了解宇宙是如何运行的 第七季 How the Universe Works Season 7(2019)
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Nightmares of Neutron Stars感谢B站，竟然有第七季，中英文字幕，所以也别按照顺序了，就有哪一季就看哪一季吧。 中子星就像是凤凰，涅槃重生。2016年观测到了引力波，这是在爱因斯坦预测100年后观测到的。第二年，科学家观测到了两个中子星相撞，这个也是大事件，被称为Kilonova。中子星是相当于太阳的质量，被压缩到一个城市的大小，质量密度极大。中子星的表面大概只有十厘米厚，全是钻石，但不是我们平常想象的那种钻石。科学家解释中子星内部是啥样的时候，充分照顾了大部分观众的兴趣爱好，也展现了科学家本身的吃货本质，内部的四种状态用四种意大利面来解释。话说这一季的特效更加真实，科学家亲自上场解释的时候也变多了。脉冲星是中子星的一种，当年发现这种星的女科学家Mullad还以为发现了外星人的信号。中子星的转速太惊人了，每秒700次，一秒可以经历700次昼夜。中子星中还有一种磁星，磁场的力量是如此的强大，会撕裂自己的表面。还有的中子星一会是脉冲星一会是磁星，跟精神分裂一样。 When Supernovas Strike。Betelgeuse科学家是不是一直在盼着这个爆炸，都要天天对着祈祷了，着急的要施法了。向外的能量和向内的引力，一直在争斗，直到恒星生命的最后一刻。恒星是too big to explode. 等到氢气耗尽，就开始消耗氦气，然后一层一层，直到形成铁。形成铁就不能产生能量，引力开始占据优势，恒星快速坍塌，速度为光速的四分之一。电子非常不喜欢挤在一起，天生爱自己一个人呆着。坍塌后迅速反弹，星球内部分多层，所有中心层的反弹力都叠加在最外层的物质上，所以冲击波会非常强。但即使是这么强，根据计算机模拟，也不能突破外层的限制，科学家猜测应该是微中子的能量。超新星爆炸的时候产生了大量的微中子。这也还不够，最后发现是科学家把超新星的爆炸想的太整齐了，实际的爆炸没有这么规整，加入混乱因子，计算机模型成立。 有的超新星跟僵尸一样，好几十年，一会亮一会暗，其实人家是质量太大了，大到内部都出现伽马射线了，这些高能量射线每次跑出来的时候所释放的能量堪比超新星爆炸。有两种超新星，没有氢气的是1型，有氢气的是2型，结果科学家发现了能在两种之间横跳的，玩的很开心啊。2015年科学家观测到强度非常大的超新星爆炸，大到不可能的地步，结果还真不是，实际是一个黑洞在撕裂一个恒星。恒星离着黑洞更近的那一面被撕裂的更快，随着物质被黑洞撕裂，留下了一地尸骸，释放出巨大的能量，照亮了整个银河系。 250万年前，距离地球较近的超新星爆发，剥掉了地球的臭氧层，地球的生物圈被辐射，引发了基因突变，一大批动植物灭绝，同时也出现了新的物种，人类的祖先就是在这个时期登场的。 最后科学家总结：超新星，非常感谢，没有你们就没有我们。不过，离我们远点啊！你们太残暴了！ The Interstellar Mysterie。一群见过世面的天文学家，还是经常被宇宙的奇妙和意外而惊叹。2017年10月份夏威夷的观测站检测到了一个天体，从速度和轨道来看，不是太阳系内部的，这是第一次观测到太阳系以外的天体经过太阳系。名字是Oumuamua，这名字基本被科学家叫了十几次吧，现在已经完全忘不掉了。像长长的雪茄，当然弹幕里也有往比较恶心的方向联想的。地表是红色，含有Tholins有机分子成分。