《宇宙自然生命简史：01宇宙的诞生》歌词

[00:00:00] 本字幕由腾讯音乐天琴实验室独家AI字幕技术生成

[00:00:05] 欢迎收听科学有故事

[00:00:09] 比科学故事更重要的重要的是科学精神

[00:00:18] 科学有故事

[00:00:19] 从今天开始呢

[00:00:20] 就将为您播讲一个新的专辑

[00:00:24] 我们从何而来

[00:00:27] 要去向何方

[00:00:32] 一个星球一个实验

[00:00:35] 请听我为您讲述有关宇宙自然生命的简史

[00:00:44] 科学家们告诉我们

[00:00:46] 说这个宇宙中的所有物质都是由原子组成的

[00:00:51] 而原子呢

[00:00:52] 则是由原子核与电子构成原子核中又有两种基本粒子

[00:00:57] 它们是制止和终止

[00:01:00] 这两种粒子都极其微小

[00:01:02] 实际上你再怎么努力想象你都无法真正理解他们到底有多小

[00:01:08] 不过我还是愿意给你打一个比喻来帮助你想象一下

[00:01:11] 比如说你拿起一根最小的缝衣针

[00:01:16] 在这个缝衣针的针眼里面就能将五千亿个字子一个挨着一个的给平铺开

[00:01:23] 那么

[00:01:23] 这五千亿又是一个什么样的一个概念呢

[00:01:26] 假如你一秒钟数一个的话

[00:01:29] 你得差不多要署上1 .6 万年才能数完怎么样有没有点感觉呢

[00:01:35] 那制止是不是宇宙中最小的粒子了呢

[00:01:40] 不是的

[00:01:41] 还有比自己更小的多得多的基本粒子

[00:01:45] 不过现在的物理学家们认为宇宙中存在着一个最小的极限尺度不可能还有比这个尺度更小的粒子了这个呢

[00:01:54] 就被称之为普朗克尺度

[00:01:56] 他差不多是十的负35 次方米的这样子的一个数量级

[00:02:01] 这个尺度呢

[00:02:02] 是比制止还要小上各一万亿亿倍

[00:02:06] 实际上这个尺度也被称之为空间的最小单位

[00:02:11] 空间呢

[00:02:12] 其实是无法被无限细分下去的看上去连续的空间实际上是由一个个的小泡泡

[00:02:19] 连在一起形成的

[00:02:20] 而每一个泡泡空间都是一个整体

[00:02:23] 无法分割

[00:02:24] 当然了

[00:02:25] 这些都是物理学家们用纸笔计算出来的量子理论的产物

[00:02:30] 我们人类其实还没有能力去验证这个理论到底对不对

[00:02:35] 据说我们这个宇宙就是在这样的一个小泡泡中被创造出来的

[00:02:41] 现在呢

[00:02:41] 就让我们也试着来扮演一回

[00:02:43] 上帝创造一个宇宙出来

[00:02:47] 我们要创造的

[00:02:47] 这个宇宙是按照当下最流行的暴胀模型来创造在这个模型之前还有一个已经过时了的标准大爆炸模型

[00:02:57] 那么我们就不去管它了

[00:02:59] 在创造宇宙之前

[00:03:01] 你需要把现在宇宙中的所有物质从宇宙诞生

[00:03:05] 直到现在的每一个例子全都给集中起来

[00:03:08] 压缩到一个单独的泡泡空间中

[00:03:11] 这就是宇宙学中的起点

[00:03:14] 注意啊

[00:03:15] 这个是念

[00:03:16] 其很多人呢

[00:03:17] 会读几

[00:03:18] 这是不对的起点呢

[00:03:19] 就是奇异之点的意思

[00:03:22] 但是要理解起点

[00:03:23] 还真不是一件容易的事情

[00:03:26] 接下去呢

[00:03:27] 就会有一次剧烈的大爆炸

[00:03:29] 你肯定会下意识地想要躲到一个安全的地方来观看这个宇宙奇观

[00:03:35] 但我必须很不幸的告诉你

[00:03:37] 你没有地方可以藏

[00:03:39] 因为起点就是宇宙的全部了

[00:03:42] 他没有外面

[00:03:44] 他并不是你想象的那样物质在爆炸中填满了外面的所有的虚空

[00:03:50] 实际上空间也是在大爆炸中被创造出来的

[00:03:55] 你可能会想当然地认为起点是悬在无尽黑暗之中的一个原点

[00:04:02] 但这是错误的

[00:04:04] 正确的理解是没有空间也没有黑暗起点没有四周没有地方供它存在

[00:04:12] 我们甚至都不能问它存在了多久了

[00:04:15] 它是某种灵光乍现呢

[00:04:17] 还是一直在等待着创世的那一刻

[00:04:20] 因为时间还不存在

[00:04:23] 当然也就没有了过去和未来

[00:04:26] 我呢

[00:04:27] 是绞尽脑汁啊

[00:04:28] 想帮助你理解奇点的这种奇异性

[00:04:32] 但确实呢

[00:04:32] 是挺难的

[00:04:34] 不过我还是要试一下

[00:04:36] 让我们来设想这样一种空间

[00:04:39] 它在任何方向都是无限循环的

[00:04:42] 也就是你朝任何一个方向跑过去都会很快呢

[00:04:45] 就会跑回到原点

[00:04:47] 呃

[00:04:47] 你朝前看呢

[00:04:48] 能够看到自己的背影啊

[00:04:51] 那是真正的自己啊

[00:04:52] 不是另外一个人回头看呢

[00:04:54] 你也能看到真正的自己

[00:04:56] 现在呢

[00:04:56] 你把这样的一个恐怖的空间啊

[00:04:59] 缩小缩小再缩小无限的缩小下去

[00:05:03] 这就成了起点

[00:05:05] 这就是起点

[00:05:06] 没有外面的概念

[00:05:08] 我不知道这个例子有没有帮助你理解起点

[00:05:11] 然后就是砰的一声巨响

[00:05:14] 就这样我们的宇宙从无到有

[00:05:17] 就诞生了

[00:05:18] 这是一个如此光辉的时刻难以用任何语言去形容它的神奇和壮丽起点就已令人不可思议的方式创造出了空间和时间创世的第一秒是充满活力的众多的宇宙学家耗尽了他们毕生的精力把这一秒钟的内容给分割成越来越小的部分

