逐字稿

last update: 2021/4/15

歡迎收聽"天文播客"，我是今天的節目主持人黃珞文

很開心邀請到中研院天文所助研究員陳建州博士

他的物理系是在台灣台大念的

後來去夏威夷，英國，德國從事非常浪漫的工作：看星星/研究天文，主要領域在星系方面

他說他感興趣的是：「好吃好喝好玩的東西」

歡迎TC陳建州博士為我們談："你怎麼知道那裡有黑洞"

Hi-TC ！你喜歡聊黑洞嗎？

喔， Hi ，我是TC，因為我的名字有3個C所以 Triple C ，叫TC

那我最近滿喜歡聊黑洞的

雖然我本身研究領域不是專注於黑洞

所以，如果你要問我是不是喜歡黑洞的話我也是可能沒有辦法

回答研究上面是不是真的喜歡

不過最近蠻喜歡聊他因為

最近有很多研究方面的進展

針對大眾的知識來說，蠻適合討論黑洞這個議題

對啊！像「你怎麼知道那裡有黑洞」，這真是好問題，大家心裡都有過這個疑問吧

是不是請你幫我們介紹一下到底什麼是黑洞，他黑的原因是什麼呢

簡單來說就是如果我們看到兩個物體，他會因為重力而互相吸引

黑洞就定義上來看，他就是一個物體，當他質量大到某種程度的時候

在那附近的物質都逃不出他的吸引而向他靠近

那這個質量會大到連對重力最無感的光都無法逃脫

那當他無法逃脫的時候就會呈現的黑的形狀，或黑的顏色

所以大家叫他黑洞

所以那......最確定知道那邊有個黑洞的方式應該就是

到他家門口去拜訪吧？

但是那應該完全不行對不對？

所以現在把望遠鏡對準黑洞可能在的地方，盯著一直看

這就是第一種方式囉？

其實這問題蠻有趣的，是不可以到門口去拜訪，其實我覺得，應該是可以去拜訪

不過現在的科技跟我們傳輸方式可能還沒有到那個程度

不過可以想像一下如果到那個附近真的可能發什麼事情

那個時間空間，應該會呈現一種非常超現實的表現方式

那可以給大概一個想像是

如果大家想要知道到了那裏會發生什麼事情

前幾年有一部電影叫 Interstellar ("星際效應")

因為那部電影的科學顧問是幾年前諾貝爾物理學獎的得主，叫做 Kip Thorne

那因為這個科學顧問他在科學的表現上有所堅持，所以在電影裡面所描述的情況跟場景

跟目前科學家預期的情況應該是相去不遠

所以如果哪一天真的可以到黑洞附近

也許就會發生類似像那樣的事

好的！

那針對第二個問題的話

目前有幾種方式其實可以用望遠鏡來大概

證明那邊是有黑洞的存在

其中的一種方式就是

可以觀察，黑洞附近恆星的繞行軌道

就好像兩個物體會互相旋轉

那如果我們可以觀測到那些物體旋轉的方式速度跟軌道路徑

那我們其實可以計算他們軌道

附近恆星繞行的中央位置的那個物體的質量

從此可以推測出，他的質量是不是非常大，那是否有可能是黑洞

所以我們對銀河系中心的黑洞，就是用這樣的觀測方式

但是

這種方法應該走不出銀河系吧

沒錯喔，他這種方法是有點侷限度

因為在觀測上

觀測黑洞附近的恆星這樣的觀測方式是非常具有挑戰性的

目前我們所知道的望遠鏡的技術來說也只能侷限在我們銀河系中心的黑洞

那如果要再看更遠的地方的黑洞，要偵測到更遠地方的黑洞的話

其實有另外的兩種方法

其中一種是叫做重力波

那重力波的話簡短介紹一下

他其實就是兩個物體互相繞行

一樣的方式

就是用軌道的方式一樣

可是在

時間空間上

他會造成一些時間空間的......

