網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策
test-2021_Pansci_All_Top

0

0
0

文字

分享

0
0
0

你怎麼比宇宙還要老!嚴重超齡的恆星之謎

林祉均
・2020/03/06 ・2316字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

  • 文/林祉均 就讀清大物理系的斜槓理工男,喜歡學習與嘗試新事物。目前對科學和翻譯有點上癮,看到 Netflix 上奇怪的字幕翻譯會皺眉頭。

瑪土撒拉 (Methuselah) 是聖經故事中最長壽的人,享壽 969 歲,堪稱世界級人瑞;瑪土撒拉同時也是宇宙中最老的星星,在 HD 星表中的編號是「HD 140283」。根據歐洲太空總署的觀測,它已經高齡 160 億歲了。

正如一般的高齡恆星,瑪土撒拉主要由氫氣與氦氣組成,缺乏金屬成分,因為較重的金屬元素在早期宇宙中非常少見。

在此為各位觀眾隆重介紹,宇宙中最老的星星──瑪土撒拉。圖/© Digitized Sky Survey (DSS), STScI/AURA, Palomar/Caltech, and UKSTU/AAO

不過,先等一下。

修但幾勒,好像有哪裡怪怪的!圖/Meme 梗圖倉庫

你現在可以回去翻翻高中課本,上面應該會寫到:「目前推測宇宙年齡約 140 億年。」但是,這根本就不合理啊!宇宙裡的星星怎麼可能比宇宙本身還要老呢?難道它在大爆炸之前就已經存在了?

test-2021_Pansci_All_inread_p4

年齡不是問題,先告訴我距離

瑪土撒拉 (HD 140283) 位於紅色十字處。圖/A. Fujii and Z. Levay (STScI)

要釐清這個謎團,必須先知道恆星的年齡該如何判定。年齡判斷守則第一條:確認距離才能決定年齡。

我們都知道,越年輕的恆星越明亮,但遙遠的恆星從地球上看起來會比較暗。掌握恆星跟地球之間的距離,才能回推恆星實際上發出的光芒強度,並進一步得知恆星年齡。

可是,距離的測量並非易事。

當你在高速公路上往車窗外看,較遙遠的山脈或高樓會以相對緩慢的速度後退。同樣的道理,當地球在繞日軌道上公轉,你也能看到遙遠的星體悄悄地移動。

test-2021_Pansci_All_inread_p8

理論上,由於我們已經清楚繞日軌道的大小,因此只要比較某顆星在不同晚上的位置變化,就能推算出它跟地球的距離。然而,大部分恆星距離我們實在太遠,移動的幅度往往極為微小,因此這項測量實際上並不容易。

時隔半年,地球公轉到太陽的另一側,可觀測到恆星在不同的位置。理論上,我們能從恆星移動的距離推知它與地球的距離。圖/NASA, ESA, and A. Feild (STScI)

賓州大學的天文學家 Howard Bond 和研究團隊重新檢視哈伯太空望遠鏡在 2003 到 2011 年間的觀測數據,想要參透這顆恆星的年齡之謎。

Bond 提到:「HD 140283 的精確距離是推算年齡時的不確定因素之一。」而除了距離之外,他們也重新考慮恆星核融合的理論模型。團隊假設外層的氦氣會向中心擴散,導致可作為燃料的氫氣減少。如此一來,恆星融合並老化的速度更快,反推回去的年齡應該要更小。他們也發現 HD 140283 中的氧氣量高出預期,而氧元素要在大爆炸後幾百萬年才出現,這個線索再度顯示了恆星應該比原先的預估要來得年輕。

他們最終在 2014 年估計 HD 140283 的真實年齡大約是 142.7 億年,誤差正負 8 億年。也就是說,就算已經重新考慮了那麼多因素,還是得有頗大的測量誤差才能讓這顆恆星低於宇宙年齡。

test-2021_Pansci_All_inread_p12

那麼反過來想,會不會 138 億年這個數字也該被重新檢視一下?

宇宙到底有多老?答案原來會不斷變動

宇宙到底有多老?這個問題的答案其實隨著最新的觀測而不斷變動。藉由觀測大爆炸殘留下來的熱輻射,可以回推宇宙膨脹的程度,以及相對應的年齡。普朗克太空望遠鏡在 2013 年利用這種方法,得出了 138 億年,也就是我們目前熟知的標準答案。

天文物理學家哈伯曾在 1929 年提出「宇宙膨脹說」,並宣稱我們在宇宙中的鄰居們正持續地遠離地球,速度正比於其與地球的距離。因此,另一種幫宇宙測齡的方法,就是透過星體的距離和遠離地球的速度,來推算大爆炸的時間點。近期的觀測結果指出:宇宙的年齡大約 127 億年,另一則研究得到的結果則僅僅只有 114 億年。這或許表示我們目前對早期宇宙和膨脹理論的了解仍不夠完備,而許多科學家認為可能是暗物質或暗能量在其中搞鬼。

不過別的先不談。我們的難題還是懸而未決,HD 140283依舊嚴重「超齡」,而且現在情況似乎更不樂觀。

年齡之謎難道無解?等重力波為我們解答吧!

究竟是觀測有誤差,導致 HD 140283 年齡被高估;還是宇宙學理論尚未完整,宇宙其實比想像中更老?