[00:05:41] 引力以及物理学中的所有定律

[00:05:44] 常量都产生于这头一秒钟

[00:05:47] 在不到一分钟的时间里头宇宙已经扩大到了1600 1 00 0米之大

[00:05:54] 这个时候的温度有多高呢

[00:05:57] 是110 摄氏度

[00:05:59] 核聚变反应就开始了宇宙中的氢元素诞生了这个清啊

[00:06:04] 是轻重的轻

[00:06:06] 他们主要是氢原子和氦原子

[00:06:10] 以及少量的锂原子大约一千万个原子当中呢

[00:06:14] 就有一个是李园子

[00:06:17] 三分钟后

[00:06:18] 我们这个宇宙中98%的物质被创造出来了

[00:06:23] 我们就拥有了一个美丽的神奇的充满无限可能的宇宙所有的这一切只不过是用了制作一个三明治的时间

[00:06:34] 关于宇宙的年龄

[00:06:36] 宇宙学家们在11 0年还是21 0年上争论了

[00:06:40] 很久

[00:06:41] 最后在欧洲航天局发射的普朗克卫星的精密测量下

[00:06:46] 2015 年得出的最佳结论是

[00:06:49] 137 .98 加减0 .37 亿年

[00:06:53] 但这肯定不是测量的终点

[00:06:56] 不过有一点却是可以肯定的在很遥远的过去的某一个无法准确定位的时刻

[00:07:03] 由于某种不知道的原因

[00:07:05] 我们的宇宙开始上路了

[00:07:07] 这个时刻呢

[00:07:08] 宇宙学家们就把它称之为T 等于零时刻关于宇宙的诞生

[00:07:14] 我们知道的

[00:07:14] 其实呢并不多

[00:07:16] 还有许多许多我们想搞清楚的事情也有许多我们原以为已经清楚的事情

[00:07:21] 后来发现其实啊并不是那么回事儿

[00:07:25] 大爆炸理论提出的时间呢

[00:07:26] 其实也不算太长

[00:07:28] 上世纪20 年代有一位比利时的牧师兼学者名叫乔治勒梅特他首次非正式的提出了大爆炸的假说

[00:07:39] 但是在这之后的40年中

[00:07:41] 这个假说在宇宙学界其实呢并不是很吃香

[00:07:45] 直到1965 年之后

[00:07:47] 由于两个美国通讯工程师无意中的非凡发现

[00:07:51] 才使得这个大爆炸理论一下子就在学界中给炸开了

[00:07:56] 这两位美国工程师呢

[00:07:57] 一个叫做阿诺彭齐亚斯一个叫做罗伯特威尔逊

[00:08:02] 1965 年

[00:08:04] 他们在新泽西州的霍尔姆德用一台属于贝尔实验室的巨大的射电天文望远镜做研究的时候啊

[00:08:12] 就发现一种稳定的背景噪音干扰了他们想做的一切研究这种噪音呢

[00:08:19] 来自天空的所有方向

[00:08:21] 而且一年四季从早到晚从不间断

[00:08:24] 怎么都消除不掉

[00:08:26] 这哥俩呢

[00:08:27] 就花了整整一年的时间想去掉这个噪音干扰他们检查了所有的电子元件甚至把整个天线都给拆了

[00:08:36] 小心的擦拭了每个零件

[00:08:38] 然后呢

[00:08:38] 再重新组装起来

[00:08:40] 但是没有用于是他们又爬进这个号角形的天线的喇叭口用管道胶布盖住了每一条接缝

[00:08:48] 每一个铆钉依然不管用

[00:08:51] 不甘心的他们呢就拿上抹布和扫帚再次爬进天线的喇叭口中

[00:08:56] 小心翼翼地把一种他们在论文中称之为白色电解质的东西给消除干净这个呢

[00:09:03] 其实就是鸟粪

[00:09:04] 但是所有这一切都是白费功夫噪音不但没有清除掉

[00:09:09] 还比之前更加清晰了

[00:09:12] 但是彭齐亚斯和威尔逊不知道的是就在离他们只有50 公里的普林斯顿大学有一组科学家在罗伯特迪克教授的领导下

[00:09:22] 正在寻找一种东西

[00:09:24] 而这种东西恰恰就是这哥俩儿正在孜孜不倦地想要消除的东西

[00:09:30] 普林斯顿的这些科研人员正在研究的课题就是俄裔美国物理学家乔治伽莫夫在上世纪40 年代提出的一种理论

[00:09:40] 这种理论呢

[00:09:41] 就指出大爆炸在宇宙中留下了一季

[00:09:45] 这就是微波背景辐射

[00:09:48] 伽莫夫计算出这种微波背景辐射穿过茫茫的宇宙到达地球之后的温度到底是多少

[00:09:55] 在一篇论文中

[00:09:56] 它甚至都已经提到了呃

[00:09:58] 利用贝尔实验室在霍尔姆德的射电天文望远镜就可以检测到这种宇宙微波背景辐射

[00:10:06] 但不幸的是呢

