2013年11月4日 星期一

〈類星體五十年〉相關網址及參考資料

九月某天打開信箱,看到總編寄來的網址,是美國加州理工學院紀念五十年前發現類星體的研討會。科月要趕在今年刊出相關的文章,截稿時間有點緊迫,不好意思推給同事,就答應下來。手邊恰好也有些這方面的文獻,所以就花了點時間再深入研讀一番。〈類星體五十年〉一文就按照總編計畫在十月初完稿,刊登在《科學月刊》527期(2013 年11月)。由於文章的篇幅和性質,有些材料不方便列在參考文獻或註解中。編輯除了修改若干不清楚的文字、格式、圖說之外,也增加一小段在下對於「紅移」(redshift)的小小說明。如果您不挑剔,也可以看看全文編輯前的版本

加州理工學院在九月舉辦了 Fifty Years of Quasars 紀念研討會,網址www.astro.caltech.edu/q50/Home.html可以連接到演講的影片和內容。包括施密特教授本人回顧當年發現的經過、研究的時代背景、後續發展和最新的研究進展都包含其中。拙作有些內容也直接引用。丘宏義教授在《Physics Today》1964年五月號的文章,被維基百科引用。上網下載原文還可以看見丘教授半世紀前的英姿。身為編輯的諾貝爾獎得主錢卓在施密特教授文章頁尾所加的編註,也可以在1970年〈Space Distribution and Luminosity Functions of Quasars〉一文的開頭看見。搭配施密特教授演講回顧答覆聽眾提問,這段歷史又鮮活的呈現出來。在聆聽史丹佛大學 Roger Blandford 教授的演講時才發覺,今年恰好也是愛因斯坦方程式少數幾個重要解析解 Kerr solution 的五十周年!當年史瓦西在愛因斯坦發表廣義相對論後沒多久就寫下了球對稱的史瓦西解。可是描述更實際的旋轉時空和自轉黑洞的準確解,卻等了好幾十年才由紐西蘭數學家克爾解出來。這名字對於稍微接觸過黑洞研究的學子一定不會陌生。可惜五年前克爾來台參加研討會,沒有引起太多的注意。 在下無意間從游輝樟教授那兒聽到消息,在東華大學留下了文中的那張照片。今年七月初,在德國舉辦了Kerr Conference,兩天的會議影片也可以上網觀賞。今天,活躍星系核的研究非常蓬勃,恐怕不是短短的紀念文章可以說清楚的。Beckmann 和 Shrader 最近有篇短文介紹一些活躍星系核研究中尚待解決的問題,〈The AGN phenomenon: open issues〉。拙文圖二「活躍星系核的標準模型」是參考該文附圖(Figure 1)重新繪製。細節的描述也可以參考他們兩位在2012年出版的《Active Galactic Nuclei》一書(由WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA出版,院裡可以閱讀電子書)第四章。Véron-Cetty 和 Véron 所編的活躍星系核目錄(第13版),可以從天文研究常用的資料庫CDS下載或連結。自然科學研究資源的開放和工程技術專利的獨佔性,可以由此看出差異。年輕學子在選擇未來志向時,或許也會考慮個性和工作特性之間是否相合。諾貝爾獎至今沒有頒給黑洞的研究或相關發現,隨著觀測技術的進步,或許會有所改變。十二月中在美國德州大學達拉斯將舉辦一周的第27屆德州相對論天文物理研討會(The 27th Texas Symposium on Relativistic Astrophysics),以「jubilee」一詞來慶祝相對論天文物理五十周年。第一屆研討會正是在1963年的達拉斯,以「類星體與重力塌縮」(Quasistellar Sources and Gravitational Collapse)為主題,顯見類星體在當年就被視為重「大」的發現(這「大」的特性,正適合德州,即使當地那時只有相對論學者,沒有天文學家。參閱Schucking在研討會25周年時的回顧。),雖然相對論和宇宙學的相關研究早在廣義相對論誕生之初就存在。從會議規模和主題來看,不難想見這仍然會是未來熱門的研究課題。