「過往科學發展的經驗告訴我們,應該是兩者皆有」,英國阿斯頓大學的物理學家 Robert Matthews 提供了他的預測。他認為,暗能量的強度隨著時間而有所消長,膨脹速度也因此忽快忽慢。要驗證這個理論,可能需要重力波的幫忙。

所謂重力波,是兩個巨大的質量互相繞行所產生的時空漣漪,從它的頻率能夠計算出兩個質量的大小,以及撞擊將釋放的能量多寡。當重力波橫跨遙遠的宇宙,這股能量會隨著距離衰減。於是我們便可以從地球上觀測到的重力波能量,反推出重力波源和我們的距離。

只要有距離和速度,就能建構哈伯定律,推論出宇宙的年齡。速度的部分可以交給可見光。我們知道消防車的警笛聲在駛離時會逐漸「降 key」,而光線也是一樣的道理。當光源遠離我們,波長會被拉長,顏色會偏向紅色,其程度和光源的速度有關。因此,利用撞擊發出的可見光,便能推測星體遠離我們的速度。

宇宙初期恆星形成的概念圖示。圖/Wise, Abel, Kaehler (KIPAC/SLAC))

儘管愛因斯坦的廣義相對論中早已預測重力波的存在,它卻一直到 2015 年才首次現形,顯示其觀測的困難。不過,在未來的幾年內,科學家計畫觀測兩顆中子星的撞擊,有機會在重力波觀測上獲得重大的突破。屆時可能會讓科學家對哈伯定律和宇宙的年齡有全新的看法。

如此看來,「超齡星星」的謎團大概還會讓天文學家再頭痛一陣子,不過也有望為觀測技術和宇宙學理論帶來嶄新的發展。

參考資料:

文章難易度
Ad manager Post Bottom code
[集雅]廣告測試

0

0
0

文字

分享

0
0
0
為什麼要觀星?因為星星在那裡——望遠鏡叔叔、鴻宇光學創辦人趙偉光專訪
鄭國威
・2020/11/20 ・5524字 ・閱讀時間約 11 分鐘 ・SR值 487 ・五年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

「把天上的星星、月亮摘下來送給你」,是常聽到的肉麻情話,以任務之艱鉅凸顯對愛人之情意,但也因為實在太艱鉅,反令人覺得虛假。但寄託星月以訴衷腸,則是古往今來恆久遠,就連《獅子王》裡獅王木法沙也對辛巴說:

看那些星星。過去偉大的王從那些星星上看著我們。每當您感到孤獨時,請記住,那些王將永遠在那裡引導你。我也一樣。

Look at the stars. The great kings of the past look down on us from those stars. Whenever you feel alone, just remember that those kings will always be there to guide you. And so will I.

圖/IMDb

對趙偉光來說,星星也一直引領著他。「當我們抬頭仰望天空,大氣層外離地球最近的月球,有 38 萬公里遠,太陽則遠達 1 億 5 千萬公里。仙女座大星系,這個離我們銀河系最近星系發出的光,竟然是從 250 萬年前發射出來的,銀河系的恆星就超過 1000 億顆,可能比一片海灘上沙子的總數還要多。」談起自己為何從小就迷上天文,甚至以天文創業,他說當自己越了解宇宙,越覺得自己的渺小,反而激起他無窮的好奇跟無盡的謙卑。

被天文迷社群稱為「望遠鏡叔叔」的趙偉光。圖/泛科學拍攝

母胎天文狂熱份子

看起來很有老師樣的趙偉光,很早就對觀星、天文有興趣,但其實自己也不記得是怎麼開始的,只知道小時候,就常流連自家屋頂用肉眼看星星。高中就讀松山工農時,發現學校有天文社,有望遠鏡可以玩,他二話不說就簽下去。「工科學校有天文社的,當時只有我們」,升上高二後他便擔任社長,雖然在學校裡天文社是冷門小眾社團,但觀星能力很強,在台北市立天文科學教育館(當時叫做圓山天文館)參加天文知識技能檢定競賽–「尊親天文獎」,是少數得獎的高中社團。

test-2021_Pansci_All_inread_p4

「第一部分是比天文知識,像是學校考試,如朔望月多少天之類的,就給你 50 題;另一個部分是星座檢定,一般人這塊比較弱,因為很少人真的到戶外看星星,當時很多其他學校的學生都背星圖,但我們社團常常到外頭觀星,底子比較硬。」他也笑著說,招募社員時還是用上了「天文社是可以合情合理合法約女孩子過夜的社團」這樣的誘因。

念大學後他擔任了多所學校天文社的指導老師,也到望遠鏡公司去打工,幫忙維修望遠鏡,更在相機公司工作過兩年,取得相機維修師的專業。雖然望遠鏡跟相機都是光學領域,而且相機明顯更有市場性,但他內心還是個天文迷與望遠鏡控。於是在 2005 年,他創辦了鴻宇光學這家望遠鏡公司。

從高中到現在,已經浸淫了天文觀測與攝影三十年,對他這樣一位超級天文迷而言,印象最深刻的天文現象是什麼呢?他舉起手,瞬間成為直播影片裡那位望遠鏡叔叔,流暢答道:「必看的天象,第一就是大彗星、第二就是大流星雨,第三就是日食。」趙偉光回憶,1994 年有一次舒梅克-李維九號彗星撞擊木星,那時他用底片相機記錄到彗星撞擊木星後出現的小點,讓他印象深刻。接著,在 1996 年跟1997 年分別有兩顆肉眼可見的大彗星:百武彗星與海爾波普彗星,尤其海爾波普彗星亮度達到 -1 等,他回憶當時在小雪山天池停車場拍攝,凌晨 4:00 左右,天色墨黑,突然看見一條光柱,本來還惱怒地以為是有些沒常識的人向上打投射燈,結果竟然是亮到不行的彗尾!看起來真的像一隻掃帚緩緩的從東方的山上升起,令他大為震撼。

