AEEA 天文教育資訊網

上網探索宇宙的好選擇 !   Activities of Exhibition and Education in Astronomy.

2013 年 2 月 15 日

太陽系的前世今生 (46):大尺度結構

影像提供 :  NASA / WMAP
文字提供 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 :這是頭一日。」這是基督教聖經創世記第一章第 5 節最末的這句經文,到底含有甚麼樣的意涵呢? 在前幾天我們介紹大霹靂造就了 時間、空間 的起源 ,在大霹靂發生至 10-43 秒之間存有極高溫狀態的普朗克時期 (Planck epoch),從 10-43 秒開始持續到 10-36 秒之間的大一統時期 (Grand unification epoch),從大霹靂之後的 10-36開始持續到 10-33 之間能夠使 基礎粒子 獲得 質量  (mass) 的希格斯機制Higgs mechanism)促使宇宙的最早期階段由基本粒子 輕子、夸克、介子、重子等粒子與反粒子和輻射充斥整個時空, 呈現出宇宙初期的渾沌膨脹 (chaotic inflation) 狀態,之後又歷經渾沌膨脹 (chaotic inflation)、 基本粒子時期光子時期太初核過程原子過程物質主導時期等基本交互作力開始運作時期,完成了專門論述時空結構的「愛因斯坦的廣義相對論」 (General Relativity) 數學方程、以及在大尺度觀測下宇宙該呈現均質且各向同性 (homogeneity and isotropy) 「宇宙學原理」 (The Cosmological Principle) 哲理規範兩個基本假設通則的 大霹靂 (Big Bang) 學說的宇宙最初階段情景描述 ,這些都不是現今容易觀測到的現象。接下來,我們擬從觀測得到的影像來介紹科學家們對於宇宙的認識。

            1989 年在美國女天文學家 瑪格利特•蓋勒 (Margaret Joan Geller,1947.12.8.  ─) 和美國天文學家 約翰·彼得•修茲勞 (John Peter Huchra,1948.12.23.  ─  2010.10.8.) 試著標示離 地球 約 2 億 光年 遠, 範圍約 5 億光年長、3 億光年寬、1,500 萬光年厚,約含概 15,000星系 (galaxies) 的分布時, 發現星系、 星系團 (Groups & Clusters of Galaxies) 的分布在大尺度下呈現連結成絲狀結構 (或稱之為「宇宙網」 cosmic web) , 仿如星系所構築的星系長城 (Great Wall),現今稱之他們發現的為 CfA2 長城CfA2 Great Wall)。 天文學家也發現了星系的分佈疏密不均、具有密集與空洞 (Void) 處的情況。 由星系構成的絲狀結構組成了宇宙中空洞的邊界, 其中的一些星系又因為和其他眾多星系組合的特別緊密而形成了超星系團

            宇宙時空在不到百萬兆分一秒內,從一個彈珠般大小膨脹至比目前可觀測到的太空還大。 大霹靂的膨脹過程是從量子尺度的變動下發生「大暴漲 (Inflation)」現象, 透過 威金森微波異向性偵測器 (WMAP,Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) 的宇宙背景輻射觀測數據顯示,偵測到這種來自初期宇宙大膨脹餘燼的輝光。 上圖示 WMAP 回溯了過去 137 億年來的宇宙演化,呈現了宇宙從量子變動 (Quantum fluctuation) 演變到恆星 (stras)、星系、及行星 (planets) 形成的歷史, 而現在受到 暗能量 (Dark energy) 的影響, 宇宙仍在高速膨脹中。  

明日主題 : 太陽系的前世今生 (47):宇宙物質分佈實況
天文史上的今天 : 1935 年 2 月 15 日,美國航空與太空總署 (NASA) 太空人羅傑•布魯斯•查菲 (Roger Bruce Chaffee,1935.2.15.-1967.1.27.)出生。 他曾執行阿波羅 1 號(Apollo 1) 任務。1967 年 1 月 27 日,他與愛德華•希金斯•懷特二世 (Edward Higgins White, II,1930.11.14.-1967.1.27.)和維吉爾·伊萬·「加斯」·格里森 (Virgil Ivan "Gus" Grissom,1926.4.3.-1967.1.27.)在阿波羅 1 號的一次例行測試中因艙內大火而犧牲。  
今日星象、行星動向、節氣 2013-02 當月星象、行星動向預覽
揭開星空的奧秘 ─ 系列(一) 觀天術 中國人的科學智慧 ─ 天文地學篇
揭開星空的奧秘 ─ 系列(二) 星座探奇 自然與得勝人生 ─ 創世記密碼
不同波段影像疊圖比對 ─ 紅外光、X 光和可見光 天文動畫影片 ─ 不同波段攝影集

前一天主題 天文學名詞解釋 每日主題庫、主題分類介紹 天文展演教學模型、天文教學媒體製作、遠距遙控觀測模擬、展示場展覽介紹 天文學基本認識、天文觀測活動、九年一貫天文輔助教材教案、天文史哲介紹、動手作天文等教育活動 主題課程、Q&A、天文新知介紹、遠距天文教學輔導、FAQs、數理與自然探究 天文相關網站 E-mail 給主編、提問題和看法、與 AEEA 互動 後一天主題

    主編 : 陳輝樺                 
         諮詢服務 : 陳輝樺 或 (NMNS 國立自然科學博物館)
                        蘇明俊 (樹德科技大學  休閒事業管理系)

本網站所有圖片未特別聲明者, 都是取材自 美國太空總署 (NASA) 網頁 , 請勿作商業用途使用。