有科学家还怀疑这个可能是外星飞船，跟踪了八个小时尝试了各种信号，没有回应，也许是一艘没电的宇宙飞船吧。 那么说正经的，其实就是个太阳系以外的天体，那么怎么跑太阳系来了呢？有的是双星系统，其中一个超新星爆炸了，另外一个被以高速甩出轨道。也有双星系统遭遇黑洞，一个被吞噬，另外一个被高速甩出。 宇宙中充满大量的高能量粒子，这些粒子可以穿透一切，其实这时候就看出来太阳的保镖作用了。太阳风在太阳系中形成了日光层，这就是太阳的磁场范围，磁场挡住了大量的高能粒子。另外地球也有自己的磁场以及超厚的大气层，可以阻挡大部分的粒子。宇航员在太空中遭受粒子攻击的可能性高很多，有宇航员反应说眼睛里看到了火花，这就是高能粒子在穿过眼睛中的液体。粒子会切断DNA，重新组合，这就是变异啊，让我想起了英雄这部美剧。各位特异人士的变异就发生在一次日全食以后，想来还真是很有道理。太阳的周期是11年，如果将来要移民火星，应当选择太阳活动最强烈的时候，因为此时太阳能提供最大的保护以抵抗宇宙高能粒子的伤害。 宇宙中有大量流浪的行星，他们没有恒星。有些流浪行星的大小有四个木星那么大，这种星球上百万年都没有光源，不会有生命，但是如果他们有固态卫星，行星强大的引力会融化卫星的水，有水就有可能有生命。 Musca这个星云是会唱歌的，一开始科学家以为人家是细细的一条，后来发现星云内部有震动，通过震动推测出了星云的三维图像，原来是一个圆盘。 正常物质中少了三分之一，科学家发现他们在星系之间的空隙中，以hot gas stream的形式存在。说到这个，以粒子的速度推算温度，可以达到几十万度，但是由于粒子之间的距离太大，虽然温度很高，但是如果身处宇宙当中，还是会被冻死的。 How Black Holes Made US。黑洞这集写完了，迷糊了，忘了保存。懒的再写了。总之就是很神秘，很值得研究，很重要。 Secret World of Nebulas这集不错。138亿年前宇宙形成的时候，一开始只是能量，能量冷却后就是氢气和氦气。气体聚集的地方就是星云，这里是星体的摇篮。恒星在这里出生，死亡，剧烈燃烧，变成新的星云，将物质推向宇宙。第二代恒星诞生，死亡，形成新的星云。据研究，我们的太阳是第三代。99%的恒星死亡的时候都是普通的，就红巨星那种。剩余的大号的恒星才是超新星爆发。太阳爆发的时候，地球会被吞没，科学家也太逗了，说你以前看到的是太阳升起和落下，到时候我们就在太阳里面了。哈哈哈，地球都熟了啊。人类那个时候如果还存在应该早就搬走了，这地方真是没法待了。恒星的死亡就是新一代恒星的开始，生生死死，循环往复。组成我们的所有的物质都能在星云中找到。Pillars of Creation, 三个柱子的那个，科学家通过观测发现，这个星云的形状可能已经死去了，周围的恒星在吸收它的气体，内部新形成的恒星的磁场在吹散这个形状。我们所在的银河系快要饿死了，原来还挺残暴啊，平常就在吃各种各样的矮星系，2700万年后会有一个小气态行星系经过我们，含有100万个太阳的质量，说这也就是个零食。最大的一餐就是和仙后座星系的合并，到时候星系又可以续命了。 Did the Big Bang Really Happen?大爆炸是真的吗？the big bang is not big and not bang. 哈哈，想起来当年big bang其实是玩笑之语，说的是你们这帮人怎么能这么开玩笑一样的说宇宙就是bang的一下就诞生的，结果就流传开来，跟薛定谔的猫还真的挺像。大爆炸没有原点，所有的点都在原理别的点，所有的点都是中心，如果这么想的话，地球是宇宙的中心，还是有道理的啊，每个人也都是中心啊。