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年特種考試地方政府公務人員考試試題
等 別：三等考試
類 科：天文
科 目：宇宙學
考試時間：2小時 座號：
※注意：
禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
34970
頁次：
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一、宇宙學原理：（每小題 10 分，共 20 分）
在早期的完美宇宙學原理中，人們假設宇宙是不變的（stationary）。請
提出至少三種證據顯示宇宙有明顯改變，說明此一假設不正確。
在現代的宇宙學原理中，人們也假設宇宙是均勻的（homogeneous）。
但在觀測上我們看到了宇宙的密度明顯是不均勻的，例如有星星、星
系、星系團等各種結構，為何人們仍相信且採用此一假設？
二、一種尋找高紅移的星系的技巧是利用所謂的萊曼斷裂星系（Lyman-break
galaxies）。請說明為何會有萊曼斷裂現象，並解釋我們如何利用萊曼斷
裂現象來尋找高紅移星系？（20 分）
三、2019 年人們成功地觀察到了 M87 星系中的超大質量黑洞的剪影，該黑
洞的質量為 6.5×109太陽質量。一個太陽質量為 2×1033 克：
如果一個太陽質量的黑洞其半徑為 3公里，請問 M87 黑洞的史瓦茲半
徑為何？（10 分）
該黑洞的平均密度為何？（5分）
M87 是位於室女座星系團中的巨橢圓星系。為何星系團中常見類似的
巨橢圓星系？（10 分）
目前所知的最遙遠的超大質量黑洞，其紅移大於 7。請問我們可以用
什麼波段或方法來觀察這些遙遠的超大質量黑洞？（5分）
四、重力透鏡現象是宇宙學研究的重要工具，試說明三種重力透鏡現象：強
重力透鏡現象（strong lensing），弱重力透鏡現象（weak lensing），微重
力透鏡現象（micro lensing）的差異？（30 分）