主持人:香港電台公共事務組
嘉賓:香港大學物理學系副教授吳志勇
「大家好,我是吳志勇教授,我是港大物理學系副教授,我是一位天文學家,我主要觀測宇宙裏面比較極端的天體,譬如一些超新星爆炸的遺骸,以及脈衝星、脈衝星風雲等。 其實一般的星星,大家看見天上的星星和人類一樣有壽命,它完結後會變成另一種天體,例如太陽過多五十億年後會變成白矮星,我研究的是大質量的行星,八至十倍太陽質量的行星,它們燒光燃料之後,就會有很劇烈的超新星爆炸,剩下的可能變成黑洞或者變成脈衝星,我研究的方向主要是觀測這些超新星的遺骸,以及這些脈衝星,我會用國際上主要的太空望遠鏡,以及射電望遠鏡去觀測這些星的遺骸。 這些星的特別之處就是它們其實好細小,好像香港島這樣細小,但是質量很大,即是想像將太陽置於香港這樣細小的地方。 」
這些如此緻密的星體,對於科學家研究一些極端的重力、磁場等會有很大幫助,因為在地球上,永遠提供不到這樣極端的環境去進行物理學研究。
「我研究的最主要範疇是看這些脈衝星上面,它們有很強的磁場,它們亦轉得很快,那麼它們會將粒子加速到很高能量,這樣在宇宙會形成所謂的宇宙射線。 宇宙射線被發現超過一百年,它們的來源是怎樣的,人們未太清楚。 目前最主流的學說,是指這些在銀河系的粒子會在脈衝星附近,以及在超新星遺骸的擊波裏面加速,它們來到地球之後形成了高能的粒子,其實對我們的生活也會有一點影響。 譬如我們常用到的碳-14年代測定法,是由於這些高能粒子不斷撞擊地球的碳-14原子,不斷產生碳14,才做到測定時間。」
傳統天文學幾千年以來,都是觀測可見光為主,不過,最近的一百年間,已經超越了可見光,進而透過電磁波,甚至中微子等理解天體。
「即是由射電一路到可見光、紅外、紫外、X射線、伽瑪射線都有,現時這被稱為多波段觀測,可觀察一個星體不同波段發出來的強度、能量,估計它背後的物理狀況,但新的趨勢不止多波段,除了電磁波之外,還有其他中微子、重力波等,或者宇宙射線,即是將幾個不同方向組合起來去觀測天體,它的背後有甚麼正在發生,這超越了可見光的範圍,亦超越了電磁波的範圍,有些東西是從電磁波中觀察不到的,例如中微子,現在我們已經有中微子天文台。譬如我研究的脈衝星,如果兩粒脈衝星撞在一起時,它們會產生很強的引力波,事實上現時已觀測到有幾個這樣的事件,而重要性是在於其實很多重的金屬會在這個過程中誕生,估計有大部分重的元素會在超新星爆炸的時候誕生,以及會在兩個脈衝星碰撞的時候誕生,這些都會導致很強烈的引力波,這亦都可以解釋到很多重的元素,在宇宙如何誕生,以及在地球觀測到的,例如金、銀、銅,這些重的元素是如何在宇宙中產生。」
未來影響天文學發展的一個重要因素,在於學者會運用到不少新型的望遠鏡。
「今後五至十年,會陸續有很多新的望遠鏡落成,最主要譬如我從事射電的方向,有一個名為平方公里列陣,具備多支望遠鏡,會在南非和澳洲分別建設多支望遠鏡,規模屬史無前例的大。它當初的計劃是收集面積達一平方公里,它會每天觀察天上星的變化。 這樣大的望遠鏡會收集到很多數據,可能一秒鐘一個terabyte (TB),一個一TB的硬碟,一秒鐘就填滿了,這樣大量的數據究竟如何儲存和分析,是未來我們關注的趨勢,以及未來研究的課題。 現時科學家嘗試用人工智能的辦法去分析,可能只會保存有用的數據,即時篩選,否則很快就填滿硬碟,數據產生速度太快,難以保存太多。 現時新型的望遠鏡會每日觀天,看星的光度有何變化,這亦是未來的大方向,因為現在我們有這樣的儀器,有條件和運算能力,可以每晚觀天,每晚拍一張照片,然後看光度有何變化,這是屬於Time-Domain Astronomy,即是時間性的天文學。從前並不是這樣的,從前可能隔幾十年,才有人拍某個天區的一張照片,現在可以做得很頻密。」
主持人:香港電台公共事務組
嘉賓: 香港理工大學應用物理學系系主任劉樹平教授
香港現時約三分之二的碳排放源自發電。雖然煤在本地發電燃料組合中所佔的比例已由2015年的一半大幅下降至目前的約四分之一,但是本地的燃料組合仍然側重化石燃料。
「發電佔本港碳排放很高的比例,尤其是用煤的話,現在政府有政策,發電廠盡量將煤改成天然氣,就算用天然氣,也會有碳排放的,只不過較少,所以碳的來源,發電廠是其中一個,現在另外一個比較多的是來自堆填區,堆填區亦產生很多碳排放。 未來香港會有焚化爐,或者稱為I-PARK 綜合廢物管理設施,廢物轉化為能源,將都市垃圾焚燒,焚燒的過程產生熱力,產生熱力也可以發電,似乎是挺好的,但是它也會有碳排放 ,碳排放是不會消失的。」
科學家正在研究不同方法,將不同來源排放出來的碳收集、儲存,甚至轉化為其他有用的化學品。
「現時世上很多不同地方也有要求,如一些活動產生大量碳排放,應採取相應措施減低排放量,其中一種方法就是捕捉它,捕捉後又怎樣儲存它呢?有些方法就是放在地底,現在經常聽見有發生地震,地震可能將二氧化碳排出來,比較好的方法就是轉換成一些產品,譬如將碳變成塑膠,變成塑膠之後可能就會儲存得久一點,至少在空氣裡面,份量不會不斷地增加,你不要讓它增加,你用多一點或者你捕獲多一點的時候,那可能會減少。舉一個例子,碳捕獲了之後,轉換成甚麼呢?我們在理工大學有一個研究,就是將它轉換成乙烯,乙烯是一種氣體來的。 乙烯是很重要的,全世界的需求很高,乙烯如果可以用電解的方法去製成乙烯,不是用石油化工來製乙烯的話,碳排放是相差很遠的。那麼乙烯用來製造甚麼呢?就是現在我們所有的塑膠產品,其實原材料都是由乙烯開始,全世界的需求是很大的。你想像一下,如果我不需要用化石材料的方法去製乙烯,而是需要在捕獲了的碳來製乙烯的話,其實對環境的幫助會很大。」
團隊希望能夠在未來本港的轉廢為能設施,應用到這套負碳技術,收集和轉化焚化爐排出的碳。
「希望在未來的廢轉能裝置於明年可以運作之後,我們有一些合作,將我們的負碳排放技術,可於裝置內運用。 如果成功的話,真的可以將這個廢轉能的碳值去減低, 其一是對香港好,另外有一個技術示範的作用,裝置在香港成功的話,其實可以輻射出去至大灣區、全世界。 有報導指,歐洲有五百座這種裝置,設想五百座這種裝置,每一座都有這種負碳排放的技術在裡面,我相信對全世界的影響會很大。 」