趙偉光在 1997 年 3 月 9 日拍攝的海爾波普彗星

「大彗星就像中樂透,老天爺隨時有機會就送給天文迷大禮物」他說。

2001 年那次的獅子座流星雨也讓他畢生難忘。那時他們在合歡山停車場等待,本來不抱太高期待,忽然間,「從東邊到西邊,劃過 150 度天空,我們所有人都傻了,這是放煙火吧?」雖然裝備(相機與赤道儀)早架好了,但他們所有人都不在裝備旁,呆看了 30 秒到 1 分鐘,才如夢初醒,趕緊奔向旁邊的器材開始拍攝。那天晚上目擊起碼上萬顆流星,旁人數著「XX座一顆、YY座一顆 」到後來至少每秒一顆,根本數不完,讓他興奮到發抖。

test-2021_Pansci_All_inread_p8
2001年11月17日的獅子座流星雨,趙偉光拍攝於合歡山鳶峰停車場

最近令趙偉光印象深刻的天象,則是今年 6 月 21 號的日環食,他說那天嘉義已經爆滿,外溢到周邊其他地方,他跟同事當天帶著望遠鏡到雲林口湖遊客中心,帶領現場遊客觀賞日環食。「老天爺相當的幫忙給了我們一個大晴天,雖然不是全食,但這次因為太陽的遮蔽率非常非常的高,到 99% 左右,太陽被遮蔽成一個細細的金環,亮度跟溫度都有很大的下降。」那時全場驚呼、騷動,從環食始到環食終,他們自己也非常興奮,「我從高中時就開始期待這次日環食,那時候想說還有 20 幾年好久,沒想到一下子就到了。」

從天文迷「玩到」創業:鴻宇光學望遠鏡公司

決定創業前不久,有回他帶朋友去觀星,替大家都準備了望遠鏡,朋友就跟小孩介紹他:「這位是望遠鏡叔叔喔!」他當下覺得這稱號蠻有親和力,才開始以「望遠鏡叔叔」自稱,這個稱呼也把他推向創業之路,至今每回線上直播時也這樣開場。

畢業自台科大化工系的趙偉光表示,如果沒有創業,最可能的出路就是去科技業或化工廠上班。然而身為非尋常天文愛好者的他,就是想把正確的望遠鏡使用觀念以及優良的產品介紹給大家。對趙偉光來說,鴻宇光學是實現理想的地方。他說台灣許多望遠鏡公司沒有維修部,維修必須寄回原廠,而具望遠鏡維修能力的趙偉光,在台灣成立了維修部,一部分能處理的維修可以直接在台灣執行,大幅縮短等待的時間。

有些人有了望遠鏡也不會用,更不知道看什麼。照片由趙偉光提供

也許是身為資深天文迷,他總是能敏銳覺察到外行人想踏入天文時的徬徨。不會挑、不會用、不知道看什麼,是他歸納出來的三大痛點。例如,趙偉光發現很多入門者購買望遠鏡後都不會操作,也不知道要看什麼天體,用來用去只找得到月亮,連土星、木星是哪個都不知道,用一兩次之後就讓設備塵封在倉庫裡,讓他感到相當可惜。他也知道有人購買了劣質的望遠鏡,體驗不好,自然就遠離了天文。於是他成立了「鴻宇天文觀測俱樂部」、「鴻宇觀星團」、「台灣天文銀河星空研究社」等等社團,有的社團歡迎任何單純想要了解天文知識的入門者,有的則保留給跟他們購買望遠鏡的消費者,能夠參加免費的觀星活動,實地在戶外星空底下教學。

test-2021_Pansci_All_inread_p12

他說這就像買了高爾夫球桿,然後送高爾夫教學,也像當年他在擔任天文社社長帶領學弟妹觀星,趙偉光想將高中時玩社團的熱情帶給天文入門者。目前鴻宇每年辦理 20-30 場活動,包括外部推廣跟內部教學,服務數千人次。

開業站穩腳步後為了擴大服務範圍,2010 年鴻宇跨出臺北,在臺灣各地成立門市與直營分公司,但這可不是租個店面請人顧就可以了。畢竟要連鎖,就要系統化、要有 SOP,在自己眼皮底下指導員工很簡單,講不好就教,但在其他縣市?「要怎麼樣讓新人能夠做跟我一樣的事情?」這曾經是他創業過程中面對的最大挑戰。

如今各門市的店長都已訓練為種子教師,如果想拍出美美的天文攝影作品,例如行星攝影、星雲星團攝影等等,都會教你如何拍攝,這些售後服務也大受好評。

「以一己之力是不可能服務那麼多人的,這也是創業比較難的點,要訓練出夠格的服務人員,能拍能講,起碼要一兩年。」

他說每一家新門市剛成立前三年都是賠錢的,跨出臺北開店的決策曾讓他懷疑人生、質疑自己是不是做錯了。後來他加強影片行銷、從三年前開始直播,漸漸地口碑發酵、營收也開始起飛,「還好有堅持下去」他說。

除了培育人才、建立得以開枝散葉的體系,趙偉光說以望遠鏡創業另一大挑戰,就是得讓大家覺得需要望遠鏡。「你到路上問 100 個人,95 個都會跟你說『我不需要望遠鏡』。但我身上一定會放一台望遠鏡,隨時想東看西看,是玩具也是工具。」

