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《生活大爆炸》最佳观(zhuang)剧(bi)指南

2017-01-24 中国科普博览


你看过美剧《生活大爆炸》吗?


这部讲述天(zhai)才(nan)科学家的搞笑电视剧从开播至今,已风靡美国10年之久,它新颖的角度和独具一格的笑料令观众感到耳目一新,不论是在欧美还是在国内都掀起了一阵“科学家热潮”。

 

虽然看过那么多集电视剧,你可曾留意过《生活大爆炸》的英文名the Big Bang Theory


还有它那首快到饶舌的主题曲《The History of Everything》中歌词,这其中藏匿着贯穿整部电视剧的秘密,今天小创就带你揭开这个秘密,带你在朋友圈更好地用知识武装自己!


https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=w0140zphnck&width=500&height=375&auto=0


宇宙一度又烫又稠密

140亿年前终于爆了炸,等着看吧!

地球开始降温

自养生物来起哄

穴居人发明工具

我们建长城(我们建金字塔)

数学、自然科学、历史、揭开神秘

一切由大爆炸开始!


没错,不论是《生活大爆炸》电视剧的名字还是歌词中的反复提及,都回答的是一个我们每个人都关心的问题:



而科学家们给出的答案是:一切由大爆炸开始!


宇宙大爆炸理论是当今主流科学界认可的宇宙起源理论,这一观点认为,宇宙是由一个致密炽热的奇点,于137.5亿年前一次大爆炸后膨胀形成的,它从一个很小的规模增长到现在1000亿光年的宽度。



事实上,在20世纪之前,人们并不知道宇宙正在扩张。人们以为,我们所处的银河系就是整个宇宙。当爱德温·哈勃率先凝视天空时发现,在银河系之外数百万光年的地方,竟然还有其他的星系。


在确认了这些星系之后,哈勃作出了他的第二个惊人发现——宇宙正在膨胀。1929 年,他观测到星系的红移,也就是说这里存在一个多普勒效应,距离越远的物体,其光波会向波长越长的方向移动。虽然早在哈勃之前,一位叫思里弗的天文学家也曾观测到这一现象,但他无法阐释这一现象的原因。哈勃认为,红移现象证明了星系在远离我们而去,这与救护车远离我们时,它尖锐的警报声频率降低的效果类似。



哈勃所确认的星系相对我们的位置不是静止的,而是都朝着远离我们的方向运动。这是一个证明我们的宇宙在膨胀的证据,在此情况下,星系之间的距离越来越大。



但星系的远离并非它们在空间上与我们相反方向飞离造成的,而是宇宙与空间本身一起膨胀。随着时间流逝,它里面的任意两点分离得越来越远。其他星系远离我们而去,但是我们的位置并不特殊,它也会移动,与其他星系彼此远离。想象宇宙是一个气球的表面。假设你在气球表面标记两点。随着气球胀大,表面拉伸开来,这两点也随之远离。事实上,当宇宙膨胀时,其中任意两点的情况与此相似。两点或者说两个星系之间的距离增加。



但是如果宇宙按照我们现在观测的速度温和而平稳地膨胀的话,它的空间尺寸将远小于我们现在预测的尺度,而且从统一量子力学和引力的角度出发,科学家们认为,在非常早的时期(也许在宇宙开始演化的前10^-39秒),宇宙开始了一个被称为“宇宙暴胀”的时期,空间经受了令人难以置信的迅速膨胀期——随着时间增长,空间尺度以指数增长。


宇宙在给定的一段时间内尺度翻倍,然后在同样的时间段尺度再翻倍,并且在后续的至少90个这样的时间区域上持续翻倍90次,也就是说尺度增大了2^90(10^27)倍,比印度舍罕王棋盘上的麦粒2^64(10^19)还要多。


一直到暴胀期结束,而当时的宇宙已经如我们今天所见到的一样均匀了。这种指数增长的膨胀意味着如果宇宙的年龄增长60倍,宇宙的尺度就会增长一万亿亿亿亿倍。而没有暴胀,尺度只会是原来的8倍。在某种意义上讲,暴胀是这个从小到大演化故事的起源,它至少是我们可以有机会通过观测来理解的部分。


初始巨大暴胀式的扩张会将组成宇宙的物质和辐射稀释到几乎为零。因此我们现今所观测到的宇宙的一切必定来自于暴胀之后,驱动暴胀的能量重新转化成物质和辐射。



在该时间点上,传统的大爆炸演化才开始掌权,宇宙最初充满了各种粒子(带电的与不带电的)逐渐开始冷却,在其演化的 40万年之后,带电粒子组合形成中性原子之后,宇宙在进一步的膨胀中,形成了我们今天所见的结构,正如《The History of Everything》所说:


一切由大爆炸开始

其实人类历史没有多久

星系形成时间比唱完这支歌还要短

元素在微秒间便形成了

两足动物直立行走

恐龙都得认命了

想要突变没来得及

就死光光了

大洋和泛古陆

拜拜才不想学你

都是爆炸惹的祸

一切从大爆炸开始!


文章来源:未来创客


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