2013年3月2日 星期六

《天外天:人類和黑暗宇宙的故事》書評的補充說明及連結

在下的讀書報告〈心繫千古事,情縱天外天〉刊載於《科學月刊》519期(2013 年3月)。初稿大約在去年9月完成。有些材料不太適合寫在《天外天》書評裡面,這裡提供部分細節補充。
文中提到李傑信(李杰信)博士先前出版在《中国科技财富》雜誌中9篇同名的文章如下:
人的审判(上)2008/07期
人的审判(下)2008/08期
第一道光 2008/12期?
黑暗的宇宙 2009/01期
天外还有天外天 2009/03期
天尺 2009/05期
瓶装太阳 2009/07期
撞月 2009/11期
从“许昌人”说起(一)2009/13期
从“许昌人”说起(二)2009/15期
黑洞(上) 2009/17期
黑洞(下)2009/19期
期數和月份可能有點混淆,出刊日期好像不是很正常。有些時候似乎是半月刊,例如2009年,但2008年似乎又不是。不過,搜尋作者及標題應該都可以找到文章。原先找到的原始期刊網址已經失效,稍後有更確切的資訊會再更新。
另外,白矮星的電子簡併壓力是量子力學的效應,和古典電磁學的靜電力有所不同,一般教科書或科普書都會介紹。初稿完成後才聽說美國太空總署NASA已經退出了雷射重力波太空干涉儀LISA的太空實驗計畫,由歐洲太空總署ESA獨挑大樑。金融風暴下的LISA計畫和其他科學研究顯然面臨相當多的困境。


2013年1月18日 星期五

〈雷達測距與月球雷射測距〉參考文獻

短文一篇〈雷達測距與月球雷射測距〉隨《天聞季報》2012年冬季號(量天尺專刊)出版。 讀者可能會感興趣的參考文獻大致如下:
  1. Kovalevsky, J., Modern Astrometry, 2nd Ed., Springer, Berlin, New York, 2002
  2. Victor, W. K. & Stevens, R., 1961, “Exploration of Venus by Radar”, Science, 134, 46 (doi:10.1126/science.134.3471.46)
  3. Pettengill, G. H. & Shapiro, I. I., 1965, “Radar Astronomy”, Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 3, 377 (doi:10.1146/annurev.aa.03.090165.002113)
  4. IAU官網 http://www.iau.org, (Resolutions adopted at the General Assemblies,請參閱2012年的Resolution B2)

2012年4月5日 星期四

與《孫維新談天》

在下的一篇讀書報告〈與孫維新談天〉刊載於《科學月刊》508期(2012年4月)。初稿應該是去年四月完成的,和編輯後的版本差不太多。文中引用古籍的部份,例如《國語》、《荀子》、《周禮》都可以在網路上找到全文(大多不含注疏)。院裡另有《四庫全書》和《古今圖書集成》限制院內連線使用,方便不少。不過,清代的《四庫全書》有些避諱的字眼,例如「玄」武兩字避康熙皇帝名諱改為「元」武。至於NASA的火星任務Mars Odyssey當中所使用的伽瑪射線光譜儀(Gamma Ray Spectrometer)GRS儀器團隊,為了推廣教育而設計的網頁解說可以透過GRS網頁的學習區(learning zone)連上。

2012年1月6日 星期五

《勇闖宇宙三部曲:宇宙起源大霹靂》彩色圖片補充說明

《勇闖宇宙三部曲:宇宙起源大霹靂》一書中譯本已經由時報出版公司在2011年10月底出版。原著書中比照前兩集,挑選了四組彩色圖片檔案包含太空、天文、大型強子對撞機等主題。不過,英文原著圖說比較簡略。此處針對審稿時發現比較容易產生疑問的幾張圖片補充說明,並明列圖片原始出處網址連結,提供給有興趣深入了解相關主題的讀者。

第一組彩色圖片檔案:太空裡的故鄉
:「兩艘太空船同時傳回來前後兩面的太陽影像…」
這是NASA的STEREO任務,用兩艘太空船從兩個不同的位置同時觀測太陽(studying the sun in 3-D)。http://www.nasa.gov/mission_pages/stereo/main/index.html
第二組彩色圖片檔案:探索我們早期的宇宙
:「哈伯望遠鏡觀測結果顯示,宇宙大霹靂後所誕生的第一代恆星,可能像煙火般照亮天際」
這張圖不是太空望遠鏡拍攝的,而是藝術家筆下的想像圖。http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2002/02/image/a/
天文學家們尚未真正觀測到第一代恆星。
:「紅外線影像所呈現的微弱紅點,顯示了宇宙中可見到的最早形成的星系之一。…」
這三幅照片似乎重新排列過,虛線方框對不起來。或許可以參考太空望遠鏡公佈的原始版本:http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/cosmology/distant-galaxies/2011/05/
第三組彩色圖片檔案:銀河系
:「奇特的漢尼天體(Hanny’s Voorweep,荷蘭語)可能是長達三十萬光年在螺旋星系的四周延伸的氣體流,唯一可見的部分。」
露西霍金的原文是300光年,這錯誤應該是來自於圖片原始出處。不過,仔細閱讀原始的完整圖說可以發現,應該是300,000光年之誤。中文譯名則採用成大蘇漢宗教授的譯法。
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2011/01/image/a/
第四組彩色圖片檔案:我們壯麗的宇宙
:「在船底座星雲的宇宙冰雕」
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2010/29/
原文的確是用冰雕來形容這巨大的恆星形成區。船底座星雲的照片也被用在《勇闖宇宙首部曲》英文原版的封面裡(或封底裡),看起來像是抽象畫。