隨時隨地身邊一定備有望遠鏡的「望遠鏡叔叔」。圖/泛科學拍攝

他明白望遠鏡不像手機,大家已經養成固定淘汰、重複購買的慣習。「像這台雙筒望遠鏡,只要你不把它摔爛,基本上永遠不會壞」所以他常開玩笑說,自己賣一個客人、就少一個客人。也因此,讓消費者願意分享口碑極為重要,「這你拍的啊?拿麼厲害?」唯有這樣才能一傳十、十傳百,這也是為何這幾年他們能持續成長的原因。

我好奇地問:望遠鏡可以用租的嗎?像是最近流行的訂閱式經濟?趙偉光說,這模式在望遠鏡很難,原因有兩個。第一,望遠鏡跟車子不一樣,對絕大多數人來說都需要教學,每一台都不太一樣,要教到會用,就得好幾小時,成本很高。第二,望遠鏡是精密光學儀器,若是租用,遇到不愛惜的人就毀了,即使一般人擦拭也很容易有刮傷的問題,用完還回來可能就折損了。他舉例說有些觀光風景區的望遠鏡可以租用,但往往欠缺保養,職員也不懂維護,鏡片發霉、刮損,看不清楚、使用時也不舒服。這些都會大大減損體驗。

即使星辰都被烏雲遮蓋,也要仰望星空

「我心中理想的光學公司並不是像賣家電一樣,賣出去之後收錢了事,所以我們不是只賣產品,而是販售產品加上服務。銷售前服務就是能幫客戶買到適合的產品,售後服務則包括保固期內的清理、維修及教學,也逐步建立完整的教學系列影片,如果產品比較複雜,就帶客戶實地在星空下教學」,趙偉光敘述心目中理想的望遠鏡公司模樣,如今他也將這幅藍圖在鴻宇光學一一實踐。

望遠鏡叔叔的入門者推薦指南

一問到望遠鏡推薦,趙偉光如數家珍地介紹起。他覺得最令自己驚豔的望遠鏡,竟是一臺外觀像是玩具的「迷你馬望遠鏡」。身為行家的他,當時發現這個由臺灣公司設計生產的望遠鏡時驚呼「哇!5000元以下怎麼可能有這種畫質」。這台迷你馬不但可以觀星、可以賞鳥,還附手機架可以拍照、可以加上太陽濾片看太陽、想接單眼相機拍攝也有接環可以選購,是趙偉光心目中的驚豔指數第一名。

ACUTER 60mm 迷你馬多功能生活望遠鏡。照片由趙偉光提供

「我希望將來能夠加強天文教育,從小紮根,像這種高品質平價望遠鏡的問世,對於天文教育推廣的幫助是相當令人期待」他說,自己的影片下面常有人留言,表示感謝這些教學影片,「這代表我們多幫助了一個人愛上天文、愛上科學。」

下一個任務,將宇宙之美帶給大眾

目前鴻宇光學成立已有 15 年,那麼,邁向下個 15 年的使命是什麼呢?

趙偉光回答道,他覺得老天爺給他的使命是,教導大家透過望遠鏡體會宇宙之美,現在的他不只透過公司,以望遠鏡叔叔的身份透過 FB、YT 等自媒體推廣天文觀星與天文教育,也擔任台北市天文協會的常務理事,以及其他多個天文與教育相關協會的成員。

照片由趙偉光提供

他坦言在鴻宇上班,帶客戶觀星是工作的一部份,但因為都在晚上,就得加班,其實是很累的一件事。「在台北的話我通常都自己去,頻率高了對同仁來說可能也吃不消,我也會擔心團隊的大家是否會排斥。讓團隊都能跟上理念,其實花了一兩年的時間。」他也知道有人會覺得幹嘛要那麼累,客人買了,會不會用,看他們造化不就得了?但這就是他想創造出的差異,若其他人沒有熱誠跟能力,是做不到的。而對他這個三十年天文迷來說,熱誠跟能力是他的本色。

「冬天有什麼可以看?春天有什麼可以看?」趙偉光表示,把教育資源用不同管道傳出去,讓越多人對天文有興趣,當然對生意也有幫助。他邊說邊拿起一座折反射式望遠鏡,跟我說打開外殼,可以看到結構,了解光學奧秘。講得我都想中斷採訪先刷卡了。

趙偉光興奮地說,不久的將來,人類將全面進入太空時代,重返月球、前進火星、住在太空中,甚至可能與其他生命體接觸。「我們辦街頭天文活動,就是希望讓小朋友產生興趣,誰知道他之後會不會成為台灣一位厲害的科學家?」

不用把星月摘下來壟斷,只需要透過推廣望遠鏡,就能把自己愛上天文的理由分享給更多人,甚至,或許還能成為下世代太空文明的推手,就像木法沙對辛巴的傳承,這就是望遠鏡叔叔的圓夢計畫。

想仰望宇宙星辰之美,卻苦於沒有器材嗎?文中提及的「迷你馬望遠鏡」已在泛科市集上架。此外,還有適合入門的「迷你牛」與進階版的「小藍馬80」,也同步在泛科市集上架!

