重力紅移 (Gravitational Redshift)
國立臺灣大學物理學系 李宛儒
光波「頻率變低、波長變長」的現象，稱為紅移 (redshift)（紅光為可見光中波長較長的部分），會使觀察者接收的光，相較於光源，整體頻譜向波長較長的方向移動。紅移的程度通常用 $$Z$$ 表示，$$Z=\frac{\lambda-\lambda_0}{\lambda_0}$$，$$\lambda_0$$ 與 $$\lambda$$ 分別為光源波長及觀察者接收到的波長。都卜勒效應導致的紅移大家耳熟能詳，但除此之外還有不同的物理機制能造成紅移現象，比如重力紅移 (Gravitational redshift)。
沉睡的怪獸黑洞
科學Online特約編譯 柯廷龍 / 國立臺灣大學物理學系教授 王名儒 責任編輯
編譯來源：Behemoth Black Hole Found in an Unlikely Place, NASA
天文學家利用哈伯望遠鏡和位於夏威夷的雙子星望遠鏡，在太空中一個比較稀疏的區域發現了一個超大黑洞，質量有太陽170億倍大。這次的發現告訴我們這種「怪獸」物體可能比我們所想的還要常見。目前最大的黑洞的質量是太陽的210億倍，它坐落在后髮座星系團，一個擁有1000星系的星系團，新發現的黑洞只比它小一些。
天文學家解讀愛因斯坦環現象 推論SDP.81前景星系的黑洞質量大於3億個太陽
中央研究院天文及天文物理所104年9月30新聞稿
Highest-resolution observation ever of the gravitational lens system SDP.81, and its Einstein ring. Image via ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); B. Saxton NRAO/AUI/NSF
由中央研究院天文及天文物理研究所黃活生博士後研究、蘇游瑄助研究員、松下聰樹副研究員等3人組成的研究團隊，針對天文望遠鏡「阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列」(Atacama Large Millimeter/ submillimeter Array, ALMA)所拍攝之一張史上解析度最高的重力透鏡影像（此例形成「愛因斯坦環」現象），近日完成新的分析並發表論文。他們推論在這個名為SDP.81的重力透鏡系統的中心位置，應該有個不小的黑洞，且估算出此黑洞質量超過3億個太陽。由於黑洞質量的測量，是釐清黑洞宿主星系和黑洞共演化形成過程的關鍵，標示著ALMA望遠鏡具備探索最新前沿科學領域的重要進展，《天文物理學期刊》(The Astrophysical Journal)於2015年9月28日刊登這項研究成果。
研究團隊此次分析的重力透鏡影像，是ALMA於去年12月首次啟動完整最大陣列組態進行天體觀測時，對SDP.81系統所取得的資料組，於今年2月公開給全球天文學家分析使用。這張罕見美麗的光環影像，呈現包括人類居住的地球在內，最長距離為120億光年的三個天體，因位置與重力所呈現的特殊關係。
黑洞的大小–史瓦茲半徑（Schwarzschild Radius）
臺南市私立光華女子高級中學物理科楊盛智老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯
黑洞（Black Hole）已是家喻戶曉的名詞，原本的名稱其實是：「重力完全塌縮的星球」，直到1967年由惠勒【註1】（John Archibald Wheeler）提出「黑洞」一詞予以取代，至於黑洞形成的條件及範圍為何？早在1916年卡爾‧史瓦兹（Karl Schwarzschild，1873－1916）即求得，根據史瓦兹的說法，如果一個不自轉、不帶電的重力天體，其半徑小於一個特定值，天體將會發生劇烈收縮而坍塌，這個半徑就叫做史瓦兹半徑，在這個半徑內時空嚴重變形，不只天體本身會被吸入，就連發射的光（電磁波）都會被吸收，故呈現「黑漆漆」一片。
雙星（Binary Star）的重要性
國立台南第一高級中學物理科羅焜哲老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯
雙星對中學生而言，似乎只是個計算題型，用來練習萬有引力、等速率圓周運動與質心等觀念，但在天文學中，雙星系統有其重要的應用。
黑洞（Black Hole）
國立基隆女中地球科學科張仁壽老師 /國立台灣師範大學地球科學系陳林文教授責任編輯
落到黑洞中已成為科學幻想中的恐怖一幕。但黑洞在事實上已是科學的現實，而非科學的幻想。我們已有很強的理由預言黑洞必然存在。而觀測上也有證據強烈地顯示，在銀河系中存在著黑洞，在其他星系中則可能更多。
假設在地球表面上向上發射一顆砲彈。在它上升的過程中，其速度會因地球重力效應而減慢。這個速度可決定砲彈最終會停止上升並落回來，或是繼續向外運動。其中的臨界速度稱為脫離速度。地球表面的脫離速度大約為每秒7英里，太陽的脫離速度大約為每秒100英里。這兩個速度都比實際砲彈的速度大，但是它們比起每秒186000英里的光速來就太小了。這說明這些天體的引力對光的影響甚微，光可以毫無困難地從地球或太陽表面逃逸。可是也許有這樣的一顆恒星，它的質量大夠而尺度夠小，使得其表面的脫離速度比光速還大。因為從該恒星表面發出的光會被恒星的引力場拉曳回去，所以它不能到達我們這裏，因此我們不能看到這顆恒星。然而，我們可以根據這顆恒星的引力場作用到附近物體上的效應檢測到它的存在。
