在此仅为做笔记简单梳理内容,水平所限,诸多不明,如有错误,感谢指正。
1572年,狄格思打破宇宙是一个壳的观念,从此人类了解宇宙的无穷。
18世纪末,天文学领域才开始注意观察星星,赫歇尔、卡洛琳兄妹通过改进望远镜,观察到动态的星空,并绘制了以太阳为中心的银河系近似图。
贝塞尔通过恒星视差法得以测得300万亿公里内的星体距离。
亨利埃塔·莱维特了解到恒星的亮度预期闪烁速度精确相关,从而发现测量恒星客观距离的方法,但苦于其女性身份未能得以实践。(方法没弄懂)
利用莱维特的测量方法,哈勃发现仙女座星云,银河系等于整个宇宙的观念破产,人类探索到宇宙的边缘。
结合高斯、黎曼发明完善的非欧几里得数学,爱因斯坦在广义相对论中指出“空间”可扭曲并因此产生引力(地球重力即是地球扭曲了空间产生曲率带来的结果)。人类从此了解万物不仅无穷,且有形状和结构,还可扭曲变形。
人类开始走出宇宙,想象万物,结合哈勃关于光源光波变化的发现,设想宇宙是一种移动的、有机的,且不断膨胀的实体。
既一直膨胀,宇宙曾必然更小,人类发现宇宙的起源,从一个点大爆炸膨胀而来。电视无信号时屏幕上的雪花正是大爆炸产生的光的残留,创世纪的余晖。
由于宇宙的急速膨胀,太远的、太晚发出的星光永远无法到达地球,所以本该被无穷星光包围的夜空却是漆黑幽深的。
暗能量在加快宇宙膨胀的速度,人类可观测到的宇宙的范围在缩小,大约一千万年后,只能看见银河系的星星。(暗物质、熵增不懂)
万物解释了一个问题:我们能观测的宇宙的样子。通过问题:奥伯斯佯谬。
哥白尼:日心说,宇宙的中心是太阳,地球围绕着太阳转,在最外层是恒星球壳。迪格斯把最外层的恒星天团分布在了无限的空间上。从前我们在一个有限的球壳上,现在我们悬浮在一个静态的无限的宇宙中。但是静态的无限的宇宙导致一个悖论,我们的视线中有无数的恒星,所以他们应该和太阳一样散发着光,为什么夜晚的太空不像白天一样明亮?。这个悖论被称作奥伯斯佯谬。
假如宇宙是穏恒态而无限,而且有无数平均分布的发光星体,则无论望向天上哪一位置都应该见到一粒星体的表面,星与星之间便不应有黑暗的位置,黑夜时整个天都会是光亮的。
更确切的表述是,如果宇宙是稳恒,无限大,时空平直的,其中均匀分布着同样的发光体,由于发光体的照度与距离的平方成反比,而一定距离上球壳内的发光体数目(光子数目)和距离的平方成正比,这样就使得对全部发光体的照度的积分不收敛,黑夜的天空应当是无限亮的。
参考:奥伯斯佯谬-百度百科
假设有另外一个和太阳一样的恒星,离我们的距离是太阳的二倍。这颗星星照到地球上的光子就是太阳的四分之一(大球面积之比)。但同时,在我们视野里,这个星星的面积也是四分之一(三角形相似)。那么,最终,这颗星星在我们眼里,将和太阳一样亮。同样的道理,任何星星在我们的眼里,都和太阳一样亮。
红移导致可见光衰弱到宇宙辐射,如果观测红外辐射,会发现宇宙是明亮的。
参考:奥伯斯佯谬-知乎专栏
有一种错误解释是: 指宇宙并非透明,远处星光会被宇宙间黑暗的星体,尘埃和气体阻隔,令极远处的光线只可以传播一段有限的距离而不能到达地球。然而这并不能解决问题,因为根据热力学第一定律,能量必定守恒,故此中间的阻隔物会变热而开始放出辐射,结果导致天上有均匀的辐射,温度应当等于发光体表面的温度,也即天空和星体一样亮,然而事实上没有观察到这种现象。
正确的解释是: 宇宙的年龄是有限的和红移。光速是有限的,因此光传播到无限的宇宙是不可能的,因此我们只能观察到有限的宇宙。如果是有限的宇宙年龄,那么为什么我们看不到大爆炸的影响呢?因为宇宙在膨胀,有的光到达不了我们,在光学效应下创造了有限的宇宙。
人类首先意识到空气,这个声音的介质,发现了真空。然而真空是全空的吗?人类试图寻找光的介质以太,事实证明并没有。
之后人们认识了海森堡测不准原理,速度和时间的微妙关系,也是能量和时间的微妙关系。量子力学与狭义相对论的统一交给了狄拉克方程。在微观时间,物质与反物质相互碰撞,湮灭。极短的时间内你可以从真空借出能量,然后快速归还。量子力学在微观的应用被拓展到了天文学,人们理解了宇宙的起源。大爆炸从真空无源的生出众多物质反物质,然后湮灭,极少数的残骸形成了现在的宇宙。
宇宙真的很美,很同意。微观的原子里有宇宙,我们在宇宙中,那么是否有一个更广阔的宇宙群,我们的宇宙是其中一个原子的存在呢?
