诺奖得主George:为什么宇宙有这么多星系?

诺奖得主George:为什么宇宙有这么多星系?
2018年08月12日 15:32 新浪科技
George Smoot,2006年诺贝尔物理学奖获得者、伯克利加州大学物理学教授George Smoot,2006年诺贝尔物理学奖获得者、伯克利加州大学物理学教授

  新浪科技讯 8月11日消息, 8月10-12日,世界科技创新论坛在北京会议中心举办,包括Kip Thorne、Thomas J.Sargent、Michael Levitt、朱棣文在内的20余位诺贝尔奖获得者,以及中科院院士曹春晓、美国国家工程院院士陈刚等诸多中外顶级学者专家应邀出席,共同打造史无前例的中国最高级别智慧盛宴,探讨全球科技创新成果、描绘未来中国科技创新蓝图。

  著名的天体物理学家、宇宙学家,2006年诺贝尔物理学奖的获得者George Smoot教授,和我们心目当中的物理学者不太一样,他真的是跨越。他曾经在当红美剧《生活大爆炸》中扮演角色,扮演他自己,看美国的电视节目,你比五年的小学生更聪明,并且赢取了百万美元的奖金,下面我们用热烈的掌声欢迎George Smoot先生为我们带来分享。

  以下是演讲全文:

  非常高兴能够来到这里,刚才大家听到了现实世界的一些问题。刚才是Richard J.Roberts第一次向我做这样的一个介绍,他也发起了一个运动,希望诺贝尔奖得主共同呼吁支持这个话题,我认为能源问题、转基因、气候变化、健康等等,这些都是现实世界存在的问题。

  但是,今天我想讲一个我自己非常喜欢的话题,我研究的是宇宙学。我想介绍一下我们的地球,实际上在整个宇宙当中是多么的小,实际上要由我们自己来了解一下地球上的问题,并且解决这些问题。因为,今天早上我在演讲当中也提到过没有第二个地球了,我总会告诉我们的学生你有一个A计划,如果A计划成功最好,如果不成功的话你还有一个B计划,可是我们没有第二个地球了,所以一定要关爱我们的地球。

  那最近我也是就气候和能源方面的问题花了一些时间了解了一下,我今天想讲一下现代宇宙学,我希望幻灯片上的中文是对的。我有一个研究生帮我纠正幻灯片上的翻译。我希望它是正确的,如果大家发现错误的话请告诉我。

  我今天想向大家介绍的是我们到底源自什么地方,然后在科学上我们是否有证据来证明我们对宇宙的了解,以及对于整个人类来讲,这是一个共同的资产。之前,会有一些神话,就是我们的人类是怎么样诞生的。我们为什么是独特的,每种文化都有它自己的说法,中国有九龙之说,我知道每一个文化都有它自己的神话。但是现在我们讲的是同一个人类,那我们怎么样去做呢?

  这个幻灯片上有一个非常知名的电视剧,叫做《犯罪现场调查》,这些侦查人员他们十月一些技术,来进行证据的采集,然后了解一下犯罪现场发生的事情。我们也想了解一下在宇宙的一开始有什么样的证据来证明宇宙的开始,我们通过这样的证据来重现整个宇宙,如果说这个犯罪是在宇宙发生的,当然我是希望能够积极地看待,就是说宇宙发生是非常好的事情。我们也会使用很多类似的一些技术,我们会去观察、我们会去寻找证据,然后进行电脑的模仿,然后试图了解一下到底是怎么回事。

  这个就是收集证据,然后这里就是一个证据。

  这张照片是被推选出的一张非常好的照片,如果大家看一下这个照片,你可以看到这里面有两种类型的东西,这些东西我希望我的激光笔能够点到,我还是走过去吧,像这样子的和这样子的,这些都是恒星,你可以看得出来他们是恒星,因为他们的特点。因为哈勃太空望远镜所观测到的这样的恒星,关于这些恒星还有一些物体是我们不知道的,而照片当中其他都是银河系,如果能够再扩展的话,还可以看到有上千个这样的星系,每一个天空当中恒星其实背后都有一个星系。

