【科幻科學報 No.499】在獵戶座右轉─科幻科學報─智邦公益電子報
enews.url.com.tw · August 01,2017科科書介 ■ 在獵戶座右轉
▌文╱貓頭鷹提供
如果你也能夠來一趟宇宙旅行，你將會看見什麼？
距離地球時間60,002,000年(甚至更久)，某個星球上的人發現了一份報告，根據其中的紀錄，撰寫人應該是來自於六千萬光年以外的、以前稱為「地球」的地方。很幸運地，他們用地球傳輸紀錄可以精準的以地球語言解讀這份資料，並推測這份資料是從M87星系中心發射出來的：
「……我回想起從初始到現在的旅行路程，我從銀河最奇特的黑洞 (天鵝座X-1) 與中子星 (SS 433)，來到離家最近的獵戶座，讓我極其震驚的不僅僅是我親眼目睹的行星系統多樣性，更是重力創造出的多種結構，諸如噴流、圓盤、恆星、行星、與黑洞。
「……在可見的宇宙空間的某處，每秒都有一顆恆星爆炸。為了探究重元素與礦物質這個看似微不足道的問題，我繼續我的旅程，到達大麥哲倫星系。但是我萬萬沒有想到，在這兒我得使上吃奶的力氣逃生。因為一顆超新星竟然在不遠處爆炸了！
「……我該繼續航行下去嗎？根據我的推算，我已經離開地球超過六千萬年，而我還得再花六千萬年的時間回到地球。地球還有可以呼吸的空氣嗎？還有生物存在嗎？不過我現在很確定的是，我必須把這份報告發射出去，不論它到了哪裡……」
浩瀚的宇宙是人類探索不盡的領域，不論你是否了解黑洞、星雲或超新星，你都無法真實體驗。作者卻用近似科幻小說的手法，以一個地球人在宇宙中的航行紀錄，帶讀者親臨恆星誕生與毀滅的場景。這樣的寫作方式起因於作者常對他研究的內容產生想像與畫面，而用旅行紀錄的方式也得以串起宇宙中不同位置、不同現象的種種場景，讓讀者能一飽「眼」福。
另一著名的天文科普作者康索馬諾曾在二○○○年發表《在獵戶座左轉 (Turn Left at Orion)》，所以對於二○○一年貝傑門出版的《在獵戶座右轉》嗤之以鼻。但是他在不經意讀了《在獵戶座右轉》後說到：「我真的真的很不想承認，但是如此大膽的寫作手法獨樹一幟，非常值得讀者細細品味。」
◎基本資料
書名／在獵戶座右轉(Turn Right at Orion)
作者／貝傑門
譯者／黃慧真
出版／貓頭鷹
◎書摘
某星球第Ｘ號轉譯紀錄
我是在讓人很不舒服的情況下發現這份報告的：一場剩餘文件的拍賣會，目的是為了替全球圖書館的儲藏室建造計畫募款。想到要把這麼珍貴的資料賣給出價最高者就讓我不寒而慄，但我們就是生活在這樣的年代中。這本著作的作者應該是住在某星系中一顆很進步的行星，那裡離我們有六千萬光年遠，以前上頭的居民稱之為「地球」。如果我們的分類無誤，那麼他所屬的文明便值得在我們的基礎課程中反覆被提及，因為地球很早就開始發展技術，而且頗值得探究。作者在第一段就提到了一名叫做克卜勒的科學家（用他的語言來講），所以大致上能判定這本書的出處。當然，這位關鍵人物的資訊最後還是被地球大量（雖然為時甚短）傳輸到整個宇宙中，但是從作者顯露的些許「所有權」可以看出，他和克卜勒來自相同的文化背景。同時從語言中也可看出端倪。被鄰近的文明所改編使用的地球語言中，很少會出現某些措詞，但這本書都可以找到。幸運的是，我們收集的地球傳輸紀錄讓我們可以精準地重建地球語言，這讓我的翻譯可以站得住腳。
這份文件有幾個值得注意的地方：作者將經驗與科學理論結合，這是非常少見的寫法，因為就我們對地球在天文物理學方面的成就紀錄看來，一般的觀察員很少提及自身的經驗。大致上他的科學研究部分水準頗高，錯誤情況也是在合理的範圍內。值得注意的是，作者對恆星爆炸的知識仍有待加強，他對脈衝星物理的理解仍嫌不足，至於他對電漿噴流如何從黑洞周圍逃脫的解釋，頂多也只是略知皮毛。但是我們得以窺見這名外星人對宇宙現象的直接反應，光是這點就足以彌補上述的缺點了。雖然講故事的人頗為內斂，可能是因為他長期遠離自己的星球，但他表現出來的情緒反應，跟我們早期的探勘者卻非常相像。他的執著征服了我們，雖然他從未清楚說明他進行太空之旅以及寫日記的理由為何。獨自一人的太空旅行從來都不是我們文化中的正常現象，我們也不知道該如何解釋他列出的一連串理由。我們是否要接受這些理由的字面意義？抑或是作者不願意或不能夠洩漏他真正的動機？或許他有可能是被迫流亡，離開自己的星球？或者他原本是某個殖民或移民計畫的偵查員，後來變得「本地化」了？
不管他的動機為何，作者運用技術的能力著實令人讚嘆。他知道唯一有效的太空旅行方式就是要以近乎光速的動作進行。儘管他發現自己誤判了太空的險峻程度，但他善於利用這種動作，讓他的太空船跟他自己可以維持結構的完整。我們找到眾多證據顯示他相當足智多謀，例如他會利用冬眠來克服人類壽命有限的問題。
在《在獵戶座右轉》這本書中，我們得以欣賞到一段浩浩蕩蕩的旅程，實際的旅程比原先預期的更遠，隨著作者逐漸遠離家鄉，我們有幸體驗到他的各種發現與困境。事實上，有些段落，特別是描述噴流與廣闊銀暈的部分，顯示他發送這份報告時，正位於我們星系的中心。
這份報告的標題是由作者取的，而且有點問題。我們知道獵戶座中的獵戶座大星雲是指一個擁有恆星與行星形成活動的活躍地區（但已經消失很久了），在作者離開地球時，獵戶座大星雲距離地球約一千五百光年。作者拜訪獵戶座的經驗（從本書第四部冗長的描述可以看出）顯然讓他留下深刻的印象。我認為這是他故事的轉捩點，但是我們完全不了解右轉這個詞在這裡的意義，這個詞在宇宙航行中並無意義，我們只能推測那是個口語詞或是有種難解的文化意涵。
在更繁榮與更開化的時代中要出版這樣的文件，勢必要附上詳盡的注釋與注解，但是在今日的情況下，我實在難以達到那樣的學術水準。然而，發現並拯救了這麼有價值的文件，卻又不與眾人分享（不管用何種形式），更是罪大惡極。僅在此提供我最原始的翻譯，請欣賞。
往銀河中心前進？
我一決定成行之後就開始感到膽怯。我不是害怕羅西南特號會不可靠，我對它的推進力跟生命支持系統很有信心；我也不是害怕未知，自負的我認為我知道將會發現什麼。我怕的是看不見這件事情，就像被困在濃霧中的駕駛一樣害怕，我看不見前進的目的地。對地球上隨意仰望天空的人來說，銀河的中心看起來是個不存在的目的地。如果你不信，你可以在七月或八月的夜晚到戶外找找看。要勾勒出銀河的光帶是很容易的，你可以看到光帶穿過古老的仙后座與天鵝座，在天鷹座方向穿越赤道，向南通過朦朧的盾牌座，然後越過黃道（行星的通道），進入人馬座的黃道帶。在天上呈現出一條帶子的模樣，其實那是一大片恆星的橫剖面，這是因為我們是從靠近中間平面的地方看去之故。十八世紀的人只得出那樣的結論。後來的天文學家判定那一大片恆星其實是個圓盤，中心點位於遙遠之處。然而中心點的位置並不清楚。
盾牌座看來很像大型螺旋星系的中心點會產生光亮之處，所以我決定仔細研究其周遭環境。這個星座的名字的確擁有最隱晦難懂的詞形變化，盾牌座（索比愛斯基的盾牌）是唯一一個以凡人軍事英雄索比愛斯基命名的星座，因為十七世紀時他帶領波蘭擊退入侵的瑞典軍隊，之後更在維也納擊敗土耳其人。盾牌座以他命名，乃實至名歸。我用普通的雙筒望遠鏡就可以看到明亮的Ｍ１１（梅西爾十一號）及Ｍ２６（梅西爾二十六號）兩個「疏散」星團（都在盾牌座），看起來就像黑絲絨上灑滿了碎鑽。但是這兩個美麗的星團其實距離地球很近。更往南走，在盾牌座與人馬座的交界附近，我注意到兩團巨大明亮的氣體雲：三裂星雲與礁瑚星雲，跟我之後將拜訪的獵戶座大星雲很類似，不過更遙遠。但是對於銀河這樣巨大的螺旋星系來說，在銀河平面上找到這樣的星雲都不算是什麼特別的發現。我愈來愈灰心，但也同時覺得愈來愈熱。
我直視著銀河的中心，但不自知，我看到明亮的光脊與黑暗的隔線擠在一起、不斷擴大，而且隨我沿著銀河的路徑朝南進入人馬座，一切愈變愈複雜、形狀愈來愈盤旋。我還是看不到中心點，但其實中心點一直都在那裡，只是被一大片塵埃擋住了。
為我自己說句公道話，就算是二十世紀初期最厲害的天文學家在判斷銀河中心時都遭遇到困難，更何況是銀河系的規模跟形狀了。一九二○年時，他們以為自己找到了答案，當時荷蘭天文學家卡普坦錯誤地推定出地球是銀河的中心。但「卡普坦宇宙」其實只不過是地球周圍的一小塊銀河區域罷了。卡普坦估算了天空中不同方向的恆星距離，他假設較暗的恆星是比較遠的，平均來說亮度與距離的平方成反比。（燈泡的視亮度隨著距離拉遠會變暗，所以他推論恆星應該也是如此。）他在不同距離處計算恆星的數目，配上方位，然後製作出銀河的立體模型。英國天文學家赫歇爾在一個世紀前也試過這種方法，而卡普坦的版本更精密。但是這個方法要能成功，必須滿足兩個條件：不同距離的恆星種類（顏色與大小）必須相似；恆星之間的距離必須是可以透光的。第一個條件沒問題，但第二個則否。當時卡普坦及其他人不知道的是，大部分的星際空間充滿著細小的塵埃粒子，愈遠的恆星，就會變得愈暗，塵埃將五千光年以外的恆星全部遮住了。所以卡普坦過分高估了暗星的距離，因為實際距離對亮度的影響不如星際塵埃來得大。卡普坦以為的整個銀河盤面，不過是周圍五千光年之處，距離銀河真正的中心還有百分之八十的距離。看到天上的恆星以地球這顆行星為中心對稱排列，也就不足為奇了。
誰會想到銀河盤面就像是個充滿煙霧的房間呢？你用望遠鏡看到的黑暗隔線與俗稱「煤袋」的暗星雲（看起來沒有恆星的區域），那些地方只是因為星際塵埃特別集中罷了。星際塵埃粒子本身跟香菸的煙霧粒子差不多，大小相仿，不到一微米，是一根頭髮寬度的百分之幾而已，成分也相似，很多粒子都是由「煤灰」組成，大部分是石墨與碳氫化合物的混合物，加上很細小的「沙」粒（矽類礦物）。這種塵埃是因為超新星爆炸、新星爆炸，以及巨大恆星外殼被吹離所造成的污染，然後累積在太空中不流動，那裡沒有風力吹拂，無法將銀河系清掃乾淨。
幸好，布滿塵埃的銀河盤面厚度不到五千光年，所以如果沿著盤面沒辦法看得很遠，至少你可以跳脫橫面的限制，看到盤面之上的世界。這正是銀河在天上形成一條清楚帶狀的原因，而卡普坦之前的學者，如一七五○年的萊特（包括之後的哲學家康德），也因而正確猜測到銀河系的恆星都局限在一塊厚板上。天文學家只有往「上」、越過盤面，才能找到指出真正中心位置的間接證據，不過已經夠清楚了。沙普利猜到了「球狀星團」（銀河中一百多粒密集的「小雨滴」，這每一滴中又可擁有百萬顆恆星）分布在銀河外圍的一大片暈中，將銀河中心像靶心一樣包圍起來。地球根本就不是銀河的中心。
到目前為止，我的航行準備已經如火如荼地展開。距離千禧年已經過了幾年，大眾（及政府）對我的實驗愈來愈有興趣，我知道我可能很快就要將實驗室拱手讓人，後面有一群人迫不及待想接手。時間緊迫，但是我遲疑了一下，我從抽象的論證知道了銀河中心的位置，但是無法親眼看到讓我覺得很挫折。我真的敢出發前往看不見的目的地嗎？我的熱忱開始稍稍減退，之後，到了最後一刻，我先在心中預想一幅壯觀的畫面，好讓自己能夠下定決心。
我的好運來自於這個事實：光線並非直線前進的極細光束，而是有點「模糊」，有點散開的，就算你努力要把光線束緊也徒勞無功。這種模糊性會隨著光的波長而增加，這表示光碰到銳利的邊緣時會稍微彎曲（繞射現象），也不會被比波長小的物體阻擋。星際塵埃粒子跟可見光的波長相比，大小差不多或稍大，所以能有效阻擋光線，但是比紅外光的波長來得小，所以銀河中心的紅外光輻射能不受阻礙地穿過星際塵埃。我記得我有同僚繪製出銀河中心恆星運動的路線，他們就是利用了這種具有選擇性的透明度。地球大氣層的上方（距離地球最近、能看到清楚景象的地方）有一支紅外光望遠鏡，靠著望遠鏡的幫忙，我凝視著人馬座上的那個點，那是多年前靠著球狀星團做三角測量，好不容易才標出的點，我現在清楚地看到銀河的盤面，隨著距離慢慢聚集成一條薄薄的帶狀物。銀河系的核球變得清楚了，核球將銀河核心包圍起來。鏡頭拉近，可以清楚看到一個緻密星團，周遭溫暖的氣體雲也閃閃發光。這樣遙遠的畫面喚回了我的渴望，但是真實的狀況跟想像的差距甚遠。