谢谢科普。
宇宙好大,大到无法产生直观且准确的感觉。
宇宙越来越大,不断膨胀,以超越光速的速度膨胀,这让我们永远只能观测到有限的时空,过去的、遥远的星系发出的光永远无法抵达地球。
夜晚是黑的,且越来越黑,多年之后,只剩下空旷荒凉的一片漆黑。
但就算是一片真空,它也不是空无一物。量子力学告诉我们,真空是一个创造并充满物质与反物质的地方,充斥着量子涨落。而我们只是宇宙大爆炸的残骸,也是演化的奇迹。
在这个框架下思考平行世界:正因为我们可观测的宇宙是有限的,而宇宙本身是无限大的,那一定存在一个概率,使得极遥远之外的某一个可观测宇宙演化出了人类。
如果像折叠二维世界那样折叠三维世界,就能抵达超光速所不能抵达的地方。那么,从平行世界的角度思考生命体的意义,会有何不同?一切仍然归属于演化和概率?而对于拥有折叠三维能力的高维生物,他们所观测和存在的宇宙会不会有新的答案?
1.我们现在知道仙女座距离我们超过了250万光年,这意味着如今到达地球的来自仙女座的光,实际上在现代人类进化之前就已经开始了它的旅程
2.爱因斯坦证明了空间拥有弯曲和扭曲的能力,使其柔韧,并改变其几何形状,从而产生了我们称之为重力的力。从牛顿的时代开始,引力便被认为是一种将所有物体拉到一起的力。但爱因斯坦的广义相对论给了我们一个完全不同的观点。尽管引力是一种力,但它只不过是空间本身的曲率,当一个物体下落时,它根本不是被引力所牵引,它只不过是沿着最简单的路穿过弯曲的空间
质量造成了空间的弯曲和扭曲。地球上有重力的原因,是因为地球实际上弯曲了它周围的宇宙空间
3.当光源接近我们时,光波会被压缩,呈现为蓝色,如果物体后退,光波会被拉伸,并呈现红色。 哈勃发现所有遥远的星系都在变红,它们都在远离我们。不仅如此,距离我们越远的星系远离我们的速度就越快。
整个宇宙, 可能是某种移动,有机,且不断膨胀的实体
宇宙膨胀速度正在加快,似乎有某种神秘的力量正在分开万物,它被称为暗能量 。如果宇宙膨胀的速度在增加,那么我们可见的宇宙将开始变少
4.如果发生了大爆炸,那么在创世的瞬间之后,一束光应该从整个宇宙中发出。宇宙的每个部分,现在都应该充满这种光,结果证明的确如此。这不是普通的雪花点,这是创世时产生的余晖
5.有一段时间科学家曾以为,自然界中不存在”无物“,宇宙中的一切都似乎处于不可见的介质之中,科学家称之为”以太“
6.在量子物理学里,自然就是基于“不确定性”的。海森堡的不确定性原理向我们展示了,你可以从无物中借取能量,只要你能尽快还清,真空是活的
狄拉克将狭义相对论和量子力学相结合,提出电子理论和反物质概念。电子和反电子成对从真空中出现。所以真空从无物,变为了一个创造并充满物质与反物质的地方(想起了双鱼玉佩,也想起了☯️)
太好看了 宇宙纪录片比很多科幻片好看太多了
这个片子把好多耳熟能详的人名和理论的来和去讲得如此如此生动 从海森堡到亚里士多德 从爱因斯坦到哈勃 从迈克逊和莫雷到迪亚克 从欧几里得到高斯 等等等等 这些人来到世间如何为人类仰望宇宙如何描绘宇宙图景给出了了一个又一个重大的贡献
我们去描绘宇宙奥秘 不仅仅是需要观测 不仅仅需要天文学 数学乃至哲学等等学科 都需要迈着一样的步伐前进 相互映照相互帮助 帮助产生更加准确的理论 像高斯和他的学生提出来的三维空间的扭曲要基于四维空间里 这个看似毫无用处的太过超前的数学理论 在多年后被爱因斯坦所用 “this exactly what I want” 像真空给商业届提供了大量赚钱的机会 导致真空的创造变得普遍而廉价 这反哺给理论科学 商业化真空让真空科学研究变得更加容易 各个学科乃至世俗的商业相辅相成的图景太美妙了
