星光固定時間變暗、 背景星光突然被放大， 甚至是恆星在天空中，出現幾乎察覺不到的位移。 真正被看見的， 一直都是行星留下的痕跡。 這一集，我們來介紹四種最重要的系外行星探測方法。 看看天文學家怎麼只靠一顆恆星速度、亮度和位置的細微變化， 一步一步，把那些根本看不見的世界找出來。 -- Hosting provided by SoundOn

在太陽系之外， 其他恆星旁邊也有行星嗎？ 這個問題聽起來很直覺， 實際上卻非常難回答。 因為行星不會自己發光， 又常常緊貼在比它亮上數十億倍的母恆星旁邊。 天文學家先從一顆脈衝星訊號抵達時間的微小變化， 發現了第一個被確認的系外行星系統。 三年之後， 又從飛馬座 51 規律的速度變化中， 找到第一顆繞著類太陽恆星運行的系外行星。 而且它們一個比一個不像太陽系。 這一集，我們從第一批系外行星開始， 看看天文學家如何只靠那些微小的「犯罪痕跡」， 找到藏在星光旁邊、根本看不見的行星。 -- Hosting provided by SoundOn

案件名稱： 第九行星死亡事件 案發日期： 2006 年 8 月 24 日 案發地點： 捷克．布拉格 被害者： 冥王星（Pluto） 死亡原因： 遭投票取消行星資格。 本案仍有諸多疑點。 真正的兇手， 到底是發現 Eris 的天文學家？ 是國際天文學聯合會（IAU）？ 還是冥王星從一開始，就不符合「行星」的定義？ 二十年過去了， 本案至今仍未結案。 -- Hosting provided by SoundOn

如果現在問你，月球上的坑怎麼來？ 大部分人都會回答是被隕石撞出來的。 但其實在一百年前， 這件事根本沒有定論。 有人認為是火山， 有人認為是月球冷卻時留下的痕跡。 直到一位地質學家開始研究地球上的撞擊坑， 從岩石裡找到答案。 他證明了： 月球表面的傷痕， 其實是一場持續數十億年的宇宙轟炸。 這一集我們要聊的主角， 是尤金・舒梅克。 他建立了撞擊地質學， 訓練阿波羅太空人辨認月球岩石， 親眼見證舒梅克－李維九號撞上木星， 也是人類歷史上， 唯一一位被埋葬在月球上的人。 -- Hosting provided by SoundOn

宇宙裡有恆星、有星系、有黑洞， 還有橫跨數億光年的宇宙網。 看起來一點都不均勻。 但宇宙學家做了一件很神奇的事： 把這些東西全部平均掉。 平均掉星系， 平均掉星系團， 平均掉宇宙網。 最後得到一個結論——宇宙可以被當成一大坨流體。 沒錯， 我們今天要認真討論： 為什麼宇宙學家會把整個宇宙當成史萊姆。 -- Hosting provided by SoundOn

如果你的主管心情不好， 你頂多被罵一頓。 但如果太陽心情不好， 你可能會失去 GPS、無線電通訊， 甚至讓整個電網出問題。 前陣子，太陽上的黑子群接連爆發耀斑， 還朝地球丟出好幾團日冕物質， 最後引發了一場 G3 級地磁暴。 但太陽到底為什麼會突然爆氣？ 這一集，我們從黑子、磁場與磁重聯開始， 一路講到耀斑、日冕物質拋射和地磁暴， 看看太陽如何把累積已久的磁場壓力， 跨越一億五千萬公里，直接外耗到地球身上。 -- Hosting provided by SoundOn

NASA 最近開放了一個活動： 只要到官網填寫名字， 就可以拿到一張電子登機證。 之後你的名字會被收錄進數位名單， 跟著 NASA 下一台旗艦級太空望遠鏡 一起飛向太空。 這台望遠鏡叫做羅曼太空望遠鏡（Roman Space Telescope）。 它會尋找遙遠星系、重力透鏡、超新星， 也可能找到大量系外行星， 甚至是沒有母恆星陪伴的流浪行星。 這一集，我們來聊 Roman 到底是什麼， 為什麼 NASA 已經有哈伯和 Webb， 還要再打造一台新的太空望遠鏡。 也來聊聊它名字背後那位 被稱為「哈伯之母」的天文學家—— Nancy Grace Roman。 -- Hosting provided by SoundOn

如果有一個觀測機會， 一生只有兩次。 你願意為了它花上十一年嗎？ 十八世紀的法國天文學家勒讓蒂願意。 他橫跨半個地球前往印度， 準備觀測金星凌日。 結果快到目的地時， 發現英法正在打仗，觀測站被敵軍佔領。 八年後，他決定再賭一次。 這一次，設備準備好了，地點選好了，戰爭結束了。 然後觀測當天雲來了。 而當他終於回到法國時， 大家已經認定他死了。 他的財產被分掉了， 科學院席位被別人接走了， 甚至還得花好幾年打官司， 證明自己其實還活著。 -- Hosting provided by SoundOn

先有雞，還是先有蛋？ 這是一個經典的問題。 而天文學家最近遇到的版本是： 先有星系，還是先有黑洞？ JWST 在早期宇宙裡發現了一群神秘的小紅點（Little Red Dot）。 它們看起來很小， 卻亮得不太合理。 而其中一個案例更誇張： 宇宙才七億歲， 它中心的黑洞卻已經重到比整個星系所有恆星加起來還要大。 這一集，我們來聊： JWST 發現了什麼？ 以及這顆離譜的大黑洞，究竟是怎麼長出來的？ -- Hosting provided by SoundOn

你以為宇宙是什麼樣子？ 五顏六色的星雲、閃閃發光的星星， 每一張都美到可以當桌布？ 不好意思， 那不是你真的會看到的宇宙。 如果沒有長時間曝光、沒有疊圖、沒有調色。 真正的宇宙，可能比較像是， 一台畫質不太好的監視器畫面。 畢竟宇宙沒有濾鏡，濾鏡在我們這邊。 -- Hosting provided by SoundOn