大爆炸後，宇宙炙熱而密集，光子不斷與電子和離子碰撞，無法自由穿梭。約 38 萬年後，宇宙冷卻到可以形成中性原子，光子才得以自由漫遊，形成今天的宇宙微波背景。接下來的數億年，宇宙陷入「暗時期」——缺乏新星誕生，氫與氦仍以巨大雲團存在，看似一片沉寂，直到首批恆星和星系點亮天空，再次電離氫氣。記者林育如／編譯

大爆炸後，宇宙炙熱而密集，光子不斷與電子和離子碰撞，無法自由穿梭。約 38 萬年後，宇宙冷卻到可以形成中性原子，光子才得以自由漫遊，形成今天的宇宙微波背景。接下來的數億年，宇宙陷入「暗時期」——缺乏新星誕生，氫與氦仍以巨大雲團存在，看似一片沉寂，直到首批恆星和星系點亮天空，再次電離氫氣。

[caption id="attachment_199975" align="alignnone" width="808"] 宇宙還沒點亮前，就已經悄悄變暖！科學家推翻冷暗時代想像（圖／AI生成）[/caption]

即便如此，暗時期並非完全靜止。科學家觀察氫的 21 公分射電波信號。這種微弱信號來自氫原子電子與質子自旋的微小能量差，電子翻轉自旋時會釋放微量能量，產生固定波長的射電輻射。氫是宇宙最豐富的元素，因此 21 公分波成為研究早期宇宙氣體分布、動態和溫度的重要工具，也能揭示暗物質和再電離過程。

澳洲西部 Murchison Widefield Array 天文台團隊整合十年的觀測資料，分析再電離時期氫氣的功率譜，成功提取微弱的宇宙信號。結果顯示，大約在大爆炸後 8 億年，宇宙中的中性氫已經開始比極冷模型預期的更暖。換句話說，即便在首批恆星大規模形成前，暗時期的宇宙已經在悄悄演化。

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這一發現排除了極端「非常冷啟動」模型，表明暗時期的宇宙並非完全冰冷。至於加熱來源，目前仍不確定，但科學家推測可能與早期黑洞或其他高能射線活動有關。無論來源為何，這項研究顯示，即使在缺乏明亮光源的黑暗時期，宇宙已經悄悄為後來星系與恆星的誕生鋪路。

這項研究不僅加深了對暗時期的理解，也證明即使是極微弱的射電信號，也能揭示宇宙早期的秘密。看似沉寂的宇宙，其實從一開始就充滿活動與故事，而這些故事，正透過氫的微弱波動慢慢被我們捕捉到。

資料來源：Universe Today、Scimex

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盤據銀河系中心上下的巨大「費米泡泡」（Fermi Bubbles）再次帶來天文新發現。美國國家科學基金會（NSF）綠銀行望遠鏡團隊最新觀測指出，在這對由超高溫電漿構成、延伸約5萬光年的神秘泡泡內，竟藏有龐大且冰冷的氫氣雲，這些低溫氣體竟能在極端高溫環境中存活，令科學家感到相當震驚。記者林育如／編譯

盤據銀河系中心上下的巨大「費米泡泡」（Fermi Bubbles）再次帶來天文新發現。美國國家科學基金會（NSF）綠銀行望遠鏡團隊最新觀測指出，在這對由超高溫電漿構成、延伸約5萬光年的神秘泡泡內，竟藏有龐大且冰冷的氫氣雲，這些低溫氣體竟能在極端高溫環境中存活，令科學家感到相當震驚。

[caption id="attachment_187539" align="alignnone" width="818"] 費米氣泡是兩個巨大的氣體和宇宙射線球體，聳立在銀河系上方。（圖／取自NASA Science）[/caption]

《Space.com》報導指出，研究主要作者、北卡羅來納州立大學物理系副教授Rongmon Bordoloi表示，這些冰冷氫氣雲可能是數百萬年前從銀河中心噴發出來、原本更大塊結構的殘餘物。Bordoloi形容這種現象猶如將冰塊丟入沸水中，體積較大的冰塊雖然會逐漸融化，但能存留較久一段時間。

