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2013 年 3 月 1 日

太陽系的前世今生 (60):首顆恆星誕生的前奏曲

影像提供 : NASA / JPL / Caltech / A. Kashlinsky (Goddard Space Flight Center)
文字提供 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 : 依據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,我們宇宙來自 137 億年前的一次 大霹靂 (Big Bang) ,歷經存有極高溫狀態的普朗克時期 (Planck epoch)、大一統時期 (Grand unification epoch)、 渾沌膨脹 (chaotic inflation) 、 電弱交互作用力主導的時期 (Electroweak epoch)、 夸克時期 (Quark epoch)、 強子時期 (Hadron epoch)、 輕子時期 (lepton epoch) 、 光子時期 (photon epoch), 以及大霹靂之後 3 分鐘到 20 分鐘之間進行的 太初核融合 (Big Bang nucleosynthesis) 之核過程, 以及後續恆星、星系的形成與演化,才能有現今觀測到的宇宙景觀。

           但是, 大霹靂從基本粒子、太初核融合過程到首顆星體誕生的演化步驟該會是關關相扣,具有較小的結構會在較大的結構之前先形成,此時期的發展或許僅能以非線性宇宙擾動理論 (perturbation theory) 之渾沌 (Choas) 量子變動 (Quantum fluctuation) 概念 演變來瞭解。最早形成可觀測的具體結構體是類星體 (quasars),它們被認為是明亮、 呈現遠遠超過了一般恆星紅移值的超大紅移值 (或極高速遠離的現象)、身處高密度互相碰撞情境的發光體,它們可能將是即將形成星系的星系核超重黑洞 (supermassive black hole) 。

            2006 年 12 月 18 日,美國航空暨太空總署 (NASA) 公佈 史匹哲太空望遠鏡 ( Spitzer) 偵測波頻在 3.6 微米 (測量 溫度 T ~ 805 K) 的 紅外光陣列相機 (IRAC) 朝向 天龍座 (Draco) 攝得距離我們約 0.5 ~ 1.0 億 光年 遠的 宇宙黑暗時期後第一束光 。 上左圖所呈現如燃燒般的再電離混沌狀態,就是 Spitzer 觀測到的背景圖像。上右圖影像是在此混沌狀態下誕生的第一批 恆星誕生 的曙光。 

明日主題 : 太陽系的前世今生 (61):首批恆星誕生的曙光
天文史上的今天 : 1912 年 3 月 1 日,俄國物理學家 Pyotr Nikolaevich Lebedev (1866.2.24.- 1912.3.1.) 逝世。他最著名的是在 1899 年首度做了一個 光壓實驗 (pressure of light),驗證了 馬克斯威爾的電動力學理論 (Maxwell's theory of electromagnetism)。為了紀念他,月面有以他名子命名的坑洞。  
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    主編 : 陳輝樺                 
         諮詢服務 : 陳輝樺 (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)

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