當光速不是極限:理解膨脹空間如何「超光速」拉開星系距離
光速的限制與宇宙的例外 😊 我們常聽說沒有任何東西能比光速更快。光速約為每秒三十萬公里,這是宇宙中的終極速度上…
光速的限制與宇宙的例外 😊 我們常聽說沒有任何東西能比光速更快。光速約為每秒三十萬公里,這是宇宙中的終極速度上…
科學家正在推進一種可能徹底改變太空推進的系統——離心核熱火箭(Centrifugal Nuclear Thermal Rocket, CNTR)。不同於傳統以固態燃料為核心的核熱推進(Nuclear Thermal Propulsion, NTP)系統,CNTR 將熔融鈾(liquid uranium)置於離心機中旋轉,然後將氫氣(hydrogen)氣泡導入熔融金屬,以產生推力。
宇宙遠非只有靜謐的繁星與深沉的寂靜,它也是一個充滿狂暴能量的劇場,最猛烈的事件在此上演。有些宇宙災變在幾秒鐘內釋放的能量,甚至超過我們太陽在整個一百億年壽命中所放出的總和。以下介紹四種塑造星系並撼動時空的超強力量。
奧爾特雲(Oort Cloud)是一個假設中的巨大球殼,由無數冰質小天體組成,圍繞著整個太陽系。這個結構從理論上延伸到距離太陽近約100,000個天文單位(astronomical unit, AU)的範圍。為了比較,這大約是冥王星軌道距離的2,000倍左右,足以顯示它的廣袤與陌生感。
宇宙正朝向一個寂靜的未來奔去:一個所有恆星熄滅、所有星系黯淡、萬物不再運動的時刻。這就是所謂的「熱寂」(heat death)——一個描述宇宙最終會耗盡所有可用能量的科學理論。
放大到宇宙的龐大尺度,人類幾乎是看不見的。我們透過電視、廣播或科學傳輸所發出的無線電信號,最多能抵達大約200光年(light-years)遠。這數字乍聽驚人,但若與銀河系(Milky Way)約10萬光年(100,000 light-years)的直徑相比,我們的信號只不過是微小的一點。
近來研究顯示,來自高度磁化恆星的爆發──被稱為磁星(magnetar)的天體──能製造出驚人的重元素量,甚至包含足以組成整個行星的黃金。這類強烈的恆星爆發釋放巨大的能量並把物質拋散到太空,為行星乃至未來恆星提供原料。
除了尺寸驚人之外,史蒂芬森2-18本身也是個科學謎題。科學家仍在研究:如此龐大的天體如何能在自身引力下不立即崩潰?和我們的太陽不同,太陽靠穩定的氫融合(hydrogen fusion)燃燒數十億年,而史蒂芬森2-18已進入生命晚期且不穩定,正在劇烈地融合更重的元素。這顆恆星正快速走向末日,可能以超新星(supernova)的方式劇烈爆發,或是直接坍縮成黑洞(black hole)。
現代宇宙學與廣義相對論(general relativity)的原理指出,宇宙在大尺度上是均勻且各向同性(homogeneous and isotropic)的,也就是說從宏觀來看,無論你在哪裡或往哪個方向看,宇宙看起來大致相同。像宇宙微波背景輻射(cosmic microwave background)和星系分布這類觀測結果都支持這個想法,因而挑戰了「宇宙應該有一個中心或邊界」這種直覺式的印象。
Apollo 太空人描述了一種奇怪且難忘的氣味:當他們在月球行走後回到登月艙並脫下頭盔時,黏附在太空衣上的月塵散發出類似用過的火藥(spent gunpowder)或燒焦木炭(burnt charcoal)的味道。
月球可能藏有對未來太空探索者最令人振奮的祕密之一。科學家正在發現,月表的熔岩洞(lava tubes)有機會成為太空人在地外的天然庇護所。這些由遠古火山活動形成的大型地下通道,可能提供對抗致命輻射和極端溫度的完美保護。
一項全新的發現擴展了天王星 (Uranus) 的衛星家族:第29顆被確認的衛星。2025年2月2日,詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (James Webb Space Telescope) 使用其靈敏的近紅外相機 (NIRCam) 偵測到這顆微小的天體。該衛星暫時命名為 S/2025 U1,直徑僅約10公里 (about 10 kilometers),在1986年旅行者2號 (Voyager 2) 的近距離飛掠中竟然未被發現。
太空旅行令人著迷,但也帶來關於健康的重要疑問:在失重 (zero gravity) 環境下待上數月,會不會對心臟與動脈造成長期傷害?一項追蹤 13 名美國太空總署 (NASA) 太空人 (NASA astronauts) 的研究,帶來相當安定的答案。這些太空人於任務開始時年齡從 30 多歲到 50 多歲不等,任務期間在國際太空站 (International Space Station) 待了 4 個月到將近一年不等。
中子星把物質能承受的極限、重力及基本物理定律推向極致,挑戰並拓展我們對物理的理解。憑藉它們極端的密度、快速自轉與強大磁場,中子星提供了檢驗物質性質、重力行為與基本自然定律的獨特實驗場景,讓科學家窺見最前沿的科學知識。
一張來自小麥哲倫雲的迷人影像 🌌 來自小麥哲倫雲(Small Magellanic Cloud, SMC)的一…
重力繪出的宇宙畫作 🌌 宇宙之蛇(The Cosmic Snake)是一幅由重力繪製的驚人天文景象,展現了引力…
科學家幾十年來發現一件奇怪的事:當他們計算宇宙中所有的普通物質(也就是構成恆星、行星,甚至我們身體的那種物質)時,總是少了一大截。大約有四成的普通物質消失不見,沒有人能確定它到底跑到哪裡。這不是暗物質(dark matter)或暗能量(dark energy),而是看得見、摸得到的普通物質竟然彷彿從空氣中蒸發了。
在太陽系內行星間跳躍並非短程衝刺,而是場漫長的馬拉松。距離龐大、速度受限,即便是最快的太空船,也需要數月到數年…
認識阿摩奈特(Ammonite)。這顆新發現的冰冷世界位於我們太陽系的最遠邊緣,軌道遠遠超過海王星。阿摩奈特繞太陽一圈需要驚人的約4,000年,動作緩慢到讓人難以想像。
首先,你正凝視著半人馬座比鄰星 (Proxima Centauri),它是太陽最近的恆星鄰居,距離只有約 4.24 光年。雖然用肉眼看不到,這顆微小的紅矮星卻宛如我們的宇宙後院,天文學家甚至已經發現有行星環繞它運行。
2011年8月5日,NASA的朱諾號(Juno)太空船從卡納維拉爾角(Cape Canaveral)搭乘阿特拉斯V(Atlas V)火箭,展開了一段開創性的五年旅程前往木星。這項任務目標相當宏大:穿透這顆氣態巨行星厚重的雲層,揭示它的形成、內部結構、磁場(magnetic field)以及深層大氣(deep atmosphere)的秘密。
太陽在數十億年後會耗盡核心的氫燃料,開始劇烈演化成為紅巨星(red giant)。在這個階段,太陽會膨脹到巨大的體積,半徑大幅增加,極可能吞噬水星(Mercury)、金星(Venus),甚至地球(Earth)。我們熟悉的地球將無法在這場炙熱的命運中存活。