[00:10:07] 不论是彭齐亚斯和威尔逊还是普林斯顿大学的那些专家们都没有看过伽莫夫的这篇论文

[00:10:25] 彭齐亚斯和威尔逊听到的噪音正是伽莫夫预言的宇宙微波背景辐射

[00:10:31] 换句话说

[00:10:33] 他们看到了宇宙的边缘

[00:10:35] 至少可以说他们看到了138 亿光年之外

[00:10:39] 宇宙的可见部分

[00:10:41] 那是宇宙诞生时的第一束光时间和距离把它们转变成了微波的形式

[00:10:48] 伽莫夫的预言是对的艾伦古斯在他的暴胀的宇宙

[00:10:53] 这本书中呢

[00:10:54] 就打了一个形象的比喻来描述这种辐射有多古老

[00:10:59] 如果我们把宇宙比喻成是10 0层的帝国大厦楼顶呢

[00:11:05] 就是我们当下的现在而地面呢

[00:11:08] 就代表大爆炸发生时的临时课

[00:11:11] 这样一来

[00:11:12] 我们向宇宙深处的凝望

[00:11:14] 就好像呃

[00:11:15] 我们从楼顶向地面观望

[00:11:18] 威尔逊和彭齐亚斯早些时候发现的那些遥远的星系大约呢就是在60 层儿更古老的类星体大约是在第20 层

[00:11:28] 但是微波背景辐射的发现却把我们对可见宇宙的认识推进到了离地面不到一厘米的地方

[00:11:36] 我们回到前面说的彭齐亚斯和威尔逊一直找不到那些可恶的噪音来源

[00:11:42] 于是呢

[00:11:42] 他们就想到要向普林斯顿大学求助电话呢

[00:11:46] 就恰巧打到了迪克教授那里

[00:11:48] 他们在电话中详细地描述了所遇到的困扰迪克教授听完他们的描述立即就明白了这哥俩儿发现了什么

[00:11:57] 当时的这个心理啊

[00:11:58] 就是哇凉哇凉的他挂上电话后

[00:12:01] 对同事们就说了一句话好啦

[00:12:03] 孩子闷我们出局了

[00:12:05] 不久之后呢

[00:12:07] 天体物理学杂志登出了两篇文章一篇是彭齐亚斯和威尔逊所写的描述了他们发现那些噪音的经历

[00:12:16] 另一篇呢

[00:12:17] 是迪克团队所写的解释了

[00:12:19] 这些噪音产生的自然原理

[00:12:22] 虽然彭薇两个人从未想到过要去寻找什么宇宙背景辐射

[00:12:27] 而且呢

[00:12:27] 当他们无意中发现的时候他们自己也不晓得他们发现的是什么

[00:12:32] 更没有发表过任何论文来描述或者解释它们的性质

[00:12:36] 但是他们却意外地收获了1978 年的诺贝尔物理学奖

[00:12:41] 而迪克和他的团队只收获了无数的同情

[00:12:44] 在丹尼斯写的宇宙孤星

[00:12:47] 这本书中呢

[00:12:47] 甚至说彭齐亚斯和威尔逊自己也是在阅读了纽约时报之后才明白自己的发现有多么重大的意义

[00:12:55] 我想顺便说一下这种宇宙微波背景辐射的干扰

[00:12:59] 其实我们都经历过你把电视机调到一个没有信号的频道

[00:13:03] 画面上的雪花点中有大约1 %就是宇宙大爆炸

[00:13:08] 残留的遗迹

[00:13:09] 所以呢

[00:13:10] 下次你别再抱怨电视上什么也没有

[00:13:13] 你

[00:13:13] 至少在观看宇宙的诞生呢

[00:13:16] 啊

[00:13:16] 不过我突然想到这个例子大概也只有我们这种七零后

[00:13:20] 八零后的人能听得懂九零后的小孩儿基本上已经没有见过电视中的雪花点了

[00:13:26] 现在的电视都不出雪花点了

[00:13:28] 虽然我们把它称之为大爆炸

[00:13:31] 但在许多书中都提醒我们呢

[00:13:33] 不是一次普通的爆炸

[00:13:35] 而是一次突然的超大规模的膨胀

[00:13:38] 那么到底又是什么原因导致了这种膨胀呢

[00:13:52] 有一种观点就认为起点是上一代的宇宙大塌缩而形成的宇宙呢

[00:13:59] 就像是一个气球不断的膨胀又收缩收缩又膨胀

[00:14:03] 循环往复

[00:14:05] 我们现在刚好是处在膨胀中而已

[00:14:07] 还有些人把大爆炸归因于一些深奥难懂的概念

[00:14:11] 比如说什么副真空啊

[00:14:13] 标量场啊

[00:14:13] 真空能啊之类的

[00:14:15] 反正就是某种东西能给本来什么也没有的虚无

[00:14:19] 待续不稳定因素

[00:14:21] 从无到有

[00:14:22] 看上去是没有可能的

[00:14:24] 但我们的宇宙却偏偏证明了这是可能的

