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特別報導

多虧最近一次的宇宙爆發,我們又多發現四個驚人新事實

2017/11/02 ,

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TIME

Image Credit: NASA, Public Domain
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感謝這次爆發,我們對宇宙又多了解了四件事,包括:宇宙擴張速度、可能導致死亡且具輻射性的伽瑪射線爆發、甚至還有宇宙中至少一半金與鉑的來源。

文:Jeffrey Kluger
譯:王國仲

關於太空的新聞總是很晚才為人所知,這星期一(編按:原文發表時間為2017年10月17日,此處星期一為10月16日)宣布的新發現則晚了1.3億年。

很久很久以前,長蛇座NGC 4993星系的兩個中子星彼此繞行並產生劇烈碰撞,產生衝擊了我們世界的能量波。在美東時間八月十七日早上八點四十一分,此次碰撞產生的重力波-以愛因斯坦在1915年預測,但過了一個世紀才被證實的方式在空間時間中波動-終於抵達地球。

雖然2015年首次發現重力波是科學界一大重要里程碑,證明重力波真的存在,這次宣布的消息則更為豐富,並對各種現象提出見解。包括宇宙擴張速度、可能導致死亡且具輻射性的伽瑪射線爆發、甚至還有宇宙中至少一半金與鉑的來源。

感謝這次爆發,我們對宇宙又多了解了四件事:

一、中子星是瘋子

想像中子星是黑洞的小弟,由一個相對較小(比太陽質量少了三分之一以上)的星體而來。當一個較大的星體塌縮並形成黑洞時,那個空間將剩下虛無,也就是一個無限密集的點。除非能把廣義相對論和量子物理學一起運用,否則沒人知道那是由什麼構成的,而我們現在還達不到那個水平。至於中子星,因為沒有那麼大的質量,要等到它們的質子和電子合併並轉化成中子後才會形成。儘管如此,一個非常奇怪的東西還是會產生——一個全長只比12英里(20公里)多一點的形體,但其密度卻大到一根茶匙在上面就會重達十億噸。

當黑洞碰撞時,因為缺乏其他物質,它們只會放出重力波。相反的,加州理工學院物理學家大衛.雷茲(David Reitze)在一項NASA聲明中指出,中子星碰撞時則會產生「高熱殘骸的漩渦」,進而產生伽瑪射線、X射線、紫外線輻射和可見光-當然還有重力波-,給了科學家更多研究資訊。

二、和宇宙死亡射線打照面

天文學家長久以來一直都對自太空深處而來的密集伽瑪射線爆發非常好奇。老實說,不只是好奇,他們也對伽瑪射線十分恐懼——威力夠強、從正確(或是說錯誤)角度發生的爆發能將其路徑上任何星球的生命消滅殆盡。長久以來,中子星相撞一直被認為是伽瑪射線爆發的原因,最近發生的事件證實了此一理論。事實上,正是NASA的費米伽瑪射線太空望遠鏡最先發現重力波,比華盛頓州漢福德和路易斯安納州利文斯頓的兩架激光干涉儀重力波觀測台(LIGO)早了1.7秒。這次的伽瑪射線較弱,且沒有直接行經地球。這代表著我們不只成功閃過子彈,還得到許多很酷的科學資料。

三、宇宙正在快速擴張

天文學家早就知道宇宙正同時朝四面八方擴張,但不太清楚速度有多快。1929年,天文學家埃德溫.哈伯(Edwin Hubble)試圖確認宇宙擴張的速度——這個數字之後被稱為哈伯常數。一開始的估計速度為每百萬秒差距(310萬英里)每秒310英里(500公里),也就是「非常快」的另一種說法。隨後的估算將速度降低到每百萬秒差距每秒43英里(70公里),還是相當迅速。這只是個估算,有著每秒3英里(5公里)左右的誤差。不過,從已知距離星系傳來的重力波讓我們能夠進行更精確的計算——結果和估計值相去不遠,每秒43英里。

四、上哪淘金去

長久以來我們知道大部分的元素都在星體內部形成,但是最重的那幾類——比鐵還重的那些的來源仍然是個謎。然而,近期事件的觀察中發現了包括黃金、白金等重金屬的蹤跡。有關證據足以讓研究人員確認,現存至少一半重金屬的來源都和中子星有關。換句話說,如果中子星不會解體,現在的黃金總量會少個一半,價格則會貴上兩倍。

© 2017 Time Inc.版權所有。經Time Inc.授權翻譯並出版,嚴禁未經書面授權的任何形式與語言版本轉載。

責任編輯:潘柏翰
核稿編輯:翁世航

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