重力波

[講座] 2016春季展望─天文宇宙大發現

[講座] 2016春季展望─天文宇宙大發現

[講座] 2016春季展望─天文宇宙大發現

科技部「展望」系列演講,由臺大天文物理研究所承辦,分春秋兩季,每季八場,內容涵蓋自然環境、生命科學,及尖端工程等領域。演講講座不僅介紹特定領域的現況,同時也會以前瞻的眼光,帶領聽眾了解這個領域因為科學的發展,在未來會把人類社會帶往何處。對觀眾而言,知道特定科學領域的尖端發展,可以讓人們未雨綢繆,預為社會變遷先作準備。

從2015年開始,在天文太空的領域中,就不斷推出新發現,像是羅塞塔號的登陸艇降落在彗星表面、克卜勒衛星找到了和地球環境最為相似的系外行星、敏銳的探測器終於證實了重力波的確存在、智利高原上的ALMA真實觀測到行星盤的存在,還有科學家推估第九個行星的真實存在等,這每個發現都是科學往前邁進的一大步!更不用說國家太空中心即將發射福衛五號,讓臺灣擁有一顆貨真價實的自主衛星!為了讓展望聽友能深入瞭解這些天文宇宙大發現的內容和重要性,特別邀請了中研院、臺大、清大、中央、太空中心等機構的專家,組合成了新一季的展望饗宴!

[影音] 梶田隆章:「重力波偵測-The KAGRA project」講座

[影音] 梶田隆章:「重力波偵測-The KAGRA project」講座

梶田隆章:「The KAGRA project」(重力波偵測)
中央研究院國際研究生學程博士候選人黃士炘、中央研究院物理所暨化學所副研究員章為皓 撰文

◕ 講題:「The KAGRA project」(重力波偵測)

◕ 時間:2015/12/21(一) 15:30

◕ 地點:中研院物理所大猷館演講廳

◕ 講者:東京大學宇宙射線研究所 梶田隆章教授


2015年甫出爐的諾貝爾物理獎得主梶田隆章教授於12月21日蒞臨中央研究院物理所的演講,介紹了日本測量重力波的前沿研究,特別是KAGRA偵測器(神樂)偵測器的建造進度與營運目標,以及加入全球重力波網路的未來規畫。

早在1916年,愛因斯坦提出廣義相對論一年之後,愛氏預測了重力波的存在。那麼重力波到底是什麼?或是說重力波可能是怎麼產生的?從古典電磁學出發,帶電粒子加速運動會放出電磁輻射。相同地,帶有質量的天體加速運動,會輻射出重力波。換言之,由能量或質量分布所決定的時空結構,將因著能量或質量分布的巨大擾動,產生漣漪般的波動。但是愛氏也同時也提到重力波可能太微弱,而恐怕無法觀測到,否則人類可能早從月球繞地獲知重力波的存在。

重力波的追尋,直接關乎廣義相對論的正確性和人類對時空的瞭解。從1920年起,興起追尋重力波的熱潮,然而四十年過去了,結果叫人沮喪,引出了爭辯不休的正反學說[1]。1969年似乎出現了報春訊的知更鳥。Joseph Weber 教授架設了數個相距千里鋁棒,應變靈敏度能達  1015 10−15 數量級為的偵測器,首先捕捉到類似重力波的訊號。由於Weber 教授設施的靈敏度仍遠低於理論所需的靈敏度(  1022 10−22 ~  1023 10−23 )[2],加上該觀察未能再現,物理學家們並未認為他們測到了重力波。

偵測到大爆炸微波輻射的研究持續受到質疑

偵測到大爆炸微波輻射的研究持續受到質疑

偵測到大爆炸微波輻射的研究持續受到質疑
高瞻計畫特約編譯葉承効/國立臺灣大學物理學系高涌泉教授責任編輯

編譯來源:Criticism of Study Detecting Ripples From Big Bang Continues to Expand

今年三月,宇宙銀河系外偏振背景影像(Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization,以下簡稱BICEP)團隊透過位於南極的BICEP2望遠鏡,觀測到宇宙大爆炸所產生的重力波。若此研究屬實,那麼將是近現代最重要的宇宙學研究成果,因為這證明了宇宙大爆炸理論。但是自從該團隊的研究成果問世以來,就一直不斷有學者提出質疑。

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圖片來源:維基百科

關於宇宙開始的理論,在過去三十年的核心理論是建立在「大爆炸」及「暴脹」之上。所謂的暴脹是指大爆炸後的10−36秒開始,持續到大爆炸後10−33至10−32秒的宇宙空間膨脹狀態,並在宇宙中留下重力波波紋。暴脹解釋了宇宙的起源,以及宇宙的諸多特性。

歐洲太空總署最近使用普朗克衛星(Planck Satellite)的數據證明BICEP2所觀測的宇宙中含有足量的星際間塵埃,可能會影響望遠鏡所得到的觀測影像。首位針對BICEP研究成果提出星際間塵埃變數的學者佛洛格(Raphael Flauger)認為「顯而易見地,大部分的信號都是由星際間塵粒所造成的。」

重力波:宇宙真的曾經暴脹

2014年4月1日下午兩點,筆者到臺大物理系凝態館聽演講,座位已經爆滿,連走道都擠得滿滿的,大家都是來聽史丹佛大學物理教授郭兆林的演講。筆者坐在攝影機的後面看著錄影人員準備就緒。一開始主持人介紹郭教授畢業於臺大物理系以及其他的經歷。 這是ㄧ場學術性的演講,現場有許多外籍人士。郭教授用英語先簡單地用幾張投影片介紹宇宙背景輻射、暴脹論、和重力波,並且解釋為什麼重力波在宇宙背景輻射屏幕上所照成的印記能證實暴脹論。宇宙學家相信只有暴脹能加強宇宙早期的重力波,如果宇宙的早期的重力波能被驗證,這一定可增強人們對暴脹論的信念。

科學家發現決定性證據 支持長期受爭議的宇宙膨脹理論 (cosmic inflation theory)

宇宙的生成,生命的誕生,向來是科學、哲學,甚至是宗教學上讓人探究的議題。數百年來,在科學界中,多有天文物理理論輩出,然而卻始終因缺乏足夠的科學證據,沒有一個單一理論能完全排除其右。而在臺北時間3月18日凌晨時分,美國麻州哈佛史密森天體物理研究中心的團隊,發表震驚世人的研究成果,他們表示由BICEP2天文望遠鏡長期在南極觀測的結果,強烈地支持「宇宙膨脹理論 (cosmic inflation theory)」,其證據不僅充分,並解決了一些長期使天文物理學家困惑的謎團。