[00:14:27] 因为我们这个宇宙就是这样来的吗

[00:14:30] 也许我们的宇宙只是无数个大小不一的宇宙中的一个而已

[00:14:36] 大爆炸

[00:14:36] 到处都在不断的发生着

[00:14:38] 也许在大爆炸之前时间和空间是另一种

[00:14:42] 我们完全无法理解和想象的形式

[00:14:45] 而到爆炸则是一种时空转变的过程

[00:14:49] 宇宙从一种

[00:14:50] 我们完全无法理解的形式转变成了我们大致能够理解的形式而已

[00:14:56] 斯坦福大学的安德列林德博士在200 1年回答纽约时报的记者

[00:15:01] 他就说大爆炸的原因其实很像是一个宗教问题

[00:15:06] 大爆炸理论其实并不是关于爆炸本身的理论

[00:15:10] 而是研究爆炸之后的实践中都发生了什么注意啊

[00:15:15] 这里指的爆炸之后的很短

[00:15:18] 这里指的是爆炸之后很短很短的一段时间

[00:15:22] 科学家们通过仔细观察粒子加速器中的情况

[00:15:26] 然后再辅以大量的数学计算

[00:15:28] 他们相信自己已经能够回溯到大爆炸发生之后的十的负43 次秒

[00:15:36] 那时候的宇宙呢

[00:15:37] 还小到用显微镜才能看得清

[00:15:40] 在宇宙学中会出现很多的数字

[00:15:43] 虽然我们没有必要去搞清每一个数字的概念

[00:15:46] 但我至少想让你理解其中的一个数字

[00:15:50] 这个数字能让你对宇宙学中那些令人难以想像的尺度多少有这么一点初步的概念吧

[00:15:56] 比如说这个十的负43 次秒

[00:15:59] 他也可以写成这样

[00:16:01] 0 .00 00 00 00 00

[00:16:11] 零一秒

[00:16:12] 我不确定是不是数了43 个啊

[00:16:14] 大家不要去数我我刚才在不停地掰着手指头数

[00:16:17] 但是我发觉我可能还是失败了

[00:16:19] 但是呢

[00:16:19] 你还可以把它称之为一千亿亿亿亿分之一秒总共是五个亿

[00:16:27] 这些关于早期的宇宙的知识大部分呢

[00:16:30] 我们自认为已经搞清的都要归功于一个叫做艾伦古诗的美国粒子物理学家他在1979 年提出了暴胀理论

[00:16:40] 那个时候呢

[00:16:40] 他还很年轻

[00:16:41] 只有3 0岁名不见经传在斯坦福大学工作

[00:16:45] 艾伦古诗呢

[00:16:46] 现在是任职于麻省理工大学古诗自己说

[00:16:50] 要不是听了一场关于宇宙大爆炸的讲座

[00:16:53] 自己很可能永远也不会提出这个伟大的理论

[00:16:57] 而那次讲座的主讲人不是别人正是前文提到过的迪克教授

[00:17:01] 他让古诗对宇宙的诞生问题产生了浓厚的兴趣

[00:17:05] 最终提出了暴胀理论在古诗的理论中

[00:17:10] 我们的宇宙在诞生后的极短的时间内经历了一种极具的

[00:17:15] 突然的膨胀

[00:17:17] 这种膨胀颇有点戏剧性的味道

[00:17:19] 那么这个报账的速度是多快呢

[00:17:22] 古诗

[00:17:22] 他们的计算表明宇宙在十的负35 次秒到十的负33 次秒之间

[00:17:29] 也就是十亿亿亿亿分之一秒的时间内

[00:17:33] 它的尺度突然增大了十的26 次方倍

[00:17:36] 也就是一百亿亿倍

[00:17:39] 这是一个什么概念呢

[00:17:41] 我简单做了一个计算啊

[00:17:42] 相当于一粒尘埃

[00:17:44] 瞬间膨胀到十个银河系这么大暴胀理论解释了

[00:17:48] 为什么我们的宇宙会出现漩涡星系

[00:17:52] 如果没有这种爆炸物质不会结成团也就不可能出现恒星星系整个宇宙将只有漂浮的气体和永恒的黑暗

[00:18:02] 关于这个暴胀理论的详细诞生过程

[00:18:06] 我推荐你不妨去听一下我之前的一个节目啊

[00:18:09] 标题是16 暴胀的宇宙

[00:18:12] 你往前翻一下就能找到那么在那个节目里头呢

[00:18:16] 我更加详细的介绍了暴胀理论到底是怎么回事儿

[00:18:19] 可能比你想象的还要复杂一些

[00:18:22] 而且我自己觉得我讲的还是挺好的啊

[00:18:24] 没听过的听中一定要去听一下

[00:18:27] 古诗的理论是引力是在一千亿亿亿亿亿分之一秒的时候产生的随后也是在一个短的令人觉得荒谬的时间内产生了电磁力强核力和弱核力这四种基本力是物理学的原材料又过了一刹那