延伸閱讀

Ad manager Post Bottom code
[集雅]廣告測試
鄭國威
226 篇文章 ・ 2 位粉絲
是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。現為泛科知識公司的知識長。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
旅居太空的必要研究:如何在太空中做愛和繁衍後代?
Rock Sun
・2020/11/16 ・5800字 ・閱讀時間約 12 分鐘

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

y編按:A片中的迷思數不勝數,但也有各種腦洞大開的新奇點子。比如說,你想過在太空中怎麼做愛嗎?這不是胡思亂想,而是至關重要,尤其當人類準備要飛往前人未至的星際邊疆的此刻。

看A片學性教育是否搞錯了什麼?》專題邀你一起聊色長姿勢,讓我們一起上到外太空,想想怎麼孕育生命在內子宮?也歡迎偷偷私訊跟我們分享你的各種腦洞喔!

數十年來,人類前往月球、發射了國際太空站、在火星上登陸探測器,不斷地刷新在宇宙中停留的時間。

如果要給星際探索一個高大上的理由,那大概是如何將人類的足跡拓展到宇宙,建立一個吉翁公國人類可以居住的殖民地。

但仔細想一下,建立殖民地需要什麼呢?直覺上想到的就是「食衣住行育樂」:目前,我們有研究各種栽種方式、新型的保存方法;太空衣的科技也持續革新,越來適合活動;太空船、建築物有各種適居設計;火箭技術也日漸成熟⋯⋯其實好像都有在準備呀?

等等⋯⋯人要殖民,就需要繁衍後代,持續的在異地延續基因。至少保持人口不要負成長,不然就只是「派一群人送死」!

說到繁衍後代,就要討論不少令人害羞的事了,隨著太空旅遊即將成真,只要有錢就能藉著私人企業的幫助上太空,想在太空中做害羞的事不再遙不可及,而太空競賽也因此多了兩個未達成的成就:「在太空中自然受孕」和「第一個在太空中出生的嬰兒」。

test-2021_Pansci_All_inread_p4

沒有這些成就,人類就無法完成永久在外太空定居的願景,但我們好像不常聽到相關新聞⋯⋯所以我們有所準備嗎?

太空人有「做」過嗎?還是只是我們不知道

男女太空人難道不會一時意亂情迷,在太空中曾經做過那檔事,然後我們都不知道嗎?這其實是兩大太空單位NASA和俄羅斯太空總署 Roscosmosc 很常被問到的問題,也是外出演講的太空人很常遇到的疑問之一,先講結論:

沒有,你可以有很多陰謀論,但是統一說法就是:「沒有」。

Roscosmos 在2011年就有發布過聲明反駁過這個理論,聲稱不管在蘇聯時期還是俄羅斯太空任務中,從來沒有太空人進行過性行為。(註1)

至於 NASA,在太空人的條款中對於組員之間的關係規範基本上以「組員間保持信賴關係」和「維持專業」為主軸,而且絕大多數的太空人都邁向中年、有自己的家室,此外,要在人不多、空間密閉的太空中亂搞還不被發現,其實非常非常困難。

test-2021_Pansci_All_inread_p8

筆者為了確認這件事,還寫了 一封 email 給我在美國熟悉相關領域、認識太空人的前輩,幫我輾轉交給了2004~2005年國際太空站的指揮官焦立中博士 Leroy Chiao回答,針對「是否有組員在太空中進行過性行為?」和「是否有相關實驗要求太空人進行?」這兩個問題,答案都是大大的NO。

都還是幻想而已喔。圖/Shutterstock

焦立中博士也在之前的訪談中曾經寫到:「我並不清楚 NASA 有沒有針對這件事發表正式宣言,當我們同意成為太空人時這件事根本沒有討論的餘地,因為大家都心知肚明答案是什麼。」

「男人終究是男人,如果發生了很難不去宣揚。而且如果哪一天在太空站上發生這種事情,其他人很難不會知道,或是說⋯⋯當這種事發生時我們都會知道。」太空人也都支持焦立中博士的說法,表示說每天的任務不會有時間給你羅曼蒂克的。

再繼續追問下去也沒有用,我們就承認過往太空人並沒有在太空中進行過性行為或相關實驗,但這不代表未來不會出現,讓我們超前佈署,向未來規劃吧!

在太空中做愛做的事很難嗎?你還得先問過牛頓

以前沒有沒關係,但當我們談到太空旅遊、遠行或殖民時,就必須要面對幾個大問題,像是「人類該如何在太空中進行性行為」、「人類有辦法在太空中受精嗎」、「人類該如何在太空中進行分娩」、「之後的育兒行為怎麼辦」⋯⋯等。

test-2021_Pansci_All_inread_p12

你或許可以在太空站內關6個月,但一趟火星長期任務可是以年為單位起跳的。不管你是為了科學研究需要大膽嘗試,還是不小心鬧出人命,我們都要有所準備,更別提定居月球之類的理想,與其當理想變為現實,才在苦惱不能做,不如現在就來研究怎麼做吧!

先說大家最關心的性行為好了,會有什麼「體位怎麼做啊」、「動作怎麼辦」之類的問題。

一樣先講結論,會比地球上還要麻煩很多,麻煩到你可能不會想做了!

如果你有親密伴侶可以討論會更好,沒有的話請自行想像。圖/Nasa

因為你得先問問牛頓⋯⋯不是說真的去問牛頓物理,而是要考慮「重力」。在地球上,我們能夠肌膚相親、彼此抱在一起或是做愛時變換不同姿勢,或多或少都需要重力幫忙。而大家應該也看過太空人在無重力中生活的影片吧?在無重力狀態下,舉凡睡覺、換衣服、吃飯、跑步運動都需要很多的支撐和固定,可想而知,兩個人之間要緊密的激烈互動,將會需要更多的協助。

而且,作用和反作用力也需要考慮,不管是哪種體位,一次動作結束有非常大的機率會使兩人分開,除非有設計良好,又不會妨礙兩人動作的「性行為輔助裝置」幫忙固定,例如把其中一人固定住之類的,但這又像是什麼特別的 play?

