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[爆卦]超新星爆炸原因是什麼？優點缺點精華區懶人包

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「超新星爆炸原因」的推薦目錄
  • 大詩人的寂寞投資筆記

    超新星爆炸原因 在 大詩人的寂寞投資筆記 Facebook 的最讚貼文

    2019-04-12 22:00:41
    有 62 人按讚


    「首先，EHT這個望遠鏡聯合組織，是一直把銀河系中心黑洞和M87星系中心黑洞，當作重點觀測對象的。而最終公佈的照片只是M87星系中心黑洞的樣子，銀河系中心的那個黑洞沒有，為什麼？

    那是因為銀河系中心黑洞的那張照片並不顯著，而且團隊內部還有分歧，所以就沒有公佈。

    也就是說，很可能像今天公佈的這樣，正在「大吃特吃」的黑洞在宇宙中佔比不是很高。而我們目前，也只能通過多拍攝這類少數派獲取關於黑洞的更多信息。那種黑洞周圍平平靜靜的情況，即便我們對準了角度，拍出的全黑的照片也是很難用在研究中的。

    這一點，有點像我們用引力波探測器「聽」黑洞那樣，它現在也有一個局限——我們只能聽到黑洞或中子星互相環繞著轉，然後突然對對碰產生的大爆炸。哎，只能聽到這一類事件，而不能聽到一個安安靜靜的黑洞獨處的情況。

    那為什麼M87星系中心黑洞這麼顯著呢？這主要是因為我們運氣好。這個巨大黑洞周圍很巧，有著大量可供吞噬的物質。

    照片里哪些是可供吞噬的物質呢？你可以看看照片，就是那些特別扎眼的黃色、紅色區域。那裡就是正在被黑洞吞噬的物質。

    那這些物質為什麼會這麼耀眼呢？因為本來它們可能只是稀薄、低溫的氣體或者塵埃，但很幸運的被黑洞聚攏在一起，並且開始高速旋轉著靠近黑洞了。這就相當於把塵埃顆粒加到極高的速度，在加速過程中就會有摩擦和碰撞，於是就導致溫度升高，以至於當它們接近黑洞時，已經發出了非常耀眼的電磁波。

    當然，這個電磁波是我們人眼看不到的。它的波長大約為幾毫米，而人眼只能看到0.5微米左右的電磁波。

    其次，這張照片中標注了日期，有4月5日、6日、10日、11日這四天。也就是說，理論上每年最多只有10天的觀測窗口期，在2017年只有4天拍出了這顆黑洞比較完美的照片。

    再次，這張照片下半部分特別亮，上半部分比較暗，這又是怎麼回事呢？
    其實這並不意味著黑洞的不均勻，而是因為一種叫做「多普勒效應」的因素導致的。這個效應會讓朝著電磁波傳播方向運動的觀測者測到更高的頻率，而遠離電磁波傳播方向的觀測者測到更低的頻率。最通俗的說法就是，火車拉著汽笛經過你身邊是聲音是「嗯~嗯~~~」那樣的。這就是多普勒效應。

    所以從圖中來看，明亮部分的物質其實正在圍繞黑洞旋轉，而正好轉向了我們的那一部分；而上半部分比較暗的那些呢，那裡的物質正好在旋轉過程中遠離了我們。

    所以，從這張照片中明暗的變化，不但可以讓科學家推測出黑洞的自旋情況，另外還可以估算出吸積盤的尺寸。要知道，吸積理論也是宇宙學的一個分支。

    2
    單一照片上的細節，咱們就簡單說這麼多，然後呢，我們再看下面一張對比的圖片。

    這張對比圖左邊是在這次公佈照片前，利用現有的宇宙學知識，用計算機模擬出來的黑洞周圍物質和黑洞本身的樣子，右邊是這次真實拍到的。

    你可以發現，這二者非常接近。這也是為什麼這次公佈照片如此高調的原因，因為它是一次理論的勝利。在始終只有數學工具，而沒有任何直接觀測的基礎上，科學家僅僅通過計算就能預測黑洞大致是什麼樣，這是人類智慧的驕傲。

    那理論勝利具體體現在哪兒呢？它體現在一個從未有人涉足過的領域里，又一次驗證了愛因斯坦的廣義相對論。

    廣義相對論的最初幾個驗證是怎麼得到的？這些內容在《卓老闆聊科技》2017年4月14日-5月5日的黑洞系列文章里，我們詳細說過，這裡不再重述。如果你感興趣，可以往回翻一翻。

    2017年4月14日《黑洞與恆星的命運》
    2017年4月18日《受了50年委屈的科學家》
    2017年4月21日《瞭解黑洞必備的幾個知識點》
    2017年4月25日《四種黑洞與年輕的霍金》
    2017年4月28日《時間的終點與霍金的黑洞》
    2017年5月2日《宇宙大爆炸的來龍去脈》
    2017年5月5日《蟲洞的來龍去脈》

    總的來說，那些驗證的實驗，都是在引力強度和地球相仿的那些環境下得到驗證的。

    而黑洞邊界附近的引力場，已經遠遠強過地球附近，在引力強度增大了十幾個數量級後，廣義相對論還正確嗎？之前是沒人知道的。而今天這個照片就給了初步的證據——廣義相對論還是有效的。

    這個正確了，那就有其他理論要倒霉了。以至於這幾十年來，關於引力的其他一些假設，可能就要受到挑戰了，也可能就此遭到淘汰。

    同樣得到驗證的，還有霍金關於黑洞性質的計算。比如不論通過怎樣的過程，只要最終形成了黑洞，那麼這個黑洞最多就只有3個物理量是可測的，分別是質量、自旋和帶電量。

    而在這幅照片中，只有中心處黑洞的陰影是近乎圓形的時候，才能說明愛因斯坦和霍金對黑洞的計算是對的。而實際上呢，這個陰影真的是個圓。

    假如今天公佈的照片里，陰影是個桃心的樣子或者是個橢球的樣子，那可能會引起物理界更大的轟動——因為現代物理學的大廈，可能就不得不重新打地基了。

    3
    最後，我們來說說這次觀測的意義。
    它首先是一個極為基礎性的研究，幸運的是，黑洞這個概念通過電影和小說實在是太深入人心，太容易激發大家的關注了，所以才會造成4月10日晚上朋友圈刷屏的效果。

    而實際上，其他物理學或者天文學上同等級別的基礎研究，是沒機會映入大家眼簾的。能激發起全球上億人對宇宙的好奇和情懷，這是一次優秀的科學傳播事件。

    其次，如果你是一個有文化的人，那麼「我們從哪兒來」這個問題對你一定有吸引力。這個答案從何而來呢？你免不了要學習自己的祖先和民族的歷史，甚至還可以更遠，從考古發掘中瞭解智人的歷史，甚至完全超越民族的界限，學習人類走出非洲的歷史。但其實，還有更遠的歷史可以追溯，那就是地球的形成。

    其實在太陽系剛剛形成之初，地球就已經形成了。據說，全部太陽系都是由曾經處於現在太陽系位置附近的一顆超新星，爆炸留下的殘骸形成的。也就是說，當那次爆炸後，無數物質被噴灑到各處，殘存的物質又在「旋轉成核」的作用下慢慢凝聚起來，形成了今天的太陽和系內的其他星體。

    而這就是我們追根溯源的最初嗎？也不是。因為昨天的預告中我們說過，每一個星系的中心都存在一顆質量巨大的黑洞，比如我們銀河系的中心那顆黑洞是太陽質量的400萬倍，而今天照片里的黑洞是太陽質量的60億倍。

    如果星系中心沒有超大質量的黑洞，可以說整個星系永遠也不會平靜下來，永遠也不會聚合起來。能建立起一個有序的星系，才有可能形成行星軌道的可持續棲息帶。有了可持續棲息帶，才能輪到生命登場。

    生命現象在一個行星上維持的時間久了，才有可能出現高智能生命。對銀河系來說，就是我們人類終於出現了。

    所以給黑洞拍照，實際上也是科學家們對「我們從哪兒來」這個終極問題的一部分回答。

    雖然我們已經付出了這麼多努力，今天還是只能看到這樣一張模模糊糊的圖片，但它已經給科學界很強的信心了。它讓我們相信，之前得到的結果很可能是對的。更讓我們相信，人類從古希臘時期就探索到的那種關於如何獲取真知灼見的方法論，也是可靠的。

    我想，這張照片的意義就在於此。」

  • 研之有物

    超新星爆炸原因 在 研之有物 Facebook 的最佳解答

    2019-01-07 11:53:38
    有 162 人按讚

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    8. 《Letters to a Young Scientist》
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    9. 《Sweetness and Power: The Place of Sugar in Modern History》
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    ★延伸閱讀：http://bit.ly/重現歷史料理的男人

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  • 許榮哲 × 小說課

    超新星爆炸原因 在 許榮哲 × 小說課 Facebook 的最佳解答

    2017-05-12 19:00:00
    有 103 人按讚


    【三分鐘講5040個故事】
    　
    我想有follow這個粉絲頁的大家，應該都非常熟悉榮哲老師招牌的「靶心人公式」了吧。（第一次看到的去複習這篇：https://goo.gl/oG9H6q）
    但看過武俠劇的都知道「招是死的，人是活的。」的道理，是以在熟悉基本公式、法則之後，就到了「活用」的時候了。
    今天的故事課有大招放送，讓我們來看看榮哲老師如何用1個公式演繹出5040種故事的可能性。
    （以下內容摘錄自榮哲老師在喜馬拉雅FM的課堂片段）
    -
    我曾做過一個實驗，不告訴學生「靶心人」公式的七個步驟順序，而是先讓學生依照自己的想像、經驗或者邏輯，自己去排列組合一次。
    結果讓我大吃一驚，一百個學生竟然排出八、九十幾種不同的順序組合，意思就是每個人都有不同的故事邏輯想像。後來，在不同的演講場合裡，我又測試了好幾回，結果依然如此，每個人對故事順序的理解和想像，完全不一樣。
    是我的學生錯了？還是我的編劇老師錯了？
    都沒錯，我的編劇老師整理出來的「靶心人」公式，是依照時間發生的「順序」，再加上「因為、但是、所以」的正向邏輯，所發展出來的，最簡單、最直接，完全不耍花腔的說故事方式。
    　
    後來，我做了第二次的實驗。將「靶心人」七個步驟任意排列，一共得出7×6×5×4×3×2×1＝5040種說故事的公式。然後請學生一個、一個測試，最後得到的結論是：每一種組合都可以講一個完整的故事。
    聽起來非常誇張，誇張的不得了，就像你一開始看到這堂課的標題一樣，「三分鐘講5040個故事」，也太扯了。但你就是被「標題」吸引了，你希望標題說的是真的，雖然你本能的認為，這一定是標題殺人法，它只是為了吸睛，所想出來的噱頭。
    不管如何，你相信也好，不相信更好，現在我就來示範給你看，任何一種組合，都可以講出一個完整的故事，不，是更好的故事。
    　
    首先，我們找一篇作品來當範例。以童話之父安徒生的「美人魚」作為例子，靶心人公式的七個步驟分別如下：
    　
    1.目標：王子發生船難，美人魚正好經過，救了王子。美人魚對王子一見鍾情，從此心心念念的就是想要跟王子在一起。「想跟王子結婚」是美人魚的目標。
    2.阻礙：人和魚不同族類，人用雙腳走路，美人魚用尾巴游泳，兩人無法共同生活在同一個水平面上。所以阻礙是「美人魚的尾巴」。
    3.努力：美人魚想要一雙人類的腳，於是去找巫婆幫忙。巫婆說，可以，沒問題，但你必須用身上最好的東西來交換。美人魚的歌聲非常優美，她身上最好的東西是「嗓音」。此外，巫婆也說了，萬一美人魚最後沒有完成她的目標，也就是沒有「跟王子結婚」，那她就會變成泡沬，啵一聲破掉，然後死去。巫婆說：「這樣你還願意交換嗎？」美人魚想都沒想就說「我願意」。就這樣，美人魚擁有了一雙人類的腳，但也從此變成了啞巴。
    4.結果：美人魚上岸，跟王子有了一段短暫的美好時光。但我說過了，靶心人公式裡的「結果」通常是不好的，如果看起來不錯，那也是暫時的，很快就會幻滅。
    5.意外：幻滅果然很快就到來了，有一天王子回家，開心的對美人魚說，我終於找到當初在大海救我的女人了，那個人就是……聽到這裡時，美人魚非常開心，她還以為王子終於記起來了，是美人魚救了他。但沒想到王子居然說，當初在大海救他的女人是……隔壁鄰國的公主，他已經決定要鄰國公主結婚了。這時的美人魚，心都碎了，但她為什麼不說清楚、講明白？原因是……她是個啞巴，她已經拿聲音去換腳了。這時，讀者終於瞭解了，為什麼當初不拿頭髮、腋毛來換，而是非得用聲音來換才行，因為如此一來，變成啞巴不能說話的美人魚才會變成伏筆。
    6.轉彎：這個步驟最重要，因為它是連續劇的最後一集，電影的倒數十五分鐘，劇情開始要由正轉反，或由反變正，通往結局了。不會說故事的人，一不小心就會略過這個步驟，直接通往結局。但故事裡最揪心，最刻骨銘心的地方，通常在這裡。以「美人魚」為例，美人魚的姐姐知道妹妹快死了，於是去向巫婆求情。巫婆說，要你妹妹活下來可以，拿你們的頭髮來換我手上的這把匕首，只要你妹妹肯用這把刀子，刺向她最愛的人的心臟，那她就會活下來。
    就這樣，一個夜黑風高的晚上，美人魚帶著匕首，穿過層層的警衛，來到王子的寢宮。此刻，王子正在熟睡中，美人魚看著這張她最愛的男人的臉，臉上的表情劇烈變化，隨著刀子高高舉起，她的內心越來越掙扎，一邊是最愛的人，一邊是自己的性命，美人魚陷入痛苦的兩難折磨。美人魚越痛苦，觀眾的心就被揪得越緊，戲劇就會越緊湊，越好看。
    7.結局：比美人魚高高舉起的刀子更早落下來的是什麼？有人說是刀鞘，當然不是，這不是搞笑故事。比刀子更早落下來的是眼淚。眼淚掉下來，代表美人魚做出了選擇，她把刀子往大海一丟，她選擇的是……犧牲自己的性命，成全王子。就這樣，美人魚最後變成泡沫，啵一聲，破掉，死去。
    　
    現在，我們改變一下順序，從「轉彎」開始。在原來的靶心人公式裡，「轉彎」是第六個步驟，而「目標」是第一個步驟，現在我把它們變成第一、第二個步驟，重新來說故事，看看會有什麼奇妙的變化：
    　
    故事從「轉彎」這個步驟開始：
    一個夜黑風高的晚上，一個朦面人帶著匕首，穿過層層的警衛，來到王子的寢宮。帶刀的朦面人引起觀眾的好奇，他是誰？他想幹什麼？
    此刻，朦面人來到王子的面前，王子正在熟睡中，朦面人拿下面紗，赫，居然是一位美麗的女孩。當美女刺客高高舉起刀子時，她臉上的表情劇烈變化，隨後，沒有預警的，一滴眼淚從美女刺客的臉上落了下來......
    　
    注意，現在故事要從「轉彎」轉到「目標」囉。
    　
    「特寫」美女刺客的眼淚落了下來，正好落在王子的額頭上，眼淚濺了開來，畫面轉換，飛濺的眼淚變成了驚濤駭浪，而王子就在海浪中間載浮載沉，突然一個閃電、伴隨著一個大浪，把王子捲進大海裡。
    就在王子昏迷，沉入大海的前一刻，一隻人魚迅速游了過來，把王子救了起來。這時，特寫人魚的臉，嘩，這不是一開始那個朦面刺客嗎？
    　
    一個順序的改變，平凡無奇的故事瞬間起了大變化，它讓觀眾在短短的幾分鐘之內，好奇連連：為什麼要朦面？為什麼要殺人？為什麼會落淚？為什麼從人魚變成人？一連串的為什麼？
    這時，所有人都被你的故事吸引了，奇怪了……這不是人人都熟的不得了的「美人魚」故事嗎？為什麼一個轉彎，就突然超新星大爆炸似的，發射出會把人刺瞎的耀眼光芒呢？這其中隱藏的秘密，我們下集再說。
    　
    ─ to be continued ─
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    想知道更多說故事的技巧與範例，歡迎收聽喜馬拉雅FM的「許榮哲故事課」！
    連結：http://www.ximalaya.com/67799575/album/6223497

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