[00:18:46] 海量的基本粒子就诞生了

[00:18:48] 他们是构成原材料的原材料

[00:18:51] 不过现代的物理学家认为基本力也是由基本粒子产生的例如2012 年物理学界一个大新闻

[00:18:59] 也就是找到了那个上帝粒子希格斯粒子啊

[00:19:02] 这个基本粒子被认为是产生了引力

[00:19:06] 但不管怎么说吧

[00:19:08] 也就是在突然之间不计其数的光子电子质子终止于虚无中就出现了

[00:19:16] 按照理论的计算

[00:19:17] 每一种纸的数量在十的27 次方到十的29 次方之间

[00:19:22] 这是一个大的不得了的数字啊

[00:19:26] 我们普通人

[00:19:26] 当然很难理解这种数量的巨大

[00:19:29] 但我们只要有了以下这样一个概念就足够了

[00:19:32] 那就是在短短的一瞬间

[00:19:35] 我们突然就喜获了一个巨大无比的宇宙理论上这个宇宙的直径超过了一千亿光年

[00:19:42] 并且还有可能继续膨胀到更大这个宇宙有序地创造出了恒星星系以及其他更复杂的系统

[00:20:02] 这一切实在是太完美了

[00:20:05] 宇宙中的很多基本常量

[00:20:07] 只要稍有微小的变化

[00:20:09] 那么我们的宇宙就会变得完全不同

[00:20:12] 例如引力只要稍稍强一点

[00:20:15] 或者再稍稍弱一点膨胀的速度再稍稍快一点或者慢一点

[00:20:21] 那么就永远不可能产生稳定的元素来组成你我和我们脚下的大地了

[00:20:27] 假如引力再稍微强上个几十万分之一

[00:20:31] 那么我们的宇宙就会像一个失去支撑的帐篷一样轰然崩塌

[00:20:36] 当然也就不可能具备现在这样恰到好处的密度和大小了

[00:20:41] 那么假如在若上个几十万分之一呢

[00:20:43] 那么什么都不能结成团块宇宙将永远成为一个沉闷的稀疏的无尽空间

[00:20:51] 宇宙的这种完美的精确性

[00:20:54] 简直是令人叹为观止

[00:20:57] 也可以说是令人不可思议

[00:21:00] 这样一来呢

[00:21:01] 就不仅有人要问了

[00:21:02] 这到底是为什么我们的宇宙常量怎么就能够如此完美的恰到好处呢

[00:21:19] 现代的物理学家们除了用人择原理去解释之外

[00:21:23] 实在是找不到更好的解释了

[00:21:26] 那么什么是人

[00:21:27] 择原理呢

[00:21:28] 呃

[00:21:28] 人择原理的人则两个字就是人类的人选择的择

[00:21:34] 用一句话来说明的话

[00:21:36] 那就是我们之所以生活在这样的一个宇宙中那是因为只有这个宇宙允许我们存在

[00:21:43] 这就是人择原理的原文

[00:21:45] 但大多数人呢

[00:21:46] 会不大容易理解这个原理甚至呢

[00:21:48] 会觉得这种解释啊相当的牵强附会

[00:21:51] 是一种诡辩

[00:21:53] 那么我呢

[00:21:53] 需要稍稍费一些口舌给你讲解一下为什么这个解释并不是一种诡辩的技巧它呢

[00:22:00] 其实是有一些深刻的道理在里面的

[00:22:03] 我们都知道地球距离太阳大约是一点五亿千米刚好呢

[00:22:09] 位于太阳的宜居带上这个距离呢

[00:22:12] 刚好是不远

[00:22:13] 不近

[00:22:14] 可以使得地球啊

[00:22:15] 拥有适宜的温度

[00:22:17] 如果在远那么一点点就会太冷

[00:22:20] 所有的水都会结冰

[00:22:21] 如果在近那么一点点呢

[00:22:23] 就会太热

[00:22:24] 所有的水都会蒸发没有了水

[00:22:27] 当然也就不会有我们人类了这个宜居带的范围相比于整个太阳系到底是多大呢

[00:22:34] 我们来打个比方

[00:22:35] 如果我们把整个太阳系比喻成一个足球场的大小的话

[00:22:40] 那么你用美工刀在地上划一道线这根线的宽度

[00:22:44] 差不多就相当于是宜居带的范围了

[00:22:47] 而我们的地球呢

[00:22:49] 刚刚好就落在这个范围之内

[00:22:51] 这实在是一个过于完美的巧合了

[00:22:54] 假设整个太阳系甚至整个银河系就只有地球这么一颗星星的话

[00:23:00] 那么很可能就会有很多人去深入的思考

[00:23:04] 这到底是为什么呢

[00:23:05] 是不是这中间还有一些更加深层次的原因呢

[00:23:09] 但是一旦当我们发现其实地球并不是唯一的行星在太阳系中还有无数个大小不等的兄弟在银河系中呢地外行星更加是非常的普遍

[00:23:22] 这个时候我们会发现

[00:23:24] 再去追问为什么地球刚好在一车带上就显得是很愚蠢了

[00:23:29] 理由其实很简单

[00:23:31] 因为一颗行星距离恒星的距离就是源于历史的偶然而已

[00:23:35] 骂行星从最初的混沌一片的气体尘埃云中演化出来

[00:23:40] 这种物理过程

[00:23:41] 其实遍布于整个宇宙中必然会使得有一些行星呢

[00:23:46] 离得近一些

[00:23:47] 有的行星呢

[00:23:48] 离得远一些

[00:23:49] Er 1 .5 亿公里

[00:23:51] 这个数字并没有什么根本的原因是可以解释的

[00:23:55] 正因为我们的地球处在这个距离上

[00:23:59] 所以才有可能演化出生命才有可能出现了人类来思索为什么是1 .5 亿

[00:24:06] 这个数字

[00:24:07] 而另外还有无数个没有处在宜居带上的行星没有演化出生命

[00:24:12] 人择原理呢

[00:24:14] 就好像有一个人中了超级大乐透

[00:24:16] 如果你一定要去分析为什么是她中奖了

[00:24:19] 而不是别人

[00:24:20] 其实呢是徒劳的

[00:24:22] 也是没有意义的

[00:24:23] 因为从更高的一个层面来看

[00:24:25] 只要买彩票的人足够多

[00:24:27] 总会有一个人中奖的这并不需要一个什么特别的原因去解释

[00:24:33] 所以呢

[00:24:34] 英国的皇家天文学家马丁赖思就认为有无数个不同性质的宇宙

[00:24:39] 每个宇宙都有一组不同的物理常量组合

[00:24:43] 而我们恰好就生活在一个各种物理性质都允许我们存在的宇宙中

[00:24:49] 他用一家很大的服装店来举例说明这个观点

[00:24:53] 他说

[00:24:53] 如果服装的数量非常多

[00:24:55] 那么你就不会惊讶于刚好有一套合适你的尺码了

[00:24:59] 如果宇宙的数量其实很多很多

[00:25:02] 每一个都有一套不同的物理常量

[00:25:05] 那么总会有一套数据中是适合生命的

[00:25:08] 而我们恰好就在这样一个之中

[00:25:12] 所以呢

[00:25:13] 人择原理的关键

[00:25:15] 其实并不在于人则而在于我们生活的这个宇宙并不是一个唯一的宇宙或许还存在着无数个不同的宇宙

[00:25:26] 在那些宇宙中可能是有着完全不同的物理规律

[00:25:31] 物理学家李斯就坚信有六个数字

[00:25:34] 对于我们这个宇宙是至关重要的

[00:25:37] 无论它们中间的哪一个发生一点点

[00:25:40] 哪怕是再微小的变动

[00:25:42] 万物就不会是今天这个样子了

[00:25:45] 例如宇宙的存在依赖于氢聚变成氦的核反应

[00:25:50] 在这个过程中大约会有千分之七的质量转变成能量

[00:25:55] 如果这个数字从0 .007 变为0 .06

[00:26:00] 那么核聚变就无法发生宇宙中除了清就不会有别的任何元素了

[00:26:06] 而如果这个数字从0 .0 07 变为0 .0 08

[00:26:11] 那么聚变反应就会太快

[00:26:13] 宇宙中的清早就被消耗殆尽了

[00:26:16] 因此呢

[00:26:17] 对任何一个数字的微小的波动都会让现在这个是和我们的宇宙不复存在

[00:26:34] 虽然说呢

[00:26:35] 目前看上去一切都恰到好处

[00:26:38] 但是从长远来看

[00:26:40] 我们的宇宙不可能是一个稳恒态的宇宙

[00:26:43] 这个宇宙中唯一不变的就是变化本身宇宙也一定会发生演化宇宙学家们通过研究发现

[00:26:51] 宇宙的最终命运取决于宇宙中所有物质的质量和能量的平均密度

[00:26:58] 如果这个密度超过一个月值说明宇宙空间是弯曲的他最终会阻止宇宙的膨胀

[00:27:06] 并且呢把宇宙拉回城收缩的状态

[00:27:09] 最后再次他说为一个起点

[00:27:11] 于是呢一个新的循环又重新开始了

[00:27:15] 当然

[00:27:16] 也许这个密度值太小

[00:27:18] 于是我们的宇宙呢

[00:27:19] 就会膨胀得越来越快

[00:27:21] 最终所有的物质都会在基本粒子层面上被彻底地扯碎每一个基本粒子互相远离的速度都将超过光速

[00:27:31] 宇宙将变得无比空旷

[00:27:34] 毫无生气

[00:27:35] 那么

[00:27:35] 还有第三种意见认为呢

[00:27:38] 这个平均密度刚好是一个完美的数值

[00:27:41] 使得我们的宇宙从空间取利的角度来看是完全平坦的

[00:27:46] 这样的宇宙呢

[00:27:47] 就会平稳的存在

[00:27:48] 很久很久

[00:27:50] 直到宇宙中所有的恒星全部都燃烧殆尽

[00:27:54] 整个宇宙在热力学第二定律的主宰下

[00:27:57] 最终会达到热平衡

[00:27:59] 也就是熵值最大这个呢

[00:28:02] 又被称之为宇宙的热寂

[00:28:05] 这个系呢就是和尚圆寂的那个G 宇宙学家们有时会开玩笑地把这个称之为金发女郎效应宇宙就好像一个美丽的金发女郎

[00:28:15] 全身上下没有任何的缺点

[00:28:18] 这三种宇宙形态就被称之为闭合

[00:28:21] 宇宙开放宇宙和扁平宇宙

[00:28:24] 几十年来我们的天文学家一直在精心的测量

[00:28:28] 目前虽然还没有一个非常确定的结论

[00:28:31] 但是一颗接一颗的卫星和太空望远镜上天后把我们对宇宙平均智能密度的测量的精度推向了一个又一个新的高度

[00:28:42] 她让科学家们越来越确信宇宙的曲率不多

[00:28:46] 不少

[00:28:46] 恰好就是零

[00:28:48] 我讲到这里呢

[00:28:49] 我估计很多人的头脑中都会浮现出这样的一个问题

[00:28:53] 如果我们走到宇宙的边缘会发生什么

[00:28:56] 有一幅文艺复兴时期的著名的版画在很多讲天文学史的书上呢

[00:29:02] 你都会看到画面上呢

[00:29:04] 有一个人好奇地把头伸出最满星星的天幕

[00:29:08] 他想一窥后头由上帝制造的复杂的机械系统这个呢

[00:29:12] 是代表欧洲古代的这种宇宙观那么小朋友们可能会问

[00:29:18] 如果像那幅画里的人那样把头伸出天目又会看到什么呢

[00:29:23] 如果天幕之外不再是宇宙

[00:29:25] 那么我们的头还在吗答案呢

[00:29:28] 可能会让你感到失望

[00:29:30] 实际上没有人可以到达宇宙的边缘

[00:29:33] 这并不是因为要花的时间太长

[00:29:36] 当然确实还是要花很长很长的时间的

[00:29:38] 而是因为即便你坚持不懈的朝一个方向一直走下去走下去

[00:29:43] 你也永远到不了边界

[00:29:45] 哪怕你能够以光速运动

[00:29:48] 你也永远赶不上那些正在远离我们而去的星系

[00:29:52] 因为有无数的星系

[00:29:53] 他们的退行速度已经超过了光速

[00:29:57] 但这并不意味着爱因斯坦的相对论有什么错

[00:30:00] 因为你可能听说过相对论规定了宇宙中任何物体的运动速度

[00:30:05] 他不能超过光速

[00:30:07] 实际上相对论规定的是宇宙中任何信息和能量的传递

[00:30:12] 速度无法超过光速而星系的退行速度呢

[00:30:16] 是一种是运动这个事呢

[00:30:18] 就是视觉的那个是它不受相对论法则的约束

[00:30:22] 完全是可以超过光速的

[00:30:24] 关于相对论

[00:30:25] 我们在后面的章节呢

[00:30:27] 还会在谈到说句老实话

[00:30:30] 关于宇宙的这个膨胀啊

[00:30:32] 其实本身就是一件非常难以理解的事情

[00:30:35] 宇宙学家们对于宇宙膨胀的很多问题至今也还是在争论不休的没有取得完全一致的意见

[00:30:43] 有一位著名的诺贝尔奖的获得者就是Steven 温伯格甚至呢说过这样一句话

[00:30:49] 太阳系和星系都没有膨胀空间本身其实也没有膨胀

[00:30:54] 他说的是什么意思呢

[00:30:56] 它其实是说我们只不过是观察到了所有的星系都在彼此的互相远离

[00:31:02] 仅此而已

[00:31:04] 但这到底是不是膨胀

[00:31:05] 他说他也不知道

[00:31:07] 作为一个科学爱好者

[00:31:09] 我想说的是对于宇宙学了解的越多

[00:31:12] 我越加感到迷惑很多概念都在挑战我的理解极限

[00:31:18] 生物学家霍尔丹有一句名言

[00:31:20] 他说宇宙不仅比我们想象的要奇怪

[00:31:24] 而且比我们可能想象的还要奇怪

[00:31:28] 这就好像你如何理解有限

[00:31:30] 无界如何理解弯曲的空间

[00:31:33] 这些概念呢

[00:31:34] 其实都是一些超出了我们常识的概念

[00:31:37] 有一种流传很广的解释是这样说

[00:31:40] 如果有一个来自平面宇宙的人

[00:31:43] 他完全没有球体的概念

[00:31:45] 突然有一天他被带到了地球上

[00:31:47] 那么这个可怜的人可能会发现自己无论走多远都走不到大地的边缘

[00:31:53] 而且很有可能他走着走着又回到了起点

[00:31:56] 显然呢

[00:31:57] 他肯定会被彻底的搞糊涂的

[00:32:00] 其实啊

[00:32:00] 我们的处境

[00:32:01] 与这个来自平面宇宙的人好不了多少

[00:32:04] 只不过我们糊涂的更厉害罢了

[00:32:07] 请回顾一下我之前举的那个循环空间的例子或许呢

[00:32:11] 它有助于帮你摆脱这种困惑

[00:32:15] 因为我们的宇宙是没有边的

[00:32:18] 所以呢也就没有中心

[00:32:20] 你永远也不可能占到某处说这是一切的起点

[00:32:24] 一切的中心

[00:32:25] 但是我们如果从另外一个角度来看

[00:32:27] 又可以说任何地方都是宇宙的中心

[00:32:31] 这两种看法呢

[00:32:32] 其实都难以用数学的方法来证明这个观点呢

[00:32:36] 就被称之为宇宙学第一原理

[00:32:39] 这个原理用一句简洁而深刻的话来说呢