  这就是我们要回答的第一个问题,为什么宇宙有这么多的星系呢?因为如果看一下这张照片,你会看到这个照片是月球的四十分之一,所以如果我们只是向天空中拍一个这样的照片,你会发现其实有很多星系的存在,那我们为什么需要有几十亿个星系呢?是不是一个恒星、一个地球就够了,一个星系就够了,我们为什么需要有这么大的宇宙呢?我们为什么需要有几十亿个甚至更多的星系呢?实际上存在的是有几十亿的星系,我们为什么需要这么多的星系,对工程师来讲、对科学家来讲,这就是大家想知道的问题,我也想请他们猜测一下有多少星系,有时候他们猜测比我们实际观测到的更多,有的星系可能观测不是非常完整的。大家可以看一下,里面有一些东西是比较大一点的,有的颜色跟太阳颜色差不多,这里有很多星系的展现,有一些比较大,大的离我们地球比较近一点,它们的颜色和太阳差不多,还有一些比较远、比较小的,是蓝色或者是白色的,这是我们觉得很吃惊的,就是靠近地球的,看起来不一样,这点一会儿再谈。但是离的比较远的它们的光需要更长时间传到地球,这是比较年轻的星系,比较年轻的星系更热、更亮。当然它们的形状也是比较规则的。

  要回到我刚才的问题,有时候星系需要融合形成更大的星系,所以星系的数量不是恒定的。接下来有更多的问题要回答,如果想了解整个宇宙,必须解释一下为什么有上百亿的星系,是不是随着时间的推移它们会发生变化?像这样的房间为什么会存在呢?如果做宇宙学的研究要研究所有的东西,当然不用那么细节的解释,但是必须解释一下为什么有地球,为什么有这么多的恒星,到底是怎么样的规律,这就是我们的任务。我们非常的幸运,因为其实这个和其他我们遇到的问题相比并不是那么难回答。我们要使用一些初始的工具,如果我们看远太空的话,你会发现这个光传递的速度非常快,在酒店你想打开灯,其实这个是和外边,比如说光传递的速度是不一样的,那我们宇宙的规模是非常大的,我把这个图中间有一个中点,如果你再看一下月球,从月球到地球光传递的速度是非常快的,如果你有朋友去月球,你让他把手机给你,你说嘿你好约翰,两秒钟之后他会回答你好乔治,这就是信号传递的时间。有时候你会觉得很烦,但是能够和月球上面的人进行交流已经很不错了。

  如果你要去太阳,那么就是不一样的速度。太阳到这个地球光线花的时间是八分钟,我这面拍张照是太阳八分钟之前的样子,通过手机马上捕捉的照片。但是如果你去最近的50个恒星的话,一般你要花的时间是十年。比如你去这个星球的话,很可能你到了那十年过去了,更远的要花100年的时间。通过刚才介绍大家理解了,如果做研究的话肯定有很多问题,如果去宇宙各个地方很有可能人做不到,一定要靠机器人做到,因为光年时间太长。如果你去比较近的星系的话,比如最大的星系,那边要花200万年。我这边通过显微镜看中国的话,从另一个星系看中国的话就能看到两百万年前中国的形状,那边基本上是没有人的,是荒芜的土地,这是离我们最近的星系。

  我们现在生活在一个星系当中,我们太阳系是其中的一个星系,一个非常典型的星系距我们的距离光传播的时间要几百万年之多,如果要去特别远的地方,比如说宇宙是和太阳一样热的话,那差不多是140亿年前了。大约的一个水平,这意味着什么呢?我一开始讲早期比较年轻的星系看起来更亮,这对我们来说是惊奇的,因为我们说宇宙在膨胀,所以这样的光线不应该是蓝色、白色,但是我们现在看是蓝色和白色,因为我们有红移的现象。

  我们如果在距离很远的地方看宇宙的话,那般有很多辐射,我也花了很多时间进行研究,我也写了一篇文章关于这一块的。我们说热点和冷点重量是一样的,这是题外话了。实际和太阳的表面一开始一样热,但是后来冷却了,然后这个光线我们能看到了,我们这边就有产生辐射的背景。作为天文学者、宇宙学家,我们希望能够测量,希望了解宇宙在不同时间段的样子。我的朋友以前是一个官员,每年他们会种一棵树,然后带过去一年、两年,然后就可以知道这棵树成长的历史。

