第 17 次每週分享

黑洞有很多種,其中一種叫做 Steam

Heng-Yi Wu
每週獻曝
8 min readApr 15, 2019

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EHT 拍攝到的黑洞 source

每週一圖

4 月 10 日,一個可能半年、一年之後就不會再有人記得的日子。

我們必須承認:發現黑洞對於平凡人的生活一點幫助也沒有。當天晚上發生的事就是一場以「科學」為主題的狂歡派對,當明日的太陽升起,眾生回歸日常的庸庸碌碌;當晚光芒萬丈的科學家,發表會後還是要回到科學前線,繼續在未知的領域插上人類的旗幟。

因為沒有多少人懂,發現科學事實是一條寂寞的道路。

拍攝黑洞背後的一些故事

之前在 第七次每週分享第一期 提過射電望遠鏡,今天再提到才發現射電望遠鏡是中國的翻譯,台灣翻譯「電波望遠鏡」。

之所以選擇觀測電波,嚴格來說是「無線電波」,是因為無線電波可以穿透大氣層,比較不容易受到大氣複雜的擾動干擾。

看了這部影片,才知道中國也造了自己的電波望遠鏡 FAST,地點在貴州。

FAST http://technews.tw/2016/02/20/china-fast-radio-wave/
FAST source

小小羨慕一下,大國就是大國,砸錢圈地毫不手軟。

但台灣也不必羨慕,硬體上劣勢不代表我們就一定會在太空探索中落後,看看這次拍攝黑洞的 EHT 計畫,不就有台灣的科學家參與其中嗎?

而且硬體我們也不一定落後人家多少,福衛七號預計在今年(2019 年)6 月 22 日發射升空,讓我們一起期待它的表現 🚀

福衛七號 https://www.cna.com.tw/news/firstnews/201904110204.aspx
福衛七號 source

為什麼發現黑洞很重要?

其實基礎科學也沒有距離我們的生活那麼遙遠,如果有在關注奈米製程的人,可能會聽到量子穿隧效應即將讓摩爾定律失效的問題。

就像湯木生剛發現電子時,沒人當他一回事,現在電子的相關應用已經無遠弗屆。

基礎科學就像賺錢,應用科學或工程學是在花錢,把錢變成我們實際看得到的東西,如果我們停止了基礎科學的研究,那錢就有花光的一天,人類的科技發展也就會停滯。

但摩爾定律失效又如何?頂多 CPU 的速度再也提昇不上去而已吧?其實背後對應的是一個大哉問:人類的科技發展有沒有極限?今天同事剛好傳一份知乎上面的問答給我,稍微提到了其中一種文明消逝的原因:

2.1 过滤论

也就是说,曾经有很多文明都走到了地球文明这一步,但因为技术的瓶颈或其他原因,没有一个文明突破到高级文明。

然後?然後文明就滅亡了。

以人類為例,如果在不久的將來,在人類有辦法把生命「備份」到另外一個行星或是星系之前,地球上發生了當時科技也沒辦法解決的大災難,那人類這個文明自然就消亡了。

當然摩爾定律失靈不能與人類的命運畫上等號,但如果人類在不同的領域發現愈來愈多的科技發展遇到瓶頸,這個理論成真的可能性就愈來愈大了。

但換一個角度想,以我們先祖的角度出發,他可能會因為鑽木取火的溫度再也不能提高上去了,而也做出類似過濾論的結論。或許從我們子孫的子孫的角度來看,我們現在以摩爾定律失靈就覺得科技發展會有瓶頸也是很可笑的推論。

前提是沒有智子在玩弄我們的強子對撞機 😨

黑洞為什麼會自轉?

星際效應的黑洞 https://www.wired.com/2014/10/astrophysics-interstellar-black-hole/
星際效應的黑洞 source

我在研究黑洞的過程中,沒辦法忽略《星際效應》的那顆黑洞。在第 N 次看到這張照片之後,我想到一個問題:為什麼黑洞周圍是吸積「盤」,而不是吸積「球」?難道黑洞也會自轉嗎?

每个星球在形成时,都会带些角动量,这个角动量可以有 0, 1 , 12.306 ,10086或者其他任意一个数值。其中我们将拥有0这个数值的星球称之为没有自转。

我们目前还没有发现角动量完全为零的星球,就像我们还没找到重量精确等于1克拉的天然钻石一样。

幾句話解釋:假設黑洞都是恆星坍縮而來的,那它就會帶有恆星的角動量。身為文組,我沒有學過角動量的概念,不過可以粗暴的理解為如果一個物體沒有角動量,那麼這個物體就不會自轉。

那有沒有完全不自轉的天體呢?可能有,只是我們還沒發現;也可能我們還沒發現不可能出現不自轉天體的數學理論。

發明網際網路的是 CERN 還是 ARPA?

CERN 的 logo https://design-guidelines.web.cern.ch/logo-0
CERN 的 logo source

說到尖端科學,就不得不提帶有神秘色彩的 CERN。以前在跟同事聊天的時候,發現我們對於到底是 ARPA 還是 CERN 發明網際網路這件事情都沒有把握,誰也說服不了誰。藉由這次我好不容易想起來這件事情的機會,一次把資料查到,解決這個問題。

先說結論:發明網際網路的是曾經在 CERN 工作的 Tim-Burner Lee。

Tim Berners-Lee https://www.vanityfair.com/news/2018/07/the-man-who-created-the-world-wide-web-has-some-regrets
Tim Berners-Lee source

當然也不能說 ARPA 沒有發明網路,但 ARPA 當時發明的是軍事用途的網路,旨在遭遇戰爭時讓特定區域甚至全球盟友的通信不會被中斷。

那 ARPA 的網路技術有沒有部分公開出來,像 GPS 開放民間使用一樣,造福我們現在使用的網際網路呢?可能有,但那就需要更深入的資料挖掘了。

洛西極限

流浪地球 https://movie.douban.com/photos/photo/2545472803/
流浪地球 source

雖然還沒有看過《流浪地球》,但已經被 YouTube 上各種「彩蛋」解析的影片雷的夠嗆,而這個名詞藏身其中:洛西極限。

洛希極限(Roche limit)是一個天體對自身的重力與第二個天體對它造成的潮汐力相等時兩個天體的距離。當兩個天體的距離少於洛希極限,天體就會傾向碎散,繼而成為第二個天體的環。它以首位計算這個極限的人愛德華·洛希命名。

史瓦西半徑的概念有點相似。

至於這個洛西極限跟《流浪地球》的劇情有什麼關係,就留給有興趣的人自己去找電影來看了。

Mozart, Beethoven, Chopin never died, they simply became music.
- Robert Ford, The Bicameral Mind, Westworld

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Heng-Yi Wu
每週獻曝

臺灣製造 👨‍💻從第一個程式語言選擇 JavaScript 開始完全長歪 😵 但人生的第一桶金是在 PHP 跟 Ruby on Rails 的幫助下賺來的 💰 現在主攻 app 開發 📱