[00:32:43] 就是这样的宇宙对于任意地点的观察者都是平等的

[00:32:48] 这个观点可能是迄今为止在宇宙学的研究中最没有争议的一个观点了

[00:32:53] 今天我们借助于许多大型的太空望远镜

[00:32:57] 我们已经知道宇宙的年龄呢

[00:33:00] 大约是138 亿年

[00:33:02] 那么人类所能认知的宇宙

[00:33:04] 它的尺度其实并不是仅仅是光在138 亿年中走过的距离

[00:33:11] 因为138 亿年前发出的光在出发以后呢

[00:33:15] 宇宙就一直在膨胀

[00:33:18] 所以我们平常所说的可见宇宙的尺度还得考虑到宇宙膨胀出来的那些额外的空间大小

[00:33:26] 这就好像我们走在机场的自动人行步道上我们走过的距离

[00:33:31] 不仅仅要考虑我们的步行速度还得算上人行步道自身的行进速度

[00:33:37] 根据目前已知的各种观测参数

[00:33:40] 宇宙学家们计算出来的

[00:33:42] 可见宇宙的大小是多大呢

[00:33:45] 大约是直径930 亿光年左右

[00:33:48] 大多数的宇宙学家就认为我们的整个宇宙

[00:33:52] 其实要比这个930 亿光年大得多得多

[00:33:56] 但到底有多大呢

[00:33:58] 这个争论就很大了

[00:34:00] 并没有一致的意见

[00:34:02] 而可见宇宙和不可见宇宙

[00:34:04] 我们统称为原宇宙天文学家里斯认为

[00:34:08] 原宇宙的大小

[00:34:10] 如果用光年数来表达的话不是十个零也不是10 0个零

[00:34:14] 而是上百万个零朋友们

[00:34:17] 我其实只想告诉你们

[00:34:19] 我们这个宇宙的空间已经足够大到超乎你的想象力了

[00:34:24] 我劝你呢

[00:34:25] 也不用再劳神去想宇宙之外是什么的问题啦

[00:34:29] 在过去的很长一段时间大爆炸理论中始终有一个未解之谜困扰着人们

[00:34:36] 也就是他无法解释为什么会产生出生命

[00:34:40] 我们之前曾经说过大爆炸产生了宇宙中98%的物质

[00:34:45] 但这些物质其实只有三种氢元素

[00:34:49] 这个青是轻重的轻啊

[00:34:51] 也就是侵害合理元素构成生命至关重要的那些重元素

[00:34:57] 比如说探啊

[00:34:58] 探啊痒啊等等

[00:35:00] 却没有生成出

[00:35:01] 哪怕是一个例子

[00:35:03] 好了

[00:35:04] 这里头呢

[00:35:05] 难点就出现了要产生重元素必须具备大爆炸

[00:35:09] 那样的温度和压力

[00:35:11] 可大爆炸只发生了一次

[00:35:14] 而且我们也知道他并没有产生重元素

[00:35:18] 这些重元素到底又是从哪里来的呢

[00:35:21] 有趣的事呢

[00:35:22] 找到这个问题的答案的人

[00:35:24] 其实却是一个压根儿都瞧不起大爆炸理论的人

[00:35:27] 他最初创造了bigbang

[00:35:29] 也就是大爆炸这个词

[00:35:31] 其实呢是为了挖苦这个理论的我们后面很快就会谈论到这个人

[00:35:36] 但是在此之前呢

[00:35:37] 我觉得我很有必要来跟大家聊一聊我们赖以生存的这个太阳系

[00:35:43] 那么我们下一期就来跟大家聊我们的太阳系

[00:35:48] 我是卓老板

[00:35:50] 我是吴金平

[00:35:51] 我是王杰

[00:35:53] 我是徐东

[00:35:54] 我们是科学声音

[00:35:58] 这一期节目呢

[00:35:59] 可能有一些听众朋友们已经听过了

[00:36:02] 因为我们之前呢

[00:36:04] 提前播放过

[00:36:05] 如果你听过的话呢

[00:36:06] 就当做是复习一下吧

[00:36:08] 因为我需要一点缓冲的时间来整理一下这次的书稿还有呢

[00:36:13] 要制定一下这次播讲的大纲

[00:36:15] 希望大家能够一如既往的支持我支持科学有故事支持科学声音

[00:36:21] 如果大家想找到科学有故事的组织的话呢

[00:36:25] 不妨到QQ 上去搜索一下QQ 的群群名称

[00:36:29] 就是科学有故事加入科学有故事的群与听众小伙伴们一起热烈地讨论科学话题

[00:36:37] 还有我从现在开始呢

[00:36:38] 就接受讲座的邀请

[00:36:40] 具体详情呢

[00:36:41] 请与我的助理联系联系方式呢

[00:36:44] 是用微信或者QQ号码呢

[00:36:47] 都是40 00 0959

[00:36:50] 那么我们今天的节目呢

[00:36:52] 就播讲到这里

[00:36:53] 如果您觉得我的节目对你很有帮助的话呢

[00:36:56] 请您点一下订阅或者赞赏以资鼓励

[00:37:00] 谢谢大家

[00:37:00] 我们下期节目再见

[00:37:22] 啊

[00:37:39] 嗯嗯嗯