【記者李名揚／台北報導】
◎前言
活在科技時代的我們，了解科技、應用科技更是當務之急，為此本報與國科會等單位合辦譗二○○三展望演講秋季系列酖探索未知豃專題演講，今天起，一連兩個月，每周日刊出演講內容摘要，包括：譗宇宙學豃、譗太陽系」、譗日地物理豃、譗天、地、人豃、譗生命的起源與演化豃、譗海洋與生命豃、譗深入生命科學豃、譗人類的過去、現在與未來豃等十大主題，希望能透過平易近人的科普演講，幫助讀者一窺科學奧妙。
宇宙有壽命嗎？又有多大呢？根據最新的宇宙學研究發現，宇宙年齡一百七十億年左右，會永遠不斷地持續加速擴張，但大小始終有限而非無限大。也就是說，宇宙已有一百七十億歲，還會繼續「活」下去；且宇宙有一定的體積，只是目前科技還沒有辦法測出來。
由國科會與聯合報、公共電視、科學人雜誌、中廣公司合辦、中央大學理學院科學教育中心承辦的「二○○三展望演講秋季系列」，第一場由台灣大學物理系暨天文物理研究所助理教授吳俊輝主講「宇宙的奧妙酖令人驚豔的現代宇宙學」。
宇宙 不斷的在膨脹
吳俊輝表示，近代宇宙學是從愛因斯坦提出廣義相對論開始，用數學形式、物理理論描述我們生存的時間和空間；一九二九年哈伯發現宇宙不斷膨脹，其他星系在遠離地球；一九六五班亞斯和威爾森發現宇宙起源「大爆炸」所留下來的宇宙微波背景輻射，證明大爆炸理論是對的；一九九二美國太空總署的COBE衛星看到宇宙誕生後十萬年的面貌；近十年來更有十個以上實驗從宇宙微波背景輻射看到更詳細的面貌。
吳俊輝說，宇宙微波背景輻射是從離地球一百七十億光年（一光年約九兆四千六百億公里）外的地方射過來，可以想像成一個半徑一百七十億光年的超大球型螢幕，地球在中間，地球和螢幕之間發生了什麼事，都可以根據我們看到的光，進行分析、了解，這是現在人類研究宇宙最重要的方式。
對於宇宙年齡的計算，吳俊輝指出，由於宇宙不斷膨脹，根據廣義相對論，宇宙微波背景輻射的波長會不斷被拉長，若宇宙年齡無窮大，輻射波長會變得無限長；但事實不是這樣，波長仍有限，可以據此推算出宇宙年齡。
至於宇宙的大小，吳俊輝說，以地球地表為例，地表沒有中心點，也沒有邊緣，但大小有限，可以走一圈回到原點，這是因為「二度空間（平面）在三度空間（立體）被扭曲」；宇宙也類似，不過是「三度空間在四度空間被扭曲」，因此宇宙應該也是沒有中心點，沒有邊緣，但大小有限，太空船飛一圈可回到原點。
要怎麼量宇宙的大小呢？吳俊輝表示，只要仔細測量從兩個相反方向來的宇宙微波背景輻射，找到完全一樣的訊號，就知道那應該是從同一個點發出來的，繞宇宙半圈同時到達地球；只要多找幾個這樣的點，計算出每個點與地球之間的距離，以及這些點彼此之間的距離，就可根據幾何原理，算出宇宙大小。
吳俊輝說，世界上許多科學家正努力分析今年三月美國WMAP衛星蒐集到的宇宙微波背景輻射資料，應該幾個月內就會有成果；當然成果不一定是算出宇宙大小，也可能是算不出來，但了解為何算不出來。
關於星系、地球、人類為何會存在？吳俊輝指出，宇宙起源大爆炸後，能量在宇宙中並非均勻分布，而有一點小小的不均勻；此時重力發揮作用，能量密度高的地方，重力較強，吸引其他地方能量朝此處聚集，經過一百七十億年，演化為星系；而能量密度低的地方，能量被吸走，最後成為星系之間的廣大太空。
宇宙弦 台灣會有貢獻？
過幾年台灣可能會在宇宙學領域提供重要貢獻，就是觀測「宇宙弦」。吳俊輝舉例解釋，水凝固成冰的時候，各處結晶方向不同，這些結晶慢慢長大並接觸時，就會形生斷層，因此冰塊看起來都不是完全透明；宇宙從一百七十億年前大爆炸至今，同樣是不斷降溫，因此科學家認為也會有像冰塊中間一樣的斷層，稱為「宇宙弦」。
吳俊輝表示，到目前為止還沒有人觀測到宇宙弦，因為根據理論，要從地球上觀測宇宙弦，只能看宇宙弦兩側宇宙微波背景輻射的溫度差異，這個差異大約只有攝氏十萬分之一到百萬分之一度，現有儀器靈敏度不夠，無法分辨。
吳俊輝說，由台灣主導、和澳洲及美國合作在夏威夷蒙那羅瓦山建造的「宇宙背景輻射陣列天文望遠鏡（AMiBA）」，靈敏度夠高，有機會證實宇宙弦是否存在；AMiBA預定今年底前可以建好七座天線，開始觀測，未來四年再增建十二座天線。
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