  然后你就可以知道这棵树整个成长的历史,沿着这条路走,不同年份种植的树,这是很好的教书的方式,也是可以很好的学习的方式,也可以更好的了解气候。但是现在我们只有一个宇宙,只有一个历史,必须要借用现有的资源,就是通过不同的距离拍摄宇宙的照片,我们一直这么做的,我过去也是专注于这点,希望能找到早期的照片,这是因为它能够提供更多的信息,因为如果你知道一个时期的正确的事实,通过线性回归的算法你就能够更准确的进行其他时间的判断。

  我们生活的星系是螺旋的,中间的一个中心大家能看到,我们旁边的星系比较成熟,更远的这些星系就是很年轻的,刚刚产生的,这上面是一个横观图。这个照片上面应该放一千亿的星系,但是我没办法放那么多。有一个时期我们没有所谓的可视的架构,我们称之为黑暗时刻,然后就有了现在的宇宙。另外还有一段时机,我们认为宇宙开始了,然后光线也是变为可视。而这实际上我们能看到的范围,因为一开始的时候宇宙和太阳表面一样热,你只能看到太阳的表面,不能看到太阳的内部,除非有特别的光线效果,宇宙也是一样的原理。这些不同的星系都像太阳表面一样,而我的团队花了很长时间才拍出这张照片。这些不同的变化实际上是经历了很多的年份,而宇宙的表面看起来是非常的平,但是如果你看细节的话会有很多的差异点,这些差异点是演化的成果。这是我们几年前拍的照片,我们现在有非常精确的图,映射宇宙的整个过程,从这个阶段,我们对星系也有它自己的地图。这个星系看起来像一个平面的碟片一样,但是如果你从这个方向来看的话,就是这样的一个有点像半圆的效果。你可以看到不同的距离看的角度是不一样的,我们希望通过测量,然后我们也希望能够让它是连续的图像,但是这边技术有局限,但随着时间的发展应该产生的图像的效果会更好。

  那我之所以和约翰·马瑟获得了诺贝尔奖,就是因为这张照片,我们首先是展示了宇宙辐射背景,也就是宇宙一开始的时候是有放射性信号的。然后我们也是生成了图,然后展示了不同的变量。因为我们找到了这些变量,实际上能够解释现状。然后我们也获得了很多的资金,让我们能够发明出探测器,然后通过探测器制图的精度更高,现在这个星系的信号对我们产生更多的干扰,所以会影响图像的分辨率,但是你可以看到上面展示的是比较高的分辨率的图像。我们十年就有一个成果,2009年的时候有一个新的卫星,叫普朗克卫星。我们2009年推出了这个卫星,从这个卫星上收集了很多的数据,两年半前停止了这个数据的披露,但是我们还在分析数据,因为量很大,通过这个数据我们相信未来会有更多的成果,你可以看到现在的卫星产生的图像的分辨率更高、看得也更清楚。当然有些地方比较模糊,因为我们有时候也要看辐射的聚化现象,因为光线有时候会受到拱形的影响,这也是为什么有时候我们也需要戴太阳眼镜来综合这个效果。你可以看到这也是我们来了解宇宙的一种方法,所以这么多年我们推出了不同的卫星,2019年说不定还会再推出一个新的卫星。

  这是一个动画来展示的Mark-3的卫星,有冷却系统,温度很低。你可以看到它展示的是映射的微博天空,而在后面实际上可以看到月亮河太阳,然后可以传输数据。它是从天空来收集数据的,这里面有一个线,这个线实际上代表的是星系的信号,因为轨道和星系之间形成了一个角度,所以我们对整个太空来进行映射,然后把它进行平面处理,然后有一个旋转的效果。所以你可以看到星系的信号,而在外面就是宇宙。这是光学这块能看到的,而这上面看到的微波,你这边希望隔离星系的信号,然后看看星系后面有什么内容。所以刚才给大家举例我们产生了什么样的映射的图像,我们是把不同的光频的光结合在一起,然后生成图像,这就是生成的一个饼图,这个图像蛋一样,很好看。这看起来像艺术品吗?大家有争议,但实际上对我来说它很漂亮,因为它展示了两个特点,有一些很长的波是比较暖的,然后还有一个特点是从上往下的,在比较冷的地方是蓝色的区域,但如果是比较热、比较温暖的地方就是橙色。也就是说有不同尺寸的结构,然后可以进行分析,但是有一个尺寸是特别吸引眼球的,也就是说有一个尺寸是主流的尺寸,就是当宇宙一开始透明的时候它的声波的形状。你可以看到它实际上是星系所产生的一个信号,所以我们就能够看到这个太阳内部的情况了,然后我们也能够更好地探测宇宙早期的状况。

  这是2015年的图,2018年我们也生成了一个图,这两张图很相似,而且图的分辨率比屏幕的分辨率高一些,所以在这上面大家没办法看得很清楚。我们也生成了很多高分辨率的图,我们有COBE的图,这上面代表了一部分,有些地方比较冷,有些地方比较热。我们也有普朗克星球的图,这个照片的准确度就比较高。这上面我们有足够尺度的一个要求,我看了这个图,我做了很多的仿真,我告诉我的同事我知道这个图代表的是哪一部分,太阳的地平线实际上是可以作为一个参照物的。大家还记得你们学的几何,三条线组成一个三角形,前提条件就是这个角度加起来,三个角是180度,你可以通过几何的算法来分析刚才的图。所以我们给宇宙照的照片,每十年分辨率就能提高。

  现在我们进行一系列的实验,不好意思结果是比较老的结果,但你可以看到有些实验分辨率特别高,说不定后面会推出新的卫星。一个是在南半球的望远镜是我们新的望远镜,叫ACT的望远镜,在那之后还推出另外一个望远镜,而且中国和美国有合作,进行项目的合作,这个项目已经启动了,现在加州那边制造望远镜,具体的地点不是在加州。

  第一个版本应该是下一个观测期,差不多是明年,到了明年之后我们会把探测器提高到20000,所以这个工作还在继续,而且我们一直在开展。

  我们到底学到了什么呢?这上面给大家看一张照片,在我们周围有很多的宇宙,然后整个的长度差不多是130亿光年,然后你可以选一个点,追踪它的历史,然后会看到很多吃惊的结果。后面的宇宙差不多是40亿光年,你可以看到它的辐射的膨胀是在提高,这之前它的膨胀是缩小的。更早的时候有一段时间膨胀的速度非常快,所以说宇宙经历了快速的膨胀,然后是减速的膨胀,然后又是加速的膨胀,是不同的阶段。因为它膨胀速度越来越快,后来也出现了分裂。在2011年的时候,我的同事获得了诺贝尔奖,因为他阐述了宇宙膨胀理论,之前有阿德姆提到过暗能量,我的同事就是讲宇宙的能量获得诺贝尔奖。这个话题对我们来讲很有意思,后来膨胀的速度较慢之后宇宙比较的冷,然后就开始形成了恒星、星系等等,后来也有了星球,然后星球不断的存在和严禁,一直到可以支持生命。现在我们知道在我们的星系,有几十亿个星球,现在我们在做一个调研,从统计上来讲应该有几十亿个星球,十亿的星球是没有办法居住的,在未来的二十年我们会进一步观测,可能会展现出有一些星球上是有生命的,但是真正的问题是在我们宇宙当中其他的地方到底还有没有生命的存在呢?我只是开个玩笑。

  我们做了一系列调研,我也看了卫星图,我的同事在看附近星系的制图,这是早期的调研,大家可以看到这张图上每一个点都是星系,所以这张图上有上百万个点,也就是说有上百万个星系。如果你用望远镜拍个照片,然后再拍其他的照片,你可以对着整个天空去换角度拍,你就可以拍到很多角度星系的照片,然后再进行一些处理,你就可以看到星系的分布并不是均匀的或者是统一的。我们再看一下周边,周边不是星系数量少一些,其实不是星系多,而是我们的望远镜不足够大,我们只能看到足够亮的星系,并不是周围的星系少一些,有些地方星系集中度比较高,有些地方星系比较少,星系不可能无缘无故消失,他们实际上有更加复杂的规律。

  我还有一个短片让大家看一下像蝴蝶翅膀形状的图,你可以看到有些地方星系数量比较少,有些地方星系数量比较多,星系数量比较多的地方往往有另外一组比较集中的星系,也就是说这是星系的聚合。有的时候会发现星系的布局就像长城一样,是个长条的,我们会觉得有可能至少有上百万的星系在这样的一个地带。我们是生活在非常不同的地方,关于这些问题我们现在只有部分的答案,我们还需要做更多的观测,但是这至少足以让大家知道一点,就是刚才我告诉大家的,地球是一个星球,而我们宇宙当中有很多这样的星球,我们也可以看到很多的星系,我们也知道地球在整个星系当中是非常重要的。

  (图)这是另外一个二度视野调查,目前还有六度视野调查,所以你不仅仅知道星系在什么地方,还可以拍它的照片,还可以知道它的颜色。再往后看,然后再往前看,你就可以看到宇宙当中星系的情况。刚才我提到过的这种像蝴蝶翅膀形状几何型的星系分布,在这里你会发现有些地方星系聚合度非常高,有些地方星系非常少,有些地方是长城形状的长条状的星系的结合。

  看星系是非常有意思的,我还有更多的一些关于星系的图片可以向大家展示。现在我们再做进一步层面的研究,叫做BOSS,它是这样的一张地图,这个地图非常有意思。我们做这样的实验,当然大家知道太技术了,我也可以试图解释。有一些星星离我们比较近、比较亮,我们可以看到,以前当宇宙在发生转变,也就是说它膨胀的速度在减慢的阶段,你可以看一下这个阶段到底宇宙发生了什么事情,有的时候你的判断是对的,有的时候不一定。所以,我们是希望看与我们地球不同距离地方星系的一些信息来进行判断。

  这里有一些红色的,为什么会有呢?如果大家仔细看,每一个红色的线里面都有很多蓝色的点,这蓝色的点看起来像恒星,非常的亮,我们知道他们是早期的星系,也就是它当中会有黑洞的那种,它会传递出一种非常高密度的光,因为非常高密度,所以我们可以看到在它和我们之间的一些东西,后来当宇宙开始粒子化之后就被切断了。之前我说过实际上如果我们计算好的话,那实际上星系的数量要比我们现在观测到的多很多。宇宙80%-90%的物质后来都被粒子化了,都脱离星系,红色是粒子化之前可以看到的东西,还有氢气,氢气在粒子化之前是可以看到的。

  这里是屏普,是非常知名的,这时宇宙比现在小1.1倍,这里有氢气线,还有冷却的氢气线,下面是大家不清楚的一个现象,当时宇宙比现在要小4.6倍,这里面有一个线,我们用物理学家的名字命名了这条线。这里也有蓝点,还有红线,还有其他的一些线。还有一些额外的信息,宇宙是在扩展的,这个线本来是蓝色的,后来慢慢变成了红色,所以如果你看一下传递的线是红色的,然后还有黄色的线。所以我们现在有一些资源,你通过这些资源的使用可以进行制图,我们现在在做一些新的实验。

  我还给大家看一下这个测绘图,这个非常漂亮,大家看一下银河系,这个里面仔细看会有蝴蝶翅膀的分布,有些会形成小组一样,这里面每个点都是星系,里面有几十亿甚至更多的恒星和星球,你们会看到这里一般都是星系组和星系组之间是比较靠近的。这里是由300万星系所组成的调研,实际上我们现在的调研可以观测到500万星系,我们现在的这个实验马上也快结束了。这个项目资金的支持方式,这个视频当中很难找到自己所处的星系,我们现在开始慢慢接近这样的目标了,然后我们通过摩尔定律和其他的一些做法,我们可以缩小范围,比如缩小100万的星系,我们刚刚完成的调研是500万的星系,我们希望在明年开始能够有一个针对2000-5000万星系的调研。