〈追緝太陽系的隕石威脅〉參考資料與連結

拙作〈追緝太陽系的隕石威脅〉刊載於《科學月刊》505期(2012末日謠言專輯)。這裡提供編輯前的版本,其中包括比較完整的網址連結和更多相關的參考文獻。像是NASA科學家對於2012末日謠言二十個問題的回覆(或許也可由Wikipedia找到),以及關於Nice模型(由法國地名命名)最初幾篇論文的詳細資料,希望對有興趣的讀者們有所幫助。事實上,Nice模型自從2005年提出來以後,在理論上和觀測上都有新的進展和挑戰。例如正文中所提及類地行星軌道和不同類主帶小行星的分布等問題,可參閱 Walsh, K.J. et al., Nature, 475, 206 (2011年7月)及其前後(引用或被引用)的參考資料。

2010年9月19日 星期日

胡桃裡的宇宙(科普閱讀年選書導讀)

(原書名:The Universe in a Nutshell,作者史蒂芬霍金,葉李華譯,大塊文化,2001年)

一九九一年六月在日本京都舉行的第六屆Marcel Grossmann廣義相對論會議上第一次見到了史蒂芬霍金。我的日本朋友三尾博士難掩內心興奮的向我們簡介物理大師訪問日本的歷史:一九二二年是愛因斯坦,如今是史蒂芬霍金。

當年,《時間簡史》一書已經出版。霍金不僅是名滿天下的理論物理家暨宇宙學大師,同時也是暢銷書的傳奇作者。會議休息時間,學者和學生們圍繞在霍金的四周向他請教問題。常常忽略掉小細節的我完全看不出蜷曲在輪椅上的軀體有任何的動作,只見大師面前螢幕上的游標飛快的在辭庫中移動,選出適當的詞語再拼湊成完整的句子由電腦語音放出來。幾分鐘後,耐心的提問者終於得到了他要的答覆。偶而,小輪椅也會載著霍金到壁報論文區。大師在感興趣的論文壁報前會駐足一陣子,然後再尋找下一個目標。平凡如我者很難不問這樣一個問題:在這看似蠟像的軀殼裡,究竟藏著什麼樣偉大的心智能夠不停的探索像是黑洞蒸發、時空迴圈和宇宙誕生的奧秘?

宇宙為什麼在胡桃裡?宇宙(時空)的本質又是什麼?這原本一語雙關的英文書名貼切的代表了這本不論是原著、譯著都曾獲獎的科普大作。有鑒於《時間簡史》一書雖然暢銷,但是能夠從頭到尾讀完的人少,霍金在這本書裡採用了不同的策略。前面兩章是本書的主幹,看過以後可以任意選擇後面的五個章節。故事從愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論開始,在第一章結尾介紹宇宙膨脹的重大發現。而宇宙的誕生正是霍金本人的重要研究主題之一。狹義相對論是認真的中學生就可以自行研讀的課題。相形之下,廣義相對論的數學則是連一般物理本科畢業生也未必都能完全掌握的學問,不過,它的概念卻相當的簡單。狹義相對論把時間和空間結合在一起成為『時空』,廣義相對論更進一步允許彎曲的時空;那麼,時間有形狀嗎?主幹的第二部分討論這個問題。除了宇宙微波背景輻射的發現,這部分也介紹量子力學以及基本粒子的主要觀念。相對論和量子理論是二十世紀物理學的兩大支柱,問題是這兩者並不完全相容。理論物理要找出理想的萬有理論可能還要一點時間。霍金的黑洞輻射與黑洞資訊難題則和尚未完成的量子重力理論息息相關。最近很熱門的超弦理論、M理論和霍金的虛數時間概念看起來是很有希望的可行方向。或許,物理的終極理論已經露出了一線曙光?然而,瞭解科學理論實證主義的觀點(第31頁)應該是我們面對理論物理的正確態度。未來的實驗或觀測結果會把基礎物理學帶到什麼樣的境界只有時間才能說明。霍金本人並非超弦理論專家,他對於「理論物理學家總是一窩蜂變換觀點」(第52頁)的評論,多少也反映出理論物理學研究生態的一面。
(未完,詳全文