不管怎樣,「性行為輔助裝置」會是一個非常偉大且厲害的發明,不然你也可以請另一位好友從旁協助,就像A片裡面會看到的那樣⋯⋯總覺得好像更怪了。

另外,還有太空中的身體狀況需要考慮,這裡說的不是疾病,而是大部分人都無法避免的太空中身體變化,例如動暈症、骨質流失、視覺味覺變異⋯⋯等。其中和性愛最直接相關的,就是「血液」。在太空或低重力中,血液無法順利地流動,導致許多太空人會有頭暈、血液循環的問題,而男生陰莖需要充血才能正常勃起,至於女生,性行為過程中陰道壁也會充血,在無重力上都可能會發生困難,更不用說之後受精卵著床後的養分供應了。

另外在太空中液體因為沒有重力的影響,如果附著在身體上的話並不會滴下來,反而會累積在皮膚上,最普遍的問題就是如果流汗越流越多,如果沒有處理掉的話,會在皮膚上形成一層濕濕的汗液層,這不只讓親密活動因身體濕滑難以進行,也會讓性愛很不舒服。其次,別忘了精液和女性潮吹的液體,都因為沒有重力而不會輕易離開你的身邊,如果沒有萬全準備在太空上做起來,一定是一團亂。

總而言之,人類的性愛方式是針對地球重力設計的,在太空中很難行得通。

太空人在太空站中跑步,都需要這些裝備了。圖/National Air and Space Museum

才剛起步的人類宇宙性愛計畫,我們有什麼進展呢?

看起來,距離人類能順利的在宇宙中進行肉體歡愉,還有很多研究需要補完,那目前有什麼進展呢?

其實有很多人,尤其是非太空專業人士,對這件事有無比的熱誠。其中最有名的事件,當屬陪伴全球無數孤單人、維護世界和平、以橘黃色LOGO為象徵的「P開頭網站」所發起的企劃。

在2015年P網發起了一個史無前例的募資,製作世界第一個太空性愛影片,這個耗資340萬元的計畫希望能把兩位他們挑選的影星送上太空,並拍攝一支A片。看起來很有趣對吧?但這個募資目前只達到 6%,而且,不管是在模擬無重力還是真的在宇宙中做愛,我們都還準備的不夠,安全為重。

可以去朝聖,但是想掏錢請三思再三思。圖/MIC

還有像維珍銀河企業(Virgin Galactic)還曾收到來自未知單位的提案,提供100萬美元拜託他們協助製作一部長達1小時的太空性愛影片,但最後維珍拒絕了!可能還是因為風險考量。

其實現在各大太空研究機構,不管公家還是私人,都會有人上門詢問太空性愛的相關問題,尤其是媒體對這件事特別有興趣,誰不會對「在奇異的環境打炮」這個話題感興趣呢?

而且偷偷講一個筆者理出來的關鍵問題,不管怎樣,我們可能都需要先在人工產生的零重力中實驗一下,但是現在搭乘飛機體驗零重力一趟長度約為8分鐘,而且分階段進行,每一階段30秒!各位男士,你的時間夠嗎?

先暫停大膽的想法,來講一些正經的研究

科學要處理人類在太空中生殖、繁衍的問題,不會直接從人體實驗和體內受精著手,而是從如何在太空中體外人工授精開始研究。

2018年4月,NASA 進行了一個非常重要的實驗稱為Micro-11,這個計畫首次將人類和公牛的精子送上國際太空站進行實驗,看在無重力空間中精子的活動有沒有改變,公牛的精子因為行為模式較為固定,所以做為這個實驗的對照組,而人類的精子本來就有較多運動模式,所以更難預測。

太空人進行完實驗、觀測之後,還要將精子送回地球,看有沒有辦法跟卵子做結合,才有辦法下初步結論,因此目前尚未有定論。不過更早的研究顯示,牛和海膽的精子在太空中都適應良好,牛的精子在無重力下的游速較快,這通常代表繁殖力更強,而在海膽精子上,驅動精子游動的化學物質在無重力中也更快啟動。

公牛的精子。圖/Animal & Daily Science

然而想要成功受孕,光有精子是不夠的。之前NASA曾在太空梭任務中進行過得母鼠實驗顯示,微重力會使小鼠卵巢延遲釋放成熟的卵細胞,目前仍在進行的實驗是要確認這個現象是否為長期效應,如果答案是肯定,那麼這將會是另一個要克服難題。

並且,「輻射」會妨礙精子和卵子的形成,也會造成突變而傷害胎兒。而在太空中,來自太陽的高能量宇宙射線和帶電粒子非常多,就算在國際太空站,上面的輻射量也比地表強10倍左右!更別說在其他宇宙空間(例如月球、火星),上面的輻射量又是好幾倍起跳,我們需要能防禦輻射的太空殖民地,或是發明有助於修復受損DNA的藥物,才有辦法在太空中安胎。

就算我們克服了這些障礙,在人類長期的太空旅行和宇宙殖民計畫中,還得確保有足夠人口和健康的基因庫,曾經有虛擬計畫模擬如果要經過6300年的太空旅行後到達比鄰星B,我們至少需要98人才能避免近親交配,保有足夠健康的基因,再考慮上個人狀況、災害、潛在風險,可能要上百人才能完成一趟太空移民!

