
2025年8月號
重繪星系演化史的宇宙之眼 台灣太空創新創業
仰望星空,踏實築夢
本期《物理雙月刊》的主題是「太空科學」。從地表仰望星空的人類,從未停止過對宇宙的好奇與追尋。太空探索不只是高科技的展現,更是科學、夢想與實踐交織而成的長遠旅程。
我們特別邀請到鍾宏彬先生——一位從小懷抱太空夢的台灣創新創業者,現任互宇向量股份有限公司執行長,與我們分享他從童年對太空的嚮往、求學時期進入國立中央大學大氣科學系太空組的歷程,到後來參與光纖陀螺儀設計與製造的實務經驗。這段過程,不僅展現科學人對於技術的執著,更體現夢想如何在現實中一步步落地實現。值得一提的是,台灣自製的光纖陀螺儀預計將於今年底首次搭載於國際太空立方衛星任務『KOYO-1、石虎一號』升空。這不僅是台灣太空科技的一大步,也是屬於我們自己的「登天之路」。
在遙遠宇宙的另一端,我們也邀請到國立台灣大學天文物理研究所 吳柏鋒助理教授,為讀者揭開詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)的「黃金之眼」所帶來的全新宇宙視野。JWST所觀測到的星系、恆星形成與早期宇宙結構,不僅刷新我們對宇宙的認識,更挑戰著當今宇宙演化模型的理論基礎,迫使科學家重新思索標準暗物質理論框架等。如早期恆星形成的規模與演化速度、早期超大質量黑洞的產生以及過早進入停止恆星活動的『寂靜星系』等,這些最新的成果與科學突破,正如火如荼地改寫著我們對宇宙起源與未來的想像。
而在本期中,『皮皮老師』則帶領我們踏上一段更加抽象卻也極具哲思的旅程——「時間」。這個我們再熟悉不過、卻又最難真正理解的物理量,從日常生活中的感知、鐘錶的滴答,到牛頓力學宇宙觀中那絕對且均勻流動的時間,再進入愛因斯坦狹義與廣義相對論所描述的時間流動速度、重力場中的時間膨脹,乃至不同參考系中時間與空間的深刻交織。不僅如此,在量子力學中,時間成為量子態演化的核心角色,也牽動著觀測與測量的本質問題;而熱力學第二定律所揭示的「熵增加原理」,更讓我們從統計力學中理解了時間有方向這件事。
多麼奇妙呀!原來我們每天經歷的時間,從微觀到宇宙尺度,從哲學到數學,都是物理學中最深邃的一部分。請讀者跟著皮皮老師的腳步,一同踏上這條關於「時間」的奇幻維度之旅吧!
此外,本期也刊載了《Physics Today》的翻譯選文,探討一個天文學界長年懸而未決的問題:太陽系是否存在第九顆行星? 這顆假想中的行星,或許正隱藏在遙遠、寒冷且未被觀測的太陽系邊界。而即將於年底正式啟用的智利維拉·魯賓天文台(Vera C. Rubin Observatory),將開始以前所未有的觀測能力,一步步揭開這片未知天區的神秘面紗。
《物理雙月刊》也將持續關注,並在未來為讀者帶來來自宇宙深處的最新發現,敬請期待!
同樣有趣的還有:對於我們每天生活中不可或缺、幾乎理所當然的水分子 H₂O,你是否曾經想過——單一的水分子是無法形成液態水的,那麼究竟要幾個水分子才能夠展現出液態特性?又是從什麼規模開始,水才具備「溶解」其他物質的能力呢?讓本期的另一篇《Physics Today》翻譯選文——「五分子水團簇呈現液態特性」,帶領大家一起追隨科學家的腳步,如何深入去探索這個看似熟悉卻又充滿奧祕的問題。我們也邀請好奇的你/妳,一起共同來思索這些看似日常卻深刻的科學提問。
此外,阿文老師再次展現其融合科學與歷史脈絡的超能力。這回,他從一個看似單純的天文現象——金星凌日(transit of Venus)——出發,娓娓道來那段充滿科學野心與歷史戲劇張力的故事。
18世紀中期,為了精準測量地球與太陽之間的距離(天文單位),歐洲各國展開跨國合作,派遣天文觀測團隊遠赴全球各地進行觀測。這場國際科學行動,也促成了庫克船長遠航南半球,進而發現澳洲與紐西蘭的過程。在這段精彩的科學航海旅途外,阿文老師更同場加映地為我們介紹三位英國早期天文學的重要先驅:
•托馬斯·迪格斯(Thomas Digges):不僅將哥白尼的著作翻譯成英文,更率先提出宇宙無限延伸的概念。
•耶利米·霍羅克斯(Jeremiah Horrocks)與威廉·克拉布特里(William Crabtree):兩人合作觀測金星凌日,修正克卜勒的理論,是17世紀精密天文觀測的先驅;可惜皆英年早逝,否則極可能留下更多偉大的研究成果。
在閱讀這三篇文章時,讀者不妨將自己想像成18世紀的天文觀測者,一邊沈浸於科學的冒險與挑戰,一邊重新繪製屬於那個時代的全球地圖。
最後,本期更收錄了來自美國加州大學聖地牙哥分校(UC San Diego)天文系目前攻讀博士的林彥興同學撰文,帶領大家思考一個看似理所當然但其實蘊藏深厚科學史背景的問題:當我們描述天體運動時,我們所使用的參考座標系統究竟是如何制訂的?這些架構從古至今影響天文觀測的準確性,也記錄著人類探索宇宙時代的演進。
而從本期開始,來自美國佛羅里達大學攻讀物理博士亦同時為泛科學PanSci專欄作家的范欽淨同學,將為讀者帶來一系列有關神祕的基本粒子——微中子的精彩文章。從其物理性質、發現歷程到現今實驗室的前沿發展,篇篇值得期待!
從夢想到實踐,從時間到星辰,從一滴水分子到一段天文史詩,本期內容希望帶領讀者一同體會這場知識與信念交織的旅程。願我們都能持續仰望星空、腳踏實地,從每一次閱讀中獲得啟發,走得更遠,看得更深。
《物理雙月刊》總編輯