費米泡泡於2010年由美國NASA費米伽馬射線太空望遠鏡首次發現，形狀如同巨大的沙漏，分別從銀河系平面上下方膨脹而出，據信是數百萬年前銀河中心超大黑洞猛烈噴發，噴射雙向物質並攜帶周邊氣體向外吹散所形成。泡泡內的電漿溫度高達百萬度以上，遠遠超出常規天體環境。

此次發現的冰冷氫氣雲規模從13光年到91光年不等，大小遠超太陽系範圍。為了在如此高溫的費米泡泡內生存，這些氣雲在被銀河風掃入泡泡時，原始體積必須相當龐大。Bordoloi強調：「理論上，這些氣雲不應該能存活這麼久，卻確實存在，這反映出銀河中心黑洞的劇烈噴發距今僅數百萬年，換算宇宙時間，彷彿一瞬。」

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這項研究於7月7日刊登於《天體物理學期刊快報》（The Astrophysical Journal Letters），有助於縮小費米泡泡的形成年齡範圍，並揭示銀河系中央黑洞可能會在大量物質湧入時，發生短暫且猛烈的噴發現象。至於黑洞爆發的具體週期，仍有待未來進一步研究釐清。

Bordoloi最後表示：「從費米泡泡到近期發現的eROSITA泡泡，銀河中心顯然比我們以往想像的更為活躍，未來仍有許多謎團等待解開。」

資料來源：Space.com 、The Astrophysical Journal Letters

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響應全球淨零碳排，國立中山大學化工系教授陳軍互所帶領的研究團隊，提及台灣目前主要的再生能源為風力和太陽能發電， …

響應全球淨零碳排，國立中山大學化工系教授陳軍互所帶領的研究團隊，提及台灣目前主要的再生能源為風力和太陽能發電，使用太陽能、風力來電解水，所產生的氫氣（綠氫），將綠氫儲存起來，可減少碳排放，並以便儲能，解決再生能源的不穩定供應，因此獨創「酸性氧化輔助沉積」技術，研發出最新且低成本的複雜氧化物催化劑。

研究團隊指出，氫氣在當代工業活動是不可或缺的原料，不僅為製造氨、雙氧水及甲醇的原料，也可當火箭燃料，和提煉金屬的還原劑，氫氣對比不同再生能源電力，保存綠能效應更高，但缺點是生產成本太高，根據國際能源總署（International Energy Agency, IEA）報告，綠氫只占全球氫產能不到 0.1%，每公斤達3至7.5 美元，導致氫能技術尚未普及生活。

陳軍互表示，一般電解水的催化劑都採用貴金屬，「當前水電解用的貴金屬催化劑如鉑、釕、銥等，成本太過昂貴，扼殺大規模使用氫氣的契機。」現今許多國家因歐洲熱浪、俄烏戰爭而產生能源危機，當務之急就是發展乾淨且可再生的替代能源。

為了讓氫氣的生產成本進一步降低，團隊長期開發，用地殼含量豐富且低成本的元素，如鐵、鈷、鎳等來設計催化劑，讓氫能更普及，「我們使用便宜的材料及技術，在高電流下進行水分解，產生氫氣。」

這新型催化劑則主要使用「鐵」與「錳」兩種元素，使成本降低至千分之一，活性高出常用的鎳催化劑4.6倍，電力轉換效率更好，簡單來說，就是產出等量的氫氣所需耗電量更少，大幅降低電力成本。

成本降低後，能使綠氫於生活應用中更為普及，而中山大學鄰近高雄西子灣，陳軍互強調，新型催化劑能穩定電解海水，並不受腐蝕困擾，「最近取用西子灣的海水，且成功轉換成氫氣，這讓我想像未來整片西子灣，都是我們的氫氣海！」擺脫能源依賴進口的供應問題。

此技術長期獲科技部、中山大學及產業單位，累計超過千萬元的研發支持，目前已與台灣知名企業與學研單位進行一系列產學合作，研究成果更榮登國際頂尖期刊美國化學會能源快報（ACS Energy Letters）。

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