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1700921651 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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1700921653 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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1700921655 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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1700921657 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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1700921659 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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1700921664 给孩子讲宇宙 [:1700920912]
1700921665 给孩子讲宇宙 第4讲 宇宙会不会有末日
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1700921667 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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1700921669 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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1700921671 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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1700921676 马瑟
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1700921681 斯穆特
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1700921683 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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1700921685 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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1700921690 由于每年都要到香港科技大学工作一两个月,斯穆特对中国的文化也有了一定的了解。去年,他在国内的朋友圈里刷了一回屏。斯穆特2016年初在一个最高端的诺贝尔奖得主大会上做报告时,用了我国热门电视剧《甄嬛传》里皇后的痛苦表情——“臣妾做不到啊!”很多网友纷纷表示,我们终于等到了中国名言走向世界的那一天!
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1700921692 说完了斯穆特的趣事,下面我们该谈谈为什么他能获得诺贝尔物理学奖了。上节课我们已经讲过,宇宙大爆炸留下的最重要的遗迹就是宇宙微波背景辐射。为了更深入地研究宇宙微波背景辐射的细节,马瑟和斯穆特制造了一颗名叫宇宙背景探测者(简称COBE)的卫星,并于1989年11月用一枚火箭把它送上了天。到了1992年,研究团队完成了对COBE卫星数据的分析。下页的图就是他们得到的结果。
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1700921694 小朋友们可以把这张图看成一幅宇宙地图。听起来有点奇怪,是吧?我来解释一下。大家应该都看过世界地图。世界地图看起来是个椭圆,但你要是把它卷起来,它就会变成地球的样子。这张图上同样是一个椭圆,你要是把这个椭圆也卷起来,它就会变成我们朝四面八方张望时所看到的整个天球。区别在于,世界地图显示的是地球上不同方位的陆地和海洋分布,而宇宙地图显示的是天球在不同方向上的温度和物质分布。大家可以看到,这张宇宙地图上有不少红色和蓝色的区域。红色的地方温度比较高,里面包含的物质也比较多,或者说物质密度比较大;蓝色的地方温度比较低,里面包含的物质也比较少,或者说物质密度比较小。这个现象到底是怎么形成的呢?
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1700921699 其实在宇宙创生的那一刻,物质原本非常均匀地分布在宇宙中;换言之,任何地方的物质密度都一样大。后来,宇宙中发生了一个物理过程,叫作量子涨落。量子涨落的原理很复杂,但它的影响很简单,就是让物质的分布出现了一定的不均匀性,使有些地方(红色区域)的物质变得比较多,有些地方(蓝色区域)的物质变得比较少。需要强调的是,量子涨落可以使不均匀性变得非常大,也可以使它变得非常小。换句话说,量子涨落对物质分布不均匀性的影响完全是随机的。
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