此外,除了身理上的問題需要解決,還有心理狀態也要考慮。如果兩位太空人伴侶有了感情摩擦怎麼辦? 太空旅行就哪幾個人而已,空間又只有這麼大,如何維持健康心態就顯得非常重要。

你能想像分手了還要在密閉空間裡看著他/她6個月嗎?圖/IMDb

更麻煩的倫理和政治問題要進來嘍!

以上提到的物理、化學、生物、心理問題,其實在精準長期的研究開發之後,都還是有望解決的。

以目前的步調,太空中人類體外受精的實驗可能需要4~5年的研究,如果2年內開始招募正式的實驗者並開始訓練,然後在男性女性還保有生殖能力下進行任務(也就是說不能太老),這個「太空中人類性行為」的研究估計可以在10~15年間完成。

雖然研究執行上不會遇到困難,但在政治跟倫理層面,這些研究還需要另一群專業人士,長期跟大眾進行溝通才能克服。目前國家級太空機構要處理「宇宙中繁衍後代」的相關問題,研究執行的難度並不高,但在政治上會變得相當棘手。

你想想,把你上繳國庫的稅金,拿去讓太空人用於「繁殖人類的科學實驗」,你能接受嗎?

而倫理方面,宇宙勢必是一個短期內非常壓抑、充滿未知風險的地方,人類社會在這種高壓狀況下,必定會形成異於地球的社會組織與文化,在這種環境下出生的小孩會快樂嗎?

除了可能面臨的生理和文化挑戰,也可能因為設想不夠周全,造成初期嬰兒潛在死亡率較高,而這些小孩在不同重力下發育的差異,也需要更多實際案例,才能適應或化解。

以上問題很難在短時間內解決,也很難由國家機構著手,這又是私人研究企業的機會了,雖然它們不會被質疑浪費公帑,但潛在的相關問題還是存在。

現在知道在外太空做愛,是一個多麼深遠、偉大又麻煩的計畫了吧!但我也跟大家一樣在期待可以看到宇宙A片的那天,當然,這一切都是為了科學研究!(被打)

註解

  1. 筆者蒐集資料的過程中,在知名成人影片網站有找到英文標題為「俄羅斯太空人太空性交實驗」的影片,而且真的是在無重力中和帶有有點古老的畫質……先對不起我發文不附連結,但考慮到假影片、黑歷史、模擬、或是單純的官方不願承認等各種面相,我建議大家還是先當作太空人做愛這件事還沒發生、大家從零開始吧

資料來源:

Ad manager Post Bottom code
[集雅]廣告測試
Rock Sun
56 篇文章 ・ 3 位粉絲
前泛科學的實習編輯,曾經就讀環境工程系,勉強說專長是啥大概是水汙染領域,但我現在會說沒有專長(笑)。也對太空科學和科普教育有很大的興趣,陰陽錯差下在泛科學越寫越多空想科學類的文章。多次在思考自己到底喜歡什麼,最後回到了原點:我喜歡科學,喜歡科學帶給人們的驚喜和歡樂。 "我們只想盡我們所能找出答案,勤奮、細心、且有條理,那就是科學精神。 不只有穿實驗室外袍的人能玩科學,只要是想用心了解這個世界的人,都能玩科學" - 流言終結者

0

0
0

文字

分享

0
0
0
在紛亂、窮苦的人間,三本書,讓克卜勒成為「星空的立法者」(下)
活躍星系核
・2020/11/08 ・2609字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 524 ・七年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

在上一篇中,我們看到克卜勒為哥白尼的日心說挺身而出,並透過《宇宙的秘密》、《新天文學》兩本書奠定了今日克卜勒第一、第二定律的基礎,接下來,我們即將進入克卜勒的另外一本重要著作:《世界的和諧》。

在發行《新天文學》後,克卜勒擁有全歐洲最精準的行星預測方法,他開始發行自己出版的預測年曆,當作一部分多出來的收入,他希望自己以後能夠不依靠國王的經費,隨心所欲的出書。

此時,是他天文研究的巔峰、人生的最低谷

同時,有鑑於《新天文學》中太多數學論證,不大容易讓學生理解預測行星的方法,克卜勒開始著手撰寫了天文教科書《哥白尼天文學概要》(Epitome Astronomiae Copernicanae),這本書將成為 17 世紀所有天文學家必讀的經典。

test-2021_Pansci_All_inread_p4
克卜勒的著作,《哥白尼天文學概要》。圖/wikipedia

克卜勒的天文研究雖然來到了巔峰時期,但他的現實生活並不順遂,第一任妻子和三個兒女的接續病逝,他所居住的地區也開始瀰漫著宗教紛爭,正一步步走向無法挽回的「三十年戰爭」。

1618 年初,克卜勒原本打算繼續撰寫第谷未完成的「魯道夫星表」,但心力憔悴的他希望從另一個新研究中尋找到心靈慰藉,於是他寫信告訴朋友:「我暫緩了魯道夫星表的工作,並且開始將我的心力投入在研究『和諧』」。

