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今天，大家相信宇宙起源于137亿年前的一场大爆炸，在最初的三分钟里合成了最简单的元素——氢和氦。这个故事还能解释为什么恒星里有大约四分之三是氢，只有四分之一是氦。当然，除了氢和氦，恒星里也有一点其他元素，霍伊尔就是最早解释这些其他元素来源的人。
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关于霍伊尔，我们还可以讲讲他的其他事迹。尽管他创办了剑桥大学天文研究所，但在五十多岁的时候，他与剑桥大学的领导不和，就离开了剑桥大学，去当一个独立科学家。这种行为如今非常罕见。今天，我们经常能看到不属于任何单位的文学家，但几乎看不到没有单位的科学家。霍伊尔也是一个文学家，除了写点科普，还写科幻小说和电影剧本，一共写了十多部。他最有名的科幻小说叫《黑云压境》，讲述了一个星云来到太阳系的故事。后来人们发现，这个星云具有智慧，人类根本无法伤害它。这种具备高级智慧并试图和人类对话的东西，很容易让人想到一部叫《星际迷航》的电影，以及科幻作家刘慈欣的科幻小说《诗云》。
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我们的宇宙非常神奇，不仅有数不胜数的恒星和星系，还有很多神奇的天体。接下来，我和大家谈谈这些奇妙的天体。
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小朋友们肯定听说过黑洞。黑洞是一种最为神奇的天体。爱因斯坦的广义相对论是允许黑洞存在的。但爱因斯坦对这种想法深恶痛绝，一直到他去世的那一年，即1955年，人们也没办法说服他。原因是这样的，假如一颗恒星或者别的天体变成黑洞，它的万有引力就会变得特别大，从而导致它内部所有的东西都跑到一个地方，就连时间也会在那个地方消失——这很神奇、很难想象吧？小朋友们可能会问：“时间消失了是什么意思？”其实科学家也没有弄清楚，只能用很复杂的数学来描述它。如果非要用比喻来解释时间消失，就是任何时钟都不动了；不仅任何时钟都不动了，在时间消失的时候，根本就不存在时钟了。由于这个原因，爱因斯坦根本无法想象有这样的天体存在。
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黑洞还有一个特点，就是在黑洞的最外层，引力大到连光都跑不出来，这正是这种神奇的天体被叫作黑洞的原因。这个名字是由美国物理学家惠勒在1969年提出的。从那以后，人们才开始相信黑洞真的存在，并且推测，如果一颗恒星的质量是太阳的8倍，它燃烧到最后一定会变成黑洞。
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黑洞虽然不发光，但能吸引它附近的物质；这些物质在掉进黑洞之前，要么飞快地向黑洞跑去，要么拼命绕着黑洞转，这样就会发光了。其实，多数黑洞外面都会有一圈发光的物质，叫作吸积盘，这些物质是被黑洞引力吸引而堆积在那里的。我们都知道，一个天体外面如果有一个盘，这个盘就会绕着天体转，比如土星外面的那个环，以及我们人类发射的大量卫星。如果不转的话，它就会被天体的万有引力吸得掉下来。下面就是一个黑洞吸积盘的示意图。
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惠勒
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其实，这张图中间是两个黑洞，每个黑洞都带着一个发光的盘。为什么要展示两个黑洞呢？因为在2015年，惠勒的学生索恩发起的一个超大规模实验发现了两个黑洞合并发出的引力波。惠勒是一个传奇人物，他的学生索恩也同样传奇。
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现在，天文学家已经发现了很多黑洞，包括可以通过合并发出引力波的黑洞（大约是太阳质量的10倍）、银河系中间的超大黑洞（大约是太阳质量的400万倍），以及某些星系中间的超级黑洞（最大能达到太阳质量的上亿倍）。
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右边这张艺术照片模拟了科幻电影《星际穿越》中名叫卡冈都亚的黑洞，这颗黑洞有一亿倍的太阳那么重。它当然是电影导演诺兰和电影编剧之一兼科学顾问索恩想象出来的，艺术照片也是通过电脑特效制作出来的，但十分逼真。
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索恩曾经和著名宇宙学家霍金打赌。索恩说我们迟早会在宇宙中找到黑洞，霍金说肯定找不到。后来，当然是霍金输了。据霍金说，他之所以愿意打这个赌，是因为他稳赚不赔。因为霍金研究了大半辈子黑洞，非常希望别人能找到它。如果他打赌输了，心里还是会很高兴，因为终于找到黑洞了；如果他打赌赢了，尽管会对找不到黑洞感到失望，但毕竟可以用赢得赌局来作为补偿。
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右图是青年霍金，那时他因病刚刚坐上轮椅。据说，霍金的第一任太太有四分之一的华人血统。霍金的故事现在家喻户晓，我们就不谈了。我给大家讲讲索恩的故事。
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索恩是惠勒的学生，曾在美国发起探测引力波的实验。2015年，当这个实验终于探测到黑洞合并发出的引力波时，索恩早已退休，但他却因电影《星际穿越》出名了。他是这部电影的编剧之一，也是这部电影的科学顾问，现在，他在美国的知名度大增，主要是因为这部电影。至于引力波的发现，可能会让他获得诺贝尔奖，但不会让他更有名了。
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霍金
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索恩之所以能进入电影圈，得益于他的老朋友萨根，也就是我们在第一讲的最后提到的那个人。据索恩自己讲，1980年，萨根邀请他去参加萨根自己制作的纪录片《宇宙》的首映，同时还建议他和一位名叫琳达的女人一起去。当然，萨根的意思是介绍单身汉索恩认识一下琳达，也许他们将来会在一起。那一次，索恩距离电影圈还很遥远，不懂规矩，在大家都穿正装的情况下穿了一件浅蓝色燕尾服。不过，他就此认识了琳达，而琳达正好是电影圈里的人。尽管后来他们没有在一起，却一直是很好的朋友。
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2005年，琳达产生了拍一部科幻电影的想法，想把虫洞放进去，这个想法持续了9年，终于实现了，这部电影就是《星际穿越》。聪明的小朋友马上会说：“我听说过虫洞，可是虫洞到底是什么呢？”
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我们先讲一个故事。萨根在更早的时候发表过一篇科幻小说，关于虫洞最早的想法是那时就有的。作为天文学家，萨根一直对外星人感兴趣，不仅研究如何在太空中搜索外星人，还想拍一部电影，讲一个寻找外星人的女科学家的故事，当然这个故事是萨根自己编出来的。1979年，他和好莱坞合作拍了这部片子。在拍摄期间，萨根想到一个故事情节：女主角从地球上跑出去了，跑到远离银河系的一个地方。但是那时他并不知道人类如何才能迅速跑出银河系，于是就想出了虫洞这个主意。什么是虫洞呢？建议小朋友们拿一张纸，在纸的两头用笔各画一个小圆。比方说，两个小圆在纸上的距离有20厘米，一只蚂蚁的爬行速度是每秒1厘米，那么这只蚂蚁要花20秒钟从一个小圆爬到另一个小圆。这只蚂蚁无论如何也不可能在一秒钟内就从一个小圆爬到另一个小圆。
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现在，将纸折叠一下，让两个小圆相对。我们再用纸做一个圆柱，用圆柱连接原来纸上的两个小圆，如下图所示。如果这个圆柱足够短，短到不到一厘米，蚂蚁当然就可以在一秒之内从一个小圆爬到另一个小圆了。