時間空間"波"嗎？這樣想嗎？

想像你如果有

一灘水

那你如果用手指在水上面坐擾動

或是旋轉它會造成一些水波

那他會在空間時間上造成類似的效果

尤其在空間上面

那在空間上造成這樣的波形的效果的

最大的影響就是我們在物體上其實會在某個方向會稍微被壓縮

在某個方向會稍微被擴張

那這個概念其實非常簡單可是這個量測其實是非常困難的

所以為什麼也是到最近幾年，五年之前，其實

才真的被量測到有重力波的存在

而且他也得到諾貝爾獎

對他是在2017年的時候

他因為這樣子量測得到諾貝爾物理獎

第一種方法已經得到諾貝爾獎

第二種也得了諾貝爾獎。

那有其他的辦法嗎？第三種？

另外一種方法就是

其實，在原則上就是，如果黑洞的附近有氣體

被黑洞吸進去

那這個時候

因為這些氣體需要把他的能量做些釋放才能往下掉

因為能量守恆

那能量在往下掉的時候他會發出一個很熱他會變得很熱

因為很熱的關係，他會發出很高能量的光

讓黑洞附近看起來好像一個圈圈像一個甜甜圈的感覺

那我們可以藉由

取得黑洞附近的影像

來間接證明其實這樣的黑洞其實在中心點是

應該是會存在的

那這個方式是在最近

我們也許大家

注意到媒體，台灣媒體

有公佈一些黑洞影像的取得的消息

中研院天文所在這方面有蠻重大的貢獻

那我們的方式就是利用陣列的方式

陣列的方式意思就是說我們在全球各地，全世界各地

因為我們需要這麼大的

分布才有辦法取得這樣的影像

在全球世界各地擺很多望遠鏡

然後呢把這些望遠鏡觀測資料

做同步化

讓他們感覺好像是個非常大的望遠鏡

有點像

大到下一個整個地球的感覺

那我們才有辦法取得這樣子高解析度的

影像在黑洞附近

所以我們台灣在這方面也是

卓然有成，很有貢獻？！

對，沒錯。在這部分我們是

還沒有到物理獎成功，我們看接下來這幾年內物理獎會不會頒發給這個

有關這個成果，因為這個才是去年或前年的成果嘛，

通常諾貝爾獎會等幾年 再頒

但是已經這個成果已經獲得許多重要的獎項比如說

Breakthrough Prize (突破獎)

Einstein Medal (愛因斯坦獎章)

在科學界相當重要的獎項已經有獲得了！

所以也許諾貝爾物理獎，不是夢想！

哇太棒了！

鼓勵大家都來做 黑洞相關的研究嗎？

現在如果學生們或者是任何任何人對黑洞有興趣當然隨時隨地

都可以 來投入這個研究

當然現在是特別好的時間點因為

最近有關黑洞的研究發展速度加快

那在這個時間點來進入這個部分其實是蠻

從投資的角度來看是蠻值得投資的

因為他是一個滿光明的未來

所以是，是可以的！

你現在還有機會 做黑洞相關的研究嗎？

這是好問題

因為我本身其實不做黑洞本身的研究而是做星系相關的

但是呢我在做 星系相關研究的時候其實跟黑洞也有關係

那尤其是那種黑洞是所謂叫做超巨大黑洞

就是他的質量是可能十億個

太陽質量以上的這種超巨大黑洞

目前觀測的資料顯示在這

系外星系的部分

幾乎每個星系的中心點

都會有一個超巨大的黑洞

就像我剛講的概念

超巨大的黑洞他有時候會吸積附近的氣體

他為了長大他的質量

他就會放出一個

很大的能量

這些能量大到他其實可以影響到整個星系的演化跟生成

所以我在這個部分的研究上有著墨

那我也是用觀測的資料然後想辦法去

了解他們互相的影響是什麼

就是星系跟黑洞的成長跟演化

他們兩個之間

互相影響是什麼

Ok，嗯，所以其實研究星系也還是跟黑洞是相關的喔

我本來還想問你說，如果時光倒流到大學時候

會不會重新選研究的方向

改成研究黑洞而不是星系！

這個問題其實滿有趣的

感覺是有這種個人價值觀的問題

不過

通常我的個人答案就是

如果時光可以倒流，我會不會改變我的任何決定

ㄟ我想就是應該是不會

因為我還蠻滿足於現在的生活

所以如果改變以前的任何決定也許我現在生活會完全不一樣

也許會更好也許會更差可是我不曉得

重點是我現在蠻

對現況還蠻開心的

所以如果可以不用變

不用變沒有關係

那，更有趣的角度是

如果......

因為我大學已經是很久以前了

那如果那時候就投入黑洞研究的話

可能時間點不太對

就是他

還沒有到這麼蓬勃發展

那時候...在這最近這些觀測資料取得之前

其實大部分黑洞研究是著重於理論上面的

那我本身數學其實沒有那麼好

我喜歡觀測

所以也許我如果那時候選擇黑洞研究

現在我可能已經轉行了吧

哈哈哈......

今天謝謝PC

下次有機會再聊!