这个片子有两个地方我觉得对于我来说是把这个纪录片推向高潮的时候 一个是迈克逊和莫雷的实验 想去验证光以太的存在 那个实验太精彩了 让人不得不佩服他们俩太聪明太聪明了 好聪明的做法 让人惊叹不已 还有一个推向高潮的地方就是介绍Dirac方程诞生的时候 如此简洁而美丽的一个方程 是数学巨大冰山的顶端 下面有庞大的数学分支 里面有段话我真的太喜欢了 看到这里的时候哭了 纪录片里的一个科学家在接受访谈的时候 把Dirac的方程比作诗 不是因为他们都很美 是因为他们都是最超负荷的语言 这里我把那段话摘抄在下面:假设你想到一首诗 你可以说它是一种最超负荷的语言 能把所有内涵压缩到一张很简短的页面上 Dirac提出的方程就是这样的简洁 你可以随后再去解读它 就像你重读莎士比亚的十四行诗 你会体会到越来越多的感受越来越多的典雅 same for Dirac’s equation 你也会有同感 你会不断地从中发现新的东西that你第一次读的时候没有发现 就像Dirac自己说的那样 他的方程比他聪明 因为这个方程能给出的东西远远多于他往里面放进去的东西
Dirac 的方程揭示了物质与反物质 我们不过是一次物质与反物质湮灭的一个残骸 我们所坐落的地方不过是地球上所有沙子加起来数量里的一颗沙子的残骸
里面还有一个地方我也很喜欢 震撼到我 讲到我们观测星空的时候 能看到的不过是几百万年时间之前的图景 我们并看不到实时的、现在的宇宙图景 因为光需要花太多时间穿过宇宙抵达我们的眼睛 所以夜晚我们仰望星空 不过是在看宇宙古老的图景 不过是在看古老的遗迹 当有一天宇宙膨胀速度大过光速 当光也跑不过它的膨胀速度的时候 我们夜晚能看到的 只能是漆黑的、冰冷的、寂寥的空无一物的夜空 我由此第一次深深地理解到了 所谓“可见宇宙”指的是什么 我们可见的如此荒诞 它不是实时的 它如此古老 如此片面 如此有限
最后 影片的最后 揭示了宇宙最核心的奥秘其实来源于nothing 即真空 真的荒诞而美妙 真空里小小物质和反物质的诞生和湮灭影射了巨大宇宙来源的奥秘 我们的宇宙像是巨大真空里的小小物质与反物质湮灭后的结果 那我们宇宙之外是不是还有其他宇宙残骸 我可能不过是住在一颗原子里 我看着我房间里枯萎的郁金香 我可能就是那枯黄叶片里的一个原子里的一个残骸上的一个会思考的有机体
影片里有句话我很喜欢 他说当观测的器材科技还没有重大进步的时候 如果科学需要重大进步 那么对人类的要求就是 你要有imagination上的重大突破
你想啊,人类认识宇宙,就像从一颗沙子认识整个地球上的沙滩。那是一件多奇妙又壮阔的事情。
首先,是我们认识事物。欧几里得提出的几何学,就是尝试把看到的东西总结成规则。
接着,我们认识天空。玄学哲学科学,能自圆其说地阐明各种现象。
对,就是现象。我们尝试套用方法来总结现象。
后来,不断颠覆规则,因为有新的现象发生了,当然不乏是因为有牛人的思考。
认识宇宙的脉络是这样的。望远镜和视差测距确定银河系中恒星的距离;造父变星星和哈勃望远镜扩大了宇宙的范围,不止于银河系;高斯和黎曼提出了不同于欧几里得平坦空间的弯曲空间;爱因斯坦提出广义相对论,时间和空间都是动态、可形变的实体,扩展至宇宙也是。万有引力就是我们三维空间由于地球质量而发生形变产生的;哈勃观察到红移现象,结合广义相对论,得出宇宙内部在不断膨胀。