低潮中的慰藉,研究「和諧」與天體音樂

什麼是「和諧 (harmony)」?和諧的概念源自於人類觀察大自然的現象,發現大自然存在著某種特殊的數學比例。

在西元前 600 年,希臘數學家畢達哥拉斯發現,撥動特定比例的弦長能夠產生特定的音高,畢達哥拉斯也將音樂上的「和諧」推廣到行星運動上,行星和地球的距離每繞行一個周期都會伴隨著固定的比例變化,就像是行星擁有自己的旋律、特定的音階,這種想法被稱之為「天體音樂 (music of the spheres) 」。 

test-2021_Pansci_All_inread_p8

克卜勒希望將《宇宙的秘密》的幾何概念和《新天文學》的物理概念推廣到「天體音樂」的概念中。

克卜勒《世界的和諧》一書的內頁。圖/wikimedia

現在,讓我們回顧一下克卜勒前兩本重要著作,《宇宙的秘密》、《新天文學》。

在《宇宙的秘密》中,克卜勒認為「上帝是用幾何當作建材搭建宇宙」 ,如今他將自己的正多面體理論延伸結合「天體音樂」,試圖用五種正多面體當作基底來解釋各個行星的旋律。

在《新天文學》中,克卜勒寫出了單一行星:火星的橢圓軌跡,他了解到行星的離心率造就了行星忽快忽慢的現象,在經過幾年的套用後,克卜勒了解到每個行星的離心率都不相同。

test-2021_Pansci_All_inread_p12

此後,克卜勒開始著手繼續研究哥白尼概念中提到的「準則」:行星週期和行星跟太陽距離的關係。

《世界的和諧》:週期定律的現世

克卜勒和畢達哥拉斯不同,他對於數值特殊的比例不感興趣,他想要知道的是週期和平均距離精確的數學關係,在他擁有六個行星的完整軌跡的情況下,克卜勒能夠將所有資料攤在一起,花點時間和心思仔細查看它們之間的關聯性。

1618 年的 5 月,克卜勒找到了他渴求的數學關係式:週期平方和行星半長軸的三次方成正比關係,這就是克卜勒的第三定律「週期定律」,是牛頓寫出萬有引力定律的基礎之一。

週期定律中,克卜勒認為「行星週期的平方」與「行星軌道半長軸 (a) 的立方」成正比。圖/wikipedia

1619年,克卜勒出版了《世界的和諧》,結束了他長達 20 幾年的解密日心說的旅程,此時,克卜勒再也都止不住他的狂喜了,他在《世界的和諧》中的最後一章寫下:

「我已經擲下了骰子,也寫好了書,不管你是同輩還是前輩,這並不重要。既然上帝等待了祂的研究者足足六千年,我大可等待一百年後的讀者。」

1627 年,克卜勒出版了「魯道夫星表」,結合了第谷的完整觀測資料加上克卜勒的預測模型,成了當時資料最完整最精準的星表。

科學史上第一位「天文物理學家」

在一個世紀後,牛頓運用自己獨創的萬有引力和微積分,重新證明了克卜勒三大定律,利用漂亮的數學工具解釋了克卜勒多年來的努力,問到克卜勒的成就,牛頓只簡單的評論:「他(克卜勒)當然是用「猜」的,他知道軌跡非圓是卵形,於是他就猜會是橢圓。」

或許我們不該懷疑克卜勒是否猜出橢圓,而是要詢問為何只有克卜勒能夠發現橢圓?

因為他是第一個將「物理」導入天文學的天文學家,他不聽信老師馬斯特林 (Maestlin)「不該把物理學引入天文學」的勸言,堅持使用具有物理意義的「距離規則」來思考天文,有了根據行星運動建立的基礎物理定義,儘管克卜勒當時只有幾何工具,透過誤差分析不斷的改進預測模型,克卜勒會發現橢圓也是遲早的事情。

克卜勒一生堅信自己的天文物理觀,從始至終都不知道自己已經悄悄地成為科學史上第一位「天文物理學家」。

註解

此觀點出自於 Owen Jay Gingerich 的《Johannes Kepler and the New Astronomy》中,他在內文提到:如果克卜勒能從 20 世紀的字稱呼自己,我猜他會希望稱做自己為宇宙學家,但我會傾向我們能尊稱他為「第一個天文物理學家」。

參考資料

  1. Aiton, E.J. (1969). Kepler’s second Law of Planetary Motion. Isis A Journal of the History of Science Society, 60, 75-90.
  2. Wilson, C. (1968). Kepler’s derivation of the elliptical path. Isis A Journal of the History of Science Society, 59, 5-25
  3. Gingerich, O. (1972). Johannes Kepler and the New Astronomy. Quarterly Journal of the Royal Astronomical Society, 13, 346-373
  4. James, R.V. (1999). Johannes Kepler and the New Astronomy. New York:Oxford University Press
  5. 姚珩、黃瑞秋 (2003)。克卜勒行星橢圓定律的初始內涵。科學教育月刊,第 256 期, 第 33-45 頁。
  6. 姚珩 (2004)。行星面積定律的建立。科學教育月刊,第 257 期,第 32-38 頁。
  7. International LaRouche Youth Movement. (2006). Presentation of Kepler’s Astronomia Nova.
  8. 維基百科:Rudolphine TablesHarmonices MundiJohannes KeplerMusica universalis

作者資訊

  • 仰望天空的智人

目前為高三自學生,在升上高三的那個暑假,毅然決 然走上自學的道路。希望在有限的青春,不要只是僅追求紙上的對錯,而是時時刻刻的詢問世界,「為什麼?」。

Ad manager Post Bottom code
[集雅]廣告測試
活躍星系核
818 篇文章 ・ 1 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia