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上海建造亞洲最大天文望遠鏡

中央社╱中央社 2009-12-30 11:55

(中央社台北30日電)中國科學院上海天文台宣布,亞洲最大的望遠鏡昨天在佘山奠基。這台望遠鏡的口徑達65公尺,高70公尺,鏡片拋物面的面積足足有8個籃球場大,將被用來協助中國發展載人登陸月球任務。

香港中通社引述上海天文台負責人說,這項科研計畫是與上海市政府合作。這台望遠鏡的65公尺口徑拋物面由1008塊高精度實面板鋪成,它的工作波段多、工作頻率高、接收頻率範圍寬,並配備8個波段的接收設備,包括3個航天通用的波段,能夠準確指向需要觀測的天體和航天器。

負責人又說,遠鏡的接收機設備將被安置在攝氏零下258度的高真空環境中,使其靈敏度達到最高。

據報導,這台望遠鏡在同類型望遠鏡中的總體性能排名全球第4。建成後,將為嫦娥探月工程和更長遠的深空探測服務。


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首度發現系外行星大氣有水 可能適居但非地球2.0
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首度發現系外行星大氣有水 可能適居但非地球2.0
最新更新:2019/09/12 07:59

(中央社巴黎11日綜合外電報導)科學家今天透露,他們首度在太陽系外一個行星的大氣中發現有水分存在,這個代號K2-18b的系外行星溫度也與地球類似,是目前所知唯一具備這兩個生命存在條件的此類行星。

K2-18b距離地球約110光年,繞行獅子座的一個紅矮星,每33天繞一圈,因此一年約是地球上的一個月。依其與所繞行恆星的距離推估,行星上溫度應在攝氏47度到零下73度間。

科學家在「自然天文學」雜誌(Nature Astronomy)發布報告說,K2-18b的質量是地球8倍,體積則是兩倍,它繞行恆星的軌道距離太陽不遠也不近,處於「適於(人類)居住的區域」,而且在這個行星上水可能以液態存在,但他們強調這不是另一個地球。

共同撰寫報告的倫敦大學學院(University College London)天文學家提內蒂(Giovanna Tinetti)說:「在我們的太陽系外,這個行星是最佳候選星球。我們不能假定它的表面有海洋,但確實有此可能。」

美國有線電視新聞網(CNN)報導,同樣來自倫敦學院大學的報告主要作者齊阿拉斯(Angelos Tsiaras)說:「在地球以外另一個可能適合人類居住的世界發現有水,極為令人興奮。」

但他強調:「這絕對不是第2個地球。」他又說,K2-18b所繞行恆星與行星上的大氣層都與地球大不相同,「不可能有和地球一樣的環境」,科學家想探討的是這個星球可居住性的問題。

齊阿拉斯又說:「K2-18b不是(可供人類移居的)所謂『地球2.0』。然而,這讓我們更接近能夠答覆一個根本問題:地球是否獨一無二?」

團隊中成員瓦德曼(Ingo Waldmann)也表示,考量K2-18b的質量,要在它的表面行走將相當困難,而且輻射的強度也足以讓人類很快罹患癌症。他開玩笑說:「也許還不是很好的度假地點。」

加拿大蒙特婁大學(University of Montreal)天文學家班奈克(Bjorn Benneke)領導的團隊今天也公布類似發現,而且他們在報告中暗示,這個系外行星甚至可能會下雨。

班奈克說:「我們的終極目標是找尋其他星球上的生命,證明我們並不孤單,而這項發現代表朝目標邁出了最大的一步。」

在目前所發現的超過4000個系外行星中,這是第一個已知有岩石表面以及大氣含水的行星。

大部分有大氣層的系外行星是氣態巨行星,由岩石構成的這類行星很少,且現有資料顯示都沒有大氣層。

即使有大氣層,大多數與地球類似的行星不是距離他們的恆星太遠,無法有液態水存在,就是距離恆星太近,所有水分都被蒸發了。

美國國家航空暨太空總署(NASA)的克卜勒太空望遠鏡(Kepler)觀測數年,發現數以百計所謂「超級地球」,這些行星的質量不超過地球的10倍,2015年發現的K2-18b是其中之一。未來的太空任務料將在今後數十年再偵測到數百個此類行星。

齊阿拉斯和他的團隊利用哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)在2016和2017年捕捉到的光譜資料,使用開源演算法分析經K2-18b大氣層過瀘的星光,發現明顯跡象顯示有水蒸氣,究竟有多少並不確定,但電腦模型推估濃度在0.1%至50%間。

地球大氣層的水氣含量由兩極上空的0.2%到熱帶地區上空的4%。

根據研究報告,K2-18b的大氣中也有氫氣和氦氣存在跡象。也許還有氮氣和甲烷,但以目前的技術還無法偵測出來。

進一步研究將能夠判定這個系外行星的雲量,以及大氣中的含水率。

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冥王星被降級13週年 NASA署長堅稱:它就是行星
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冥王星被降級13週年 NASA署長堅稱:它就是行星
最新更新:2019/08/29 20:48

(中央社紐約28日綜合外電報導)如果你仍在悼念先前被稱為太陽系第9行星的小冰球冥王星(Pluto),你並非孤單一人,美國國家航空暨太空總署(NASA)署長布萊登斯坦也想念它,堅稱冥王星就是一顆行星。

美國有線電視新聞網(CNN)網站報導,布萊登斯坦(Jim Bridenstine)在科羅拉多州(Colorado)一場機器人競賽宣稱:「在我看來,冥王星是一顆行星。」他隨後在推特(Twitter)分享:「我堅持這個看法。我就是這麼學的,我對它無二心。」

布萊登斯坦沒有科學背景,加入NASA前,曾在國會和美國海軍服務,他在一個特別痛苦的時刻-冥王星遭降級週年紀念日發表這番言論。

國際天文學聯合會(International Astronomical Union)成員投票重新定義什麼天體是「行星」後,2006年把冥王星從太陽系行星降級為「矮行星」。

冥王星1930年被發現,當時研究人員對太陽系其他天體和這顆最小行星的大小,瞭解少之又少。

國際天文學聯合會表示,但1992年,研究人員發現超過1000顆天體在海王星(Neptune)軌道外運行,這些天體的條件和冥王星不相上下,且它們的體積經常大於冥王星。因此,國際天文學聯合會成員開始限縮天體被歸類為行星的標準,事實變得非常清楚,他們將會排除備受喜愛的冥王星。

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首張黑洞照背後艱辛 科學家:像聽壞掉鋼琴演奏
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首張黑洞照背後艱辛 科學家:像聽壞掉鋼琴演奏
最新更新:2019/05/17 11:47

(中央社華盛頓16日綜合外電報導)美國電腦科學家布曼(Katie Bouman)因參與製作引起轟動的全球首張黑洞成像而受到注目,她將這個艱苦過程比喻為聆聽壞掉鋼琴的演奏。

法新社報導,這位哈佛史密森尼天體物理中心(CfA)的博士後研究人員今天在國會作證時也說,這項計畫開發的技術可在醫學成像、地震預測和自動駕駛汽車等領域獲得實際應用。

位於M87星系(Messier 87)中心並會吞噬星球的超大質量黑洞照片上個月公諸於世,揭露這個被白色熱等離子體橙色火焰光環圍繞的黑暗核心。

布曼表示,由於M87星系在5500萬光年遠的地方,「這個環狀物在空中顯得極其渺小,約40微角秒,像從地球看月亮上的橘子」。這代表在物理定律上,得需要整個地球大的望遠鏡才能看到黑洞,實屬一個不可能的命題。

因此,「事件視界望遠鏡」(EHT)合作計畫花費超過10年時間,串聯8座散落世界各地的電波望遠鏡,形成與地球一樣大的虛擬陣列式望遠鏡,收集訊號。

但因地點有限,僅能捕捉到一些頻率,導致資訊出現很大空隙。

布曼說:「打個比方,你能想像事件視界望遠鏡測量結果有點像一首歌中的音符;每個測量值對應一個音符的音調。用事件視界望遠鏡觀測黑洞,有點像聽一首用半數琴鍵壞掉鋼琴彈奏的歌。」

她還說:「但就像若有足夠的有效音符,你的大腦可能仍有辦法辨認用壞掉鋼琴彈奏的歌,我們能設計智慧演算法,填滿EHT遺失的資訊,並揭露當中的黑洞影像。」

EHT合作計畫共有來自世界各地200多位研究人員參與,依不同專長類別分成多組團隊,而台灣的中央研究院團隊除了支援運轉望遠鏡,還提出觀測計畫,並負責資料成像處理和黑洞模型電腦模擬。

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史上首張黑洞照片 演算法出自29歲女科學家之手
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史上首張黑洞照片 演算法出自29歲女科學家之手
最新更新:2019/04/11 22:26

(中央社麻州劍橋市11日綜合外電報導)「事件視界望遠鏡(EHT)」跨國研究計畫昨天公布史上首張黑洞照片,全球矚目。這項研究成果的功臣是年僅29歲的電腦科學家布曼,她所開發的演算法讓黑洞照片成為可能。

根據麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室(MIT CSAIL)網站,布曼(Katie Bouman)在自述中說,她的主要研究目標是「運用新興電腦方法,拓展跨學科成像的可能性」。

布曼2017年在麻省理工學院取得電子工程和電腦科學博士學位,2017年至2019年在哈佛史密森尼天體物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)擔任博士後研究人員。目前是加州理工學院(Caltech)電腦與數學科學系助理教授。

3年前,當時布曼還是麻省理工學院的博士生,她就開始開發演算法,志在讓黑洞照片成真。她是相關計畫的領導人,支援她的科學家來自麻省理工學院電腦科學與人工智慧實驗室和海斯塔克天文台(MIT Haystack Observatory),以及哈佛史密森尼天體物理中心。

布曼也是EHT計畫成員。EHT散布世界各地的8座電波望遠鏡共同形成與地球一樣大的虛擬陣列式望遠鏡,它們收集的龐大資料需藉助布曼的演算法分析、整合,最終得以成像。

對團隊突破性研究成果感到興奮的布曼,曾將自己正用筆電下載黑洞影像的照片上傳臉書(Facebook)並發文:「我正不可置信地看著我第一次做出來的黑洞影像被重建。」

黑洞照片昨天在台北等全球6座城市同步曝光後,布曼成為國際焦點人物。在推特(Twitter)等社群網站上,她受到許多人點名祝賀。

不過,布曼堅持,協助她開發演算法的其他團隊成員也應受到同樣的肯定。

她告訴美國有線電視新聞網(CNN):「沒有人能獨立完成創舉。合力實現計畫的是眾多擁有不同背景、彼此相異的人們。」

布曼也在臉書上發布貼文強調:「這張(黑洞)照片並非單一演算法或單一個人的成就,而是一群來自世界各地的科學家貢獻他們驚人的才華,經過多年努力而得來的。」

參與EHT跨國計畫的科學家總計超過200位。

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拍到史上首張黑洞影像 未來盼提高解析度
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拍到史上首張黑洞影像 未來盼提高解析度
最新更新:2019/04/10 22:37

(中央社記者余曉涵、許秩維台北10日電)史上首張黑洞照片曝光,中研院天文所研究員松下聰樹表示,此照片代表揭開活躍星系中心的超大質量黑洞的神秘面紗等3項重大科學突破,未來希望可以提高影像的解析度。

中央研究院今天跟全球同步舉辦「事件視界望遠鏡(EHT)」計畫重大成果發表記者會。

黑洞是宇宙中極度壓縮的物體,在極小區域內含有極大質量。黑洞的存在會影響其周圍環境,使時空變形並加熱周圍物質而發光。

廣義相對論預測,這種高熱物質將「照亮」遭時空強烈扭曲的區域,導致「暗影」出現。

中研院長廖俊智宣布,EHT計畫成功拍到人類史上首次的超大質量黑洞影像,這也是本世紀天文跟物理學界重大的發現之一。

「台灣在本世紀重要發現之一佔有一席之地」廖俊智表示,EHT計畫透過多個望遠鏡陣列,形成一個直徑跟地球一樣大的望遠鏡,其拍攝的解析度可以解析鄰近黑洞的陰影。

中研院天文及天文物理研究所研究員松下聰樹表示,這次的拍攝到的影像位於M87星系中心的黑洞,距離地球約5500萬光年,質量為太陽的65億倍。

松下聰樹指出,這次拍攝到的黑洞影像是在2017年4月拍到的,影像呈現宛如新月的結構,中央部分是黑暗的,且整整7天的觀測,都拍到一樣的影像。

在科學上的突破方面,松下聰樹說,共有3項包含揭開活躍星系中心的超大質量黑洞的神秘面紗、探索極限條件下重力理論的新工具跟研究黑洞相關天文物理的先鋒。

未來的研究方面,松下聰樹表示,目前影像的解析度還不夠,未來盼可以拍到希望更高解析度的影像。

中研院指出,這次參與完成這項創舉的望遠鏡共有8座:阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列望遠鏡(ALMA),阿塔卡瑪探路者實驗(APEX),IRAM 30米望遠鏡(IRAM),詹姆士克拉克麥克斯威爾望遠鏡(JCMT),大型毫米波望遠鏡(LMT),次毫米波陣列望遠鏡(SMA),次毫米波望遠鏡(ARO)、南極望遠鏡(SPT)。

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黑洞照片首曝光 台團隊支援3座望遠鏡助觀測
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黑洞照片首曝光 台團隊支援3座望遠鏡助觀測
最新更新:2019/04/10 22:56

(中央社記者許秩維、余曉涵台北10日電)中研院參與跨國計畫,今晚發表首張黑洞影像,共8座望遠鏡參與觀測計畫,中研院除了支援運轉其中3座望遠鏡,還負責資料成像處理和黑洞模型電腦模擬。

中央研究院與科技部今天晚間舉行「事件視界望遠鏡(EHT)計畫」全球同步記者會,並與同樣參與跨國合作計畫的丹麥、華盛頓特區等城市進行視訊連線,會中發表EHT計畫觀測到的史上首張超大黑洞和黑洞陰影的視覺影像。

事件視界望遠鏡以獲取黑洞影像為首要目標,由8座散落各地的電波望遠鏡所組成,由於橫跨地球各處,因此形成與地球一樣大的虛擬陣列式望遠鏡,形成前所未有的解析力。

中央研究院院長廖俊智指出,參與EHT的8座望遠鏡中,其中3座由中研院支援運轉,包括在夏威夷、東亞天文台和智利的望遠鏡,中研院也是首次觀測成像的參與團隊之一,除了中研院天文所團隊的投入,也感謝科技部和中山科學研究院的支持協助,讓台灣在這個重要的科學發現中占有一席之地,也為人類知識帶來突破性發展。

EHT合作計畫共有來自世界各地200多位研究人員參與,依照不同專長類別分成多組團隊,而中研院團隊除了支援望遠鏡的運轉,還提出觀測計畫,並負責資料成像處理和黑洞模型電腦模擬。

中央研究院天文及天文物理研究所副研究員淺田圭一表示,中研院團隊過去兩年也在北極建造格陵蘭望遠鏡,2018年加入EHT計畫的觀測,而格陵蘭望遠鏡藉由更大的鏡面和更短的波長能得到更好的解析度,預計可讓EHT計畫的解析能力最多提高至10倍,有助於以更佳的解析度獲取黑洞圖像。

科技部次長謝達斌指出,科技部自2006年起補助台灣團隊參與史上最大的陣列望遠鏡計畫,把地球當成一個巨大望遠鏡進行觀測,藉此探索早期宇宙和星系的發生與演化過程,科學界在2017年提出跨國的事件視界望遠鏡計畫,來探究黑洞真貌,樂見台灣加入這個國際最前端的科研團隊。

「事件視界望遠鏡」計畫於2017年成立,是由夏威夷的次毫米波陣列(簡稱SMA)、智利的阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(簡稱ALMA)等多個無線電波望遠鏡組成的全球網路,目的在擷取第一張黑洞剪影的圖像。

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黑洞引力強光線無法穿透 觀測難度高更添神秘
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黑洞引力強光線無法穿透 觀測難度高更添神秘
最新更新:2019/04/10 22:21

(中央社記者許秩維台北10日電)科幻電影裡從黑洞穿越時空的情節屢見不鮮,這是因為科學界推測黑洞有彎曲時間和空間的特性,而黑洞密度大、引力強,光線無法穿透,更增添觀測的難度。

中央研究院今天晚間舉辦「事件視界望遠鏡(EHT)」計畫全球同步記者會,發表最新取得的重大成果,會中公布人類史上首張黑洞影像。

究竟何謂黑洞?中央大學天文研究所教授陳文屏解釋,當某個空間內塞進很多物質,使得密度很高且萬有引力很強,連光線都跑不出來,這就是「黑洞」。

陳文屏指出,由於光線跑不出黑洞,因此黑洞很難直接觀測到,科學界只能從繞著黑洞外圍轉的天體或物質著手,由於黑洞很小且距離遙遠,很難光靠單一的望遠鏡進行觀測,而中研院參與的跨國合作研究就集結各國力量,利用在地球不同角度的頂尖望遠鏡共同觀測黑洞外的情形。

在「星際效應」等科幻電影中,因為黑洞的特性,讓黑洞經常成為穿越時空的捷徑。陳文屏舉例,假如4個人抬起一張懸空的床單,在床單中間丟下鉛球,床單就會凹下去,原本的平面床單形狀被改變了,從不同角度去看這張床單,看到的樣子也會有所差異。

陳文屏進一步說明,原本一張白紙上從A點走到B點的距離是固定的,但在紙張扭曲後,兩點間的距離就可能變短,根據科學家推測,太空是個四度空間,黑洞可以將時間和空間彎曲,因此有可能藉由黑洞找到穿越時空的捷徑,雖然在理論上講得通,但至今仍無法證實。

關於黑洞的研究,陳文屏表示,科學家在幾十年前就猜測有黑洞存在,現在越來越多證據顯示真的有黑洞,而中研院參與的跨國研究拍攝到首張黑洞照片,更讓黑洞研究往前一大步,透過逐步認識黑洞,才有機會解答黑洞的許多特殊性。

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黑洞照多國可能同步公布 孫維新:天文重要里程碑
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黑洞照多國可能同步公布 孫維新:天文重要里程碑
最新更新:2019/04/10 13:35

(中央社記者郝雪卿台中10日電)國立自然科學博物館長孫維新今天表示,黑洞會吞噬旁邊物質,過去不知道黑洞長什麼樣子,中央研究院的這項觀察將是天文學重要里程碑。

今晚9時05分中研院將公布天文史上重大發現,並將在台北等全球6個地點同步舉辦記者會。外傳此重大科學發現是人類史上首張黑洞照片,中研院團隊以簽署保密條款為由不願證實。

孫維新是美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)天文學博士,曾任美國航空及太空總署博士後研究員。他說,台灣也參與這項跨國合作天文研究,觀察包括銀河中心的黑洞及室女座星系團最大一個星系M87。

孫維新表示,這兩個目標是這次觀測的重點,科學家都相信有一個大黑洞,其中銀河中心的黑洞估計是400萬個太陽的質量,而M87中心的黑洞約是10億個太陽質量。

孫維新解釋,這兩個黑洞體積很小,密度很大,要用非常高解析率的無線電波望遠鏡觀察,這是2年前進行的觀察,結合在夏威夷、智利、南極等地好幾個望遠鏡連線觀測,現在有了觀測結果,可以知道黑洞到底長什麼樣子。

孫維新說,黑洞會吞噬旁邊的物質,過去不知道黑洞長什麼樣子,現在可以看到黑洞邊界的影子長什麼樣子;過去看到其他物質掉進去黑洞之前會出現光,掉進去後就一片黑暗,透過掉進黑洞前的光可以看出黑洞細微結構,這是天文學上的重要里程碑。

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小行星比想像堅硬 想炸毀得動用更大能量
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小行星比想像堅硬 想炸毀得動用更大能量
最新更新:2019/03/10 08:43

(中央社紐約9日綜合外電報導)想藉炸毀朝地球直衝而來的小行星,以避免它撞擊地球帶來災難,實際上可能更棘手。新研究結果顯示,小行星較科學家先前想像更為堅硬,要炸毀它得動用更大能量。

美國有線電視新聞網(CNN)報導,約翰霍普金斯大學和馬里蘭大學的研究團隊指出,小行星較先前想像更為堅硬,想要加以爆破得動用強大能量。

研究團隊進行兩顆小行星衝撞模擬實驗,一顆直徑約1.6公里的小行星以秒速4.8公里,朝直徑25公里的較大型小行星衝撞。以往的實驗預測,大型小行星將會因衝撞而碎裂,但這次實驗結果卻顯示,大型小行星並未嚴重受損。

論文執筆者約翰霍普金斯大學的埃米爾(Charles El Mir)表示,「我們過去一直以為,越大型的小行星越容易粉碎,因為大型小行量較容易龜裂。但這次實驗結果卻顯示,小行星較我們原先想像更堅硬,要完全粉碎它得動用更強大能量。」

當研究人員花數小時研究引力對小行星表面飛散碎片的影響時,發現引力重新集結現象,意味小行星的受損大核心會藉由引力把飛散碎片吸回重組。

這些研究發現讓人質疑諸如「世界末日」(Armageddon)和「彗星撞地球」(Deep Impact)等好萊塢電影的情節,這類科幻電影描繪藉由核彈等破壞朝地球飛來的小行星或彗星來保護人類。

實際上,科學家也正在研究,面對朝地球直飛而來的小行星等,該如何摧毀它或讓它改變飛行路徑。

約翰霍普金斯極端材料研究所(Hopkins Extreme Materials Institute)所長拉梅什(K.T. Ramesh)發表聲明說:「我們相當頻繁遭到微小的小行星撞擊。這些課題從學術領域變成攸關我們該如何回應重大威脅,只是遲早問題。」

「屆時針對該怎麼辦,我們需要傑出構想,諸如這項研究的各種科學努力,對於協助我們做出那些決定至關重要。」

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克服暗物質障礙 天文學家算出銀河系質量
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克服暗物質障礙 天文學家算出銀河系質量
最新更新:2019/03/08 20:59

(中央社巴黎7日綜合外電報導)天文學家今天表示,他們透過涵蓋暗物質重量的新資料,首度精確算出銀河系的質量。

在美國國家航空暨太空總署(NASA)與歐洲太空總署(European Space Agency)蓋亞太空任務的合作中,一群專家計算出銀河系的質量約是太陽質量的1.5兆倍。

先前預測,銀河系的質量是太陽質量的5000億到3兆倍。

總部設在德國的歐洲南方天文台(European Southern Observatory)的華金斯(Laura Watkins)表示:「我們無法直接找到暗物質,這就是為何當今對銀河系的質量存在不確定性,你無法精確測量看不到的東西。」

為了克服這點,研究團隊測量了恆星團的速度。

劍橋大學(University of Cambridge)天文學研究所的伊凡斯(N. Wyn Evans)表示:「一個星系的質量愈大,其恆星團在引力作用下移動速度就愈快。」

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