前沿與爭議：天體物理學
評估未知領域
這不是一門依賴教科書的課程。我們探索那些答案尚未被寫下的科學。 學習如何在人類知識的最前沿，評估相互矛盾的證據。
這不是一門依賴教科書的課程。我們探索那些答案尚未被寫下的科學。 學習如何在人類知識的最前沿，評估相互矛盾的證據。
在涉及科學的政治或法律辯論中，當專家們互相爭論時，你如何判斷誰是正確的？
「兩位科學家對氣候數據有嚴重分歧...」
我們專注於三個前沿主題。它們都有一個共同特徵：我們無法直接看見它們。 我們僅透過它們的重力影響來偵測它們。
曾經是夢想，現在是普查。我們已經從「它們存在嗎？」進展到「有類地行星嗎？」。 然而，我們很少直接看到行星本身。我們透過觀察恆星的擺動或閃爍來發現它們。
光變曲線：100% 亮度
移動滑桿以觀察亮度變化
黑洞已從理論上的荒謬變成了標準的天文物體。 目前的研究前沿在於：測試它們是否真的表現出廣義相對論所預測的劇烈且奇異的行為。
為什麼它會旋轉？ 氣體帶有角動量。就像水流進排水孔一樣，它們不會直線掉入，而是被迫進入螺旋軌道。
為什麼它會發光？ 氣體在吸積盤中高速摩擦，產生數百萬度的高溫。我們看到的不是黑洞本身，而是物質「垂死前的尖叫」。
發現於 90 年代末，這是一種正在將宇宙撕裂的排斥力。 真的是這樣嗎？2025 年的新數據顯示它可能正在減弱。 這暗示了愛因斯坦理論之外的新物理學。
拖動滑桿演化時間
你必須掌握的唯一方程式：牛頓修正後的克卜勒第三定律。
這是天體物理學的聖杯。它將看不見的質量 (M) 與可測量的時間 (P) 和空間 (A) 連結起來。如果沒有它，我們無法測量任何恆星或黑洞的重量。
註：約翰尼斯·克卜勒和艾薩克·牛頓都深信這是上帝設計宇宙的數學藍圖。對他們而言，發現這個定律是窺探了造物主的心思。
(為簡化計算，假設 M=1 太陽質量)
距離恆星的距離 (A)
1.00 AU
像地球一樣
在天體物理學中，我們缺乏直覺。我們無法「感覺」恆星的質量。 你必須依賴邏輯，而不是暴力計算。
假設木星距離太陽約 5 AU。根據公式 P = √A3，
週期 P = √53 = √125。
不用計算機，木星繞太陽一圈要多久？
估算 √125