  之前还有一个调研是一次观测上千万的星系,通过光纤的技术,先做一下测绘,了解这些星系的地方,然后再一次一次、一步一步进行了解,现在我们甚至可以观测到5000个,然后通过一些望远镜,可以观测的非常好。有的时候你还要做一些处理才能够看的更加的清楚,如果准备的不好,有可能会造成一些破坏。中国也参与到这个调研当中,所以我们会对于这个观测或者调研星系的数量慢慢的增加。我自己和博士生、硕士生等等一起参与了实验,我觉得这算是一个事业吧,我想将来肯定会有人有更好的对宇宙的了解。我们提取了数据进行了电脑的模拟,看一下具体的情况,然后看一下这些物质的聚合和结合,形成这样一个框架,这个框架实际上就是星系所存在的框架。首先会有一些点、会有一个连接,然后会形成一个框架,有些人在做这样子的工作,这个模拟大家可以看到暗物质。宇宙的80%都是暗物质,它们很早就成团了,之所以能够成为一团,就是因为它们和光线隔离,然后它们成团的话,它们密度很高,因为星系的波动它们形成了,后面其他的恒星和行星也成型了。然后有一个仿真,接下来给大家看一下更复杂的仿真。这就是我说的比较复杂的仿真,一共有100亿的粒子,我们做了几周的仿真,时间比较长,大家可以看到大的尺度非常一致,但是放大看能够看到不同的颜色,比如说黄色,这主要是因为恒星,前面讲暗物质只有通过引力才能够发光,所以它实际上可以和热能组合在一起形成行星和恒星。就好像你在洗衣机洗衣服的时候,所有脏东西都在集聚在底部,黄色就代表这些物质。我给大家展示一下仿真的效果。

  刚才说的是100亿的粒子,一开始很大尺度看的时候很一致的,放大看看起来像大脑一样,很多生物系统,这些有不同的分支,分支组合在一起就是星系的集群。

  放大的话看起来像大脑一样,很多生物系统有不同的分支,分支组合在一起就是星系的集群。然后我们做了这个视频,大家可以看到我们并不是生活在这样的世界,这是一个城市,就好像是北京这样的城市,然后还有其他的城市,也是其他的星系,如果你在这个星系上,往天空看的话就会看到不同方向的星系。而我们看另外的星系,会有很大的距离。但是我们这边是对它做了处理,让它非常紧凑,不同的星系紧凑的组合在一起。

  但是如果你放大,或者是说把它不再继续放大的话,回到原始的尺寸的话你会发现它是很一致的表面,你这边实际上可以像物理学家有这样的地图,对你做指导。这个图就相当于是GPS一样,因为如果你在北京没有GPS帮忙,你肯定找不到地方。但这个地图就可以帮助定位学家,你可以看到白色和黄色所代表的暗物质不一样,因为它看起来更酷。进一步来看这个图,你觉得看起来很漂亮,但是你不理解,因为你没有看到全局。但是还是觉得看起来挺养眼的。

  所以我们这边能够从小的,一开始找到的相异性,当时是宇宙40万年的时候的图片,然后我们就做了这个预测,就是右边这个非常复杂的网状结构,把这样的图和我们真实看到的图像结合在一起,我们现在需要更多的星系的研究。到目前为止,我们的工作还挺顺利的,前景很好。我一开始做宇宙学的时候,如果你能够拿到15%的图像,你就觉得已经不错了。但是现在我们发现我们这些方面提高很多了。

  另外的一个仿真的案例,给大家列举一下。我们在这里回看,就是红移,然后看宇宙的整个膨胀水平,过了几是亿光年,300万年前宇宙非常热,很一致。但是随着时间的发展出现了各相异性,而且颜色也不一样了。所以一开始的宇宙是非常简单的,后来生成了很多的复杂结构。这主要是因为万有引力对于宇宙在这么长的时间的发展中产生了影响,所以我们可以看到质地也发生了变化。