最终,我们合理解释了这个现象。为什么晚上天是黑的?宇宙是年轻的,有限的。如果它没有起点,那不论多远的恒星都会在经历漫长旅途,在当下夜晚来到地球。但是即使是很久很久之后的地球,天还是黑的。宇宙是膨胀的,足够远的恒星的光将永远无法到达地球。
在当下,我们能感受到时间的交错。今晚看到的星光,在几百万光年前就已经出发了。小时候我们收到的雪花信号,那些微波辐射是宇宙起点时残余的能量。
宇宙膨胀速度越来越快,有一天膨胀速度跑过了光速,银河系的夜晚就看不到那些星星了。
从显微镜下的病毒,到望远镜中的星系,可见世界共享着相似的内部结构与运行机制。常识中以为的虚空,其实无时无刻不充斥着量子涨落。“我们的宇宙只是膨胀了许多倍的量子世界。Nothing really has shaped everything.” 所谓一沙一世界,也许并不只是诗人的浪漫和佛家的禅机…
我时常想,在某一个教育发达的,不捆绑泛学科的平行宇宙里,我会否有机会去读物理系……研究人与社会不如纵身跳入星空…如果回到137亿年前,尚未膨胀的宇宙里,能看见所有的所有的星系的时刻,如同2001里炫目盛大又怪诞的迷幻镜头,让人忘记自己只是渺小和虚无,仿佛万物只为我而来。大象无形,大音希声。在我剥开一颗百香果的时候,一场宇宙大爆炸在我掌心发生,每秒一万亿年。
圆了我看那么多年关于宇宙的杂书后始终无法接触相关理论的形象的梦想。ps. 多认知宇宙的存在和变化,有利于提升一个人装逼的境界。
拍的这么唯美,其实说的炒鸡简略啦......................还是翻翻书更好。
everything与nothing,原来并非非此即彼。万物伟大又渺小,刹那又永恒。
21.2.8 先看了虚无后看万物。实在符合心境,有天意。
量子力学毁三观,太像玄学了
以普通人看得懂的方式讲述
引用评论“还是亚里士多德赢了”
高兴地向我男人介绍量子涨落,没想到他早就知道了,是不是其实全世界都知道,丢脸。
物理学最终回归到数学公式上的表达 形而上回归到哲学 形而下回归到数学 太有韵味了 而这韵味又是文学性的 正如纪录片中的比喻 数学方程式中的每一个符号都是最大范围的隐喻 最终凝缩而成的公式也是一个浪漫的俳句
继续涨知识,好多地方即便用非数学方式讲了,我的脑子还是要转好久都没懂= = 不过看起来还是很震惊的,尤其是第二集,简直大开眼界
色即是空 空即是色啊 宇宙包含太多哲学真理 不断膨胀的宇宙就像不断膨胀的人类 最终结果就是消失殆尽...
we are nothing
太阳系是沙滩上的一粒沙。面对浩瀚奇迹,个人的情绪真的毛都不算。只要对宇宙抱有好奇和惊叹,活着的每一刻都好珍贵!能够仰望天空之奇幻,做条学术狗畅游在知识的海洋中是那种一旦体会过就出不来的至高无上的幸福。说出来不怕笑话,前几天晚上看书看到半夜,求知欲膨胀到激动失眠…被自己蠢哭了
看过一集,真心第一次觉得物理那么浪漫又美好。突然有了看这类书的好奇心。这是以前没有过的。我们是量子涨落留下的意外结果。
太阳系仅仅是宇宙的一粒沙,人类不过是这粒沙上的小小微尘。然而我们却有幸能够通过自身的能力,窥见、研究整个宇宙的全貌,犹如一粒沙可以去知晓整个沙滩。说明,从万物创生以来,宇宙、造物者、大自然,就已经赋予了万物领悟本质、本性的智慧。一沙一世界,一叶一如来。
正在翻译此片的我被震撼哭了
从无中生有,亿万年前死去的恒星的残骸变成了我们,人类的存在就是宇宙了解自身的方式。太好看了,超治愈,强烈推荐
宇宙最神奇的地方就在于他竟然是可以被人类理解的。