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9 科学家掌握了原子核合成之后的宇宙发展过程,包括宇宙微波背景辐射的来历,很多元素的合成,恒星的形成,星系的形成……其中有很多曲折的历程。在淼叔做研究生的时候,宇宙发展的这些细节还没有出现呢。
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10 当然,如果我们将时间推到原子核合成之前,就有很多不解之谜。例如,为什么宇宙中有粒子,却没有多少反粒子?苏联物理学家萨哈罗夫对此有一些推测,但需要更多的细节和证据。
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11 另外,早在20世纪30年代,美国天文学家茨维基就觉得星系中存在暗物质。现在,暗物质的存在被主流天文学家接受。大家一致认为暗物质不会是黑洞和温度很低的天体。
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12 如果暗物质不是黑洞和温度很低的天体,那它到底是什么?多数人认为是一些新粒子,和我们的物质世界中的粒子不怎么发生作用。中国科学家在锦屏山的隧道中进行了探测暗物质的实验,其结果和目前为止国际上其他类似的实验一样,并没有探测到暗物质粒子。
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13 过去一段时间,中国学术界在争论到底是否要建造大型粒子对撞机。建造大型粒子对撞机的目的之一是探测暗物质粒子,但这种尝试有点危险,因为暗物质粒子与粒子之间的作用很可能比我们想象的还要弱很多,这样就不会在粒子对撞机上出现。
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14 当然,我们需要保持开放的心态,如果有条件,就要探索未知。目前,宇宙中最大的未知就是暗物质,以及下一讲中将要解释的暗能量。
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15 淼叔提出过一个与众不同的暗能量理论,叫全息暗能量。在这个理论中,暗能量密度是随着时间变化的。淼叔并不指望在有生之年得到实验的支持,但是能够在有生之年将自己的观点写进一部科普著作是一件荣幸的事情。
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16 关于黑洞,我们不得不提霍金。霍金的最大物理学贡献是指出黑洞有温度,但非常低。所以,霍金在有生之年,也很难看到自己的理论被实验证实。
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17 如果黑洞很小,比如只有百分之一克那么重,我们就可能在天空中看到黑洞突然爆发,这是霍金的贡献。但是,我们还无法想象这么小的黑洞是怎么来的。
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18 尽管如此,霍金的想法揭示了物理学中的一个大难题,就是黑洞的信息丢失问题。黑洞含有信息吗?如果有,到底是怎么回事?
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19 也许,黑洞的信息问题和另外一个终极问题有关:虽然我们了解了宇宙大爆炸以及暴涨宇宙,但是,暴涨宇宙又是怎么来的?
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给孩子讲宇宙 第4讲 宇宙会不会有末日
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现在我要问小朋友们一个问题:你们知不知道什么是宇宙中最大的奇迹?答案恐怕出乎你们所有人的预料。宇宙中最大的奇迹,其实就是我们人类本身的存在。
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估计有很多小朋友会不理解了:“奇迹应该是很罕见、很稀奇的事物。现在地球上可有70多亿人呢,一点都不稀奇啊。”但事实上,人类能够存在至今,的确是一件可能性小得匪夷所思的事情。背后的理由有很多,我来给你们讲讲其中最重要的几个。
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第一个理由是,在宇宙创生时期发生了一次幸运到极点的量子涨落,从而让太阳系和银河系恰好可以形成。这是由2006年诺贝尔物理学奖得主约翰·马瑟和乔治·斯穆特发现的。给大家看看他们的照片,第一张是马瑟,第二张是斯穆特。这两个人中,斯穆特的经历更有趣。所以下面我就来讲讲他的故事。
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马瑟
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斯穆特
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斯穆特这个人特别爱钱。美国福克斯电视台曾办过一个智力问答节目,名叫“你有五年级小学生聪明吗?”这个节目要求参赛者回答十道小学生课本里的问题,从一年级到五年级,每个年级各有两道。除此以外,还有一道终极问题。如果能答对所有的问题,参赛者就可以获得一百万美元的奖金;否则,他们就必须当众宣布:“我没有五年级小学生聪明。”斯穆特一听说这个比赛能挣那么多钱,立刻放下身段跑去参赛。当然,他后来一路过关斩将,赢得了一百万美元,证明了诺贝尔奖得主确实比一般的小学生聪明。
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在获得诺贝尔奖之后,斯穆特被任命为美国劳伦斯伯克利国家实验室的主任。但他嫌自己的薪水太少,又跑到外面做了不少兼职。比如说,法国的巴黎第七大学、韩国的梨花女子大学和中国的香港科技大学就先后聘请他担任教授。这样一来,斯穆特每年做一份科研工作,却可以拿到四份薪水。
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