驚心洞波特展


本特展以愛因斯坦的廣義相對論為主題,介紹重力、黑洞與重力波的概念。展覽分為:1.重力的本質和運作原理 2.黑洞的形成過程和種類 3.臺灣在黑洞和重力波研究上的角色和成就 4.結合藝術家作品,呈現黑洞和重力波在藝術領域的表現。(圖/博學多文)

1916年,愛因斯坦提出廣義相對論,改變了我們對時間、空間、能量和物質的理解。這一開創性的理論為20世紀物理學的兩大支柱:相對論和量子力學奠定了基礎。在愛因斯坦的宇宙中,重力不是一種外力,而是嵌入時空場中的特性。廣義相對論因通過觀測和實驗一再得到證實,這導致的大霹靂理論和2016年發現的重力波得以被廣泛接受。

重力波是時空曲率的漣漪,從源頭向外傳播,以重力輻射的形式傳遞能量。當物體加速,附近的曲率會隨之改變,這種曲率變化會以光速向外傳播,也就是重力波。這些波在來自宇宙中的巨大事件時最容易被探測到,如黑洞合併、星系形成和大霹靂以及宇宙初期的膨脹。

特展主視覺。(圖/劉靜文)

本特展主要在激發對天文觀測的好奇心和興趣,展示臺灣在黑洞和重力波研究中的重要地位。在此,我們重點介紹展覽的4個主要方面:

什麼是重力和黑洞?

通過藝術展示和投影技術,幫助參觀者了解現代物理學家對重力的概念。一個有變化光影的走廊設計以及一個時鐘牆展示了重力如何影響時間的流逝。

同時也使用傳統展示方式,由美麗的圖片和解說板,讓大家了解不同類型的黑洞及其形成過程。固定展品將展示光線穿過黑洞不同部分產生的效果。

重力波的偵測與發現

為了讓參觀者對重力波有初步的認識,展場介紹重力波的基本概念和引力波的傳播方式。例如雷射干涉儀等,探討重力波的偵測原理和技術,以了解重力波偵測的基本方法。同時介紹歷史上重力波的發現過程,從最早的理論預測到最終的實際偵測,提供重力波的發現歷程更深入了解的訊息。

臺灣在黑洞和重力波研究上的角色

人類史上第一張黑洞照片是由8座電波望遠鏡連線觀測後,花費1年半解析而成的,而臺灣負責其中3座的營運或建造。本特展展示了臺灣在重要科學發現中的地位。例如臺灣參與觀測的儀器模型,以及模擬如何從雜訊中找出重力波的遊戲,讓觀眾體驗科學家是如何處理這些原始觀測信號。

藝術在黑洞和重力波上的呈現

本特展與國際知名藝術家康木祥合作,利用廢棄的電梯鋼纜創作了一件公共藝術作品,將黑洞展覽與藝術元素結合,呈現科學與藝術的交織美感。這些作品以黑洞的獨特形態為靈感,包含了雕塑等多種形式,將觀眾帶入現實的感官體驗中。透過這些作品的展示,希望能夠啟發人們對於宇宙和黑洞的無限好奇心,同時讓科學與藝術融合,在公共藝術的領域中創造出更多的可能性。

在展區裡的劇場設計,提供觀眾欣賞美妙音樂旋律的同時,還能深入了解音樂本身與產生重力波的天體事件之間的關聯。透過沉浸式的聲光體驗,觀眾能夠更全面地感受展區所呈現的效果,並深入體驗音樂與科學的絕妙融合,也為觀展之旅劃上完美的句點。

特展中,我們介紹了重力、黑洞和重力波等現代物理學的重要概念和發現,也展示了臺灣在這些科學研究上的貢獻和未來展望。我們希望透過這次展覽,能夠增進觀眾對於宇宙奧秘的認識和興趣,也激發更多人對於科學研究的關注和熱情。讓我們一起探索宇宙,感受科學與藝術的交融之美,並期待未來更多的科學發現和突破!

黑洞照片上的黑洞形象猶如一個甜甜圈,中間是黑色的「洞」,周邊則是發亮的「環」,這種形象給人們留下了十分深刻的印象。這個「甜甜圈」其實是由於黑洞的強大重力吸引並扭曲了周邊的光線,形成了一種稱為「重力透鏡」的現象,使得光線環繞黑洞形成一個明亮的環。 (Credit: EHT Collaboration, ESO/M. Kornmesser, NASA, Lu Amaral)
黑洞照片上的黑洞形象猶如一個甜甜圈,中間是黑色的「洞」,周邊則是發亮的「環」,這種形象給人們留下了十分深刻的印象。這個「甜甜圈」其實是由於黑洞的強大重力吸引並扭曲了周邊的光線,形成了一種稱為「重力透鏡」的現象,使得光線環繞黑洞形成一個明亮的環。 (Credit: EHT Collaboration, ESO/M. Kornmesser, NASA, Lu Amaral)
本文結束分隔線

本著作由本館研究人員所提供,博學多文團隊編輯製作,以創用CC 姓名標示–非商業性– 禁止改作 4.0 國際 (CC BY-NC-ND 4.0) 授權條款釋出。若需要使用本篇的文字、圖像等,請洽本館出版室。

物質波的奇思幻想談談粒子與波的雙重性

談黑洞照片之熱潮

星象儀的百年演進:探索逼真模擬星空的歷史與未來