食人者
多年來流傳著這樣的傳說，據說黑洞一直靠吞食附近垂死的恆星來維持生命，就像是食人族般的儀式。據說黑洞會非常飢渴地吞食物質，還會發出Ｘ射線，用閃頻觀測器觀察的話，Ｘ射線閃爍的速度快到會讓蜂鳥的翅膀看來靜止（如果有人可以用Ｘ射線照亮蜂鳥的翅膀）。奇怪的是（而且很難讓人信服的是），這種黑洞跟我剛剛拜訪的不同，不是那種巨大的排水孔、自認為地位比整個星系還要高的那種。這些被餵飽的黑洞一般被認為是普通恆星的殘餘物，只比太陽大幾倍而已。但是銀河中心黑洞那副可憐沒吃飽的樣子，一直縈繞在我的心頭，我剛剛才看過一個質量為太陽幾百萬倍的黑洞，就在銀河的中心，但是卻沒有獲得足夠的食物讓自己閃閃發光。這些輕量級的黑洞怎麼能夠長期大吃大喝呢？抱持高度懷疑態度的我，決定開始進行調查。
我本質上還是個傳統的遊客，所以我追蹤的第一個黑洞就是一般人會先想到的那一個：天鵝座Ｘ－１，黑洞發現史的始祖。這個系統的位置跟地球距離銀河中心的距離差不多，但是方向完全相反，若沿著銀盤的中間平面測量，其位置大約是在太陽系東方六千光年處。逐漸進入冬眠期時，我清楚回想起七○年代那些叫人興奮不已的時光，那時我們會研究每一份獲得的新資料，試驗那些複雜又迂迴的變數。天鵝座Ｘ－１是黑洞嗎？抑或不是呢？是的，它是如此明亮，一定至少跟太陽一樣巨大，否則本身的輻射就會把自己膨脹成奇形怪狀，直到爆炸的地步（或是遭受某種差不多的可怕命運，只是不確定為何）。是的，它發射出Ｘ射線，而且閃爍的速度之快，證明體積一定很小。直徑不超過三百公里，真是令人讚嘆，但是當時已經發現了中子星，中子星跟黑洞幾乎一樣緻密。這有可能是一顆中子星嗎？然後出現了關鍵因素，五．六天的軌道周期，還發現了伴星的存在：它隸屬於雙星系統。更驚人的是，伴星運動的速度非常快，至少它接近或遠離我們的速度很快（其沿著軌道的左右運動分量是偵測不到的），讓人知道這顆發射Ｘ射線的天體有多重。天鵝座Ｘ－１的「質量函數」變成所有天文學者在餐廳中談論的話題。它是「緻密天體」質量的下限，必須仰賴世人正確闡釋伴星的速度，但是那個下限的幅度很大──超過三個太陽的質量。
追根究柢簡化到本質來看，一切的答案都在這個天體的名字上，天鵝座Ｘ－１是整個天鵝星座Ｘ射線的主要來源，就是那隻在夏日夜晚於銀河上緩緩滑行的天鵝。它體積很小，但要當中子星又嫌質量太大；就緻密性看來，只有中子星是唯一有可能的天體。用消去法來看，它一定是個黑洞。我想在當時的年代那已經是最棒的推論了，此時的我正靠近這個系統，準備第一次的近距離接觸。
當然我知道天鵝座Ｘ－１的雙星本質不僅僅提供了一個估算其質量的便利方法，到了這個階段，我已經了解黑洞與周圍的互動才是造成周遭現象的關鍵因素。我從貧瘠的銀河中心黑洞撤退時，就痛苦地學到這一課了。天鵝座Ｘ－１之所以能夠如此發亮，只是因為它正吞噬著同伴。但是兩顆出生時和平相處的恆星（可能甚至還是孿生兄弟），怎麼會淪落到這種返祖重生又暴力的關係中呢？
（本文摘自《在獵戶座右轉》，2009年10月由貓頭鷹出版）
科學小視窗 ■ 臭味比香味讓人印象深刻
▌文／科科報編輯小組
壞氣味比好氣味讓人印象深刻！以色列一項科學研究發現，不論是好或壞氣味都會在腦中留下深刻記憶，而讓人不悅的氣味相較之下帶給人們較深刻的印象。
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研究者同時以核磁共振來觀察受試者腦部活動，希望能找到促進記憶或消除早期創傷記憶的方法。