  这是我想传达的一点,我们第一个望远镜COBE看到的左边的照片,右边是普朗克卫星看到的照片,不管是什么样的照片所有的大陆都能照出来,澳大利亚、大洋洲都有,主要的深海区域也有。但是老的技术和新的技术有一个差别,就是右边这块,前面提到普朗克卫星,在艺术上并没有很多的创意,但是如果你看我们从同样的角度看到的真实的地球和普朗克产生的图像之间的差别,因为你可以看到在地球中部,在大西洋那里有一条线,因为所有的海洋波浪都在那边停止,是能够产生力量的。而且那边其他的地球地方也有比较尖的边缘,这主要是由于我们前面说的引力造成的影响。然后我们也有往下的引力的作用,这些都非线性的,但是如果我们看宇宙的照片却看不到前面说的地理特点。那这些不同的相异性,一般都是-5的水平,但是如果你继续细看进行比较的话,你可以发现时空它产生的力量是比较线性的力量,和我们真实的地球图片非线性的力量是不一样的。这对我们来说产生了问题,我们实际上有一个膨胀的机理,但是膨胀部分本身是有自己的特点的我是科学家,就可以看这个图,做刚才这个分析,然后找到答案。

  接下来给大家看看其他的照片,希望给大家看一个非常高质量的视频,大家也可以拍照。我们在研究星系,同时很多的人也在研究上十亿的恒星,距离这个地球最近的恒星,这上面的照片就是恒星,确实让人印象深刻,恒星的数量非常多,上十亿个。星系里面有400亿的恒星,所以这差不多是四百分之一。然后对天空来进行放射性的测量,就可以知道银河长什么样,然后我们就可以看到不同星系的集群,后面还有更高分辨率的视频。然后大家可以看到不同的星系又集合在一起,三大星系,包括我们这个星系,是20到40的尺寸,这是我们现在所在的星系,然后你要走很长的路才能够看到其他的星系,包括距离我们最近的星系。其实我们真的就生活在一个村庄当中,前面也给大家看了相似的图像。

  然后你们会看到红点,它们都是离我们很远的星系,它们因为是我们现在唯一能够观测到的距离我们很远的星系,规律还是一样的,如果往很远的方向看不是所有的星系都能看到,只有那些比较亮的星系才能看到。最后我会给大家看一个整体的视频,比较连续。这也是同样的画,我们是通过加了光线参数进行分析,我们只是测量了500万个星系,接下来还要测量的有1000亿个。这并不是线性的尺度,我们是用一种比较立体的方式来给大家呈现的。这就是我们的工作。

  最后,给大家看一张非常漂亮的照片,我们把它称之为膨胀时期,打造了时空,也是宇宙的开始,使得宇宙能够波动,产生不同的结构。量子力学,时空,但是能量是非常高的,而且必须要有能量的波动,也会产生我们现在所看到的微波背景辐射,最后它们也转化成恒星和星系。这是用艺术的角度来阐述刚才的这个过程,这是我们科学的模型,教学生的时候阐述宇宙的整个发展历程。我们这边要加暗能量,加速宇宙的扩张,然后放暗物质,然后所有这些不同的参数都必须要手工的加进去,其他的都是物理学的原理,还有我们观察到的结果。

  接下来给大家看视频,看了视频大家就会觉得自己非常的渺小,因为有一望无际的宇宙。

  (现场播放VCR)

  先是地球最高的喜马拉雅山,这都是实时的数据,你这边可以选择把云不显示在屏幕上,这样可以看得更清楚,自己调整观看的参数。现在是离开了地球,从最高点到最低点差不多是30公里,这是我们自己做的卫星,在轨道上装了很多不同的卫星,包括俄罗斯的卫星,然后你可以看到地球环,也能看到月球。这是月球的轨道,行星的轨道,不同的行星,火星、木星、水性,还有整个太阳系,12星座的星系,太阳真正的亮度,并且把这个亮度和其他恒星来进行比较。这就是我们传输的放射信号,现在给大家看到的是银河星系,这是周边的星系,这是我们目前已经有测绘地图的星系,这是目前还没有制图的一些地方。这是比较年轻的宇宙传递的光,这是大爆炸的光,这是在太空当中和时空当中的宇宙。然后通过导航可以再回到自己的所在地,要找准一个星系是不容易的,但是要在这么大的宇宙当中找到我们的星球是更不容易的。这是一个非常大的月亮。

  好的,谢谢大家。

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