Edwin Hurble发现了红移，证明宇宙在扩张。理论倒退，如果一直在夸张，那么一定有起点，这就是奇异点。一个无限小的点蕴含无限大的能量。根据爱因斯坦的公式，能量和物质可以互相转换。在大爆炸的初期，宇宙的夸张速度超过了光速，这个打破了人类的常识，没有物体可以超过光速。这个被一位天才科学家解决了。他指出光速是光在真空中的速度，但是宇宙本身就是时空，宇宙本身的扩张是时空的暴胀，不违反光速的常识，而且这还能解释为啥从宇宙的级别来看，宇宙是平的，我的天，我一直以为是圆形立体的那种，竟然是平的。宇宙真是充满了各种惊喜。 60年代两位科学家发现了宇宙微波背景辐射，大概是宇宙诞生之后7秒的时候，第一次有了宇宙的婴儿照片。关于宇宙最早的那么几秒到底发生了什么，科学家表示，我们实在是不知道，以我们这么渺小的人类，能参透这么多宇宙的奥秘，人类已经很强大了。宏观用广义相对论，微观用量子理论，从上世纪70年代开始，科学家一直想干的事情，就是如何把这俩marry到一起去，这个词用的太好了。这就像是让两种不同规则的体育运动人员在同一个赛场上比赛，哪哪都不顺利。目前有了两种理论可能是方向，一种是弦理论，一种是多宇宙。节目组主要演示了第二种。在宇宙的婴儿照片中，右下角有一个又冷又大的点，出现在这个位置没有理由，天文学家的大胆设想是这时两个宇宙相撞的地方。大爆炸并非是产生了一个宇宙，而是像泡泡一样，产生了多个宇宙。科学家说越多越好啊，还有一个说，我期待着下一个爱因斯坦。 Battle of the Dark Universe.暗物质和暗能量，这集的感觉就是好像没咱们啥事，咱们物质也就5%，没有暗物质就没有星系没有我们，前90亿年是暗物质的天下，后50亿年是暗能量的地盘，两家一直在争霸宇宙。 暗物质存在的证据就是gravity lense, 光线会弯曲，以及观测到的可见物质总量不足以解释现有的强大吸引力。暗能量的证据是90年代观测到宇宙的夸张在加速，按照常理来说宇宙都夸张了这么久了，速度该下降了，结果发现还在加速。这个就涉及到当年爱因斯坦的宇宙常数的设定，当时大科学家还以为自己错了，现在看来他很可能是正确的。 暗物质在宇宙中形成了丝状结构，在丝状结构的交汇点，物质富集，就形成了现在的宇宙结构，想想蜘蛛网。各个星系之间的空间就是暗能量的地盘，力量随着空间的变大而变大。 现在看来big crunch是不可能了，暗物质已经吸引不住这个宇宙了。宇宙接着扩张下去会是big chill, 所有的地方都变得寒冷，宇宙死去。还有一种可能就是暗能量更加强大， 会造成big rip, 所有的星系，所有的行星恒星各种星体，所有的原子，所有的原子核都会被撕裂。科学家认为这种情况下大撕裂之后，所有的物质可能会向内坍缩，开始新一轮的循环。 然后说了这么多，科学家说也许暗物质暗能量啥的都是错的，也许几百年以后我们被证明是错的。哈哈哈，你们真是看得开。 Hunt for Alien Life四十亿年前地球是Hadean时期，铺天盖地的轰炸都没能灭亡生命的种子。七亿年前进入雪球时期，几百米厚的冰层，生命还是顽强挺过来了。碳基生命是主流还是硅基生命是主流，谁也不确定。放眼宇宙，有机化合物到处都是，那么生命的起源到底是哪里？有说法认为，我们实际是火星的后代，现在探测已经发现火星以前是有水的，有水就有生命，火星在遭受天体撞击的时候，有些生命就降落到了地球。复杂生命的形成离不开紫外线，紫外线可以打破以前的结构，这样才有新的结构不断的出现，我们不过是偶然的产物。还有一种Panspermia, 认为宇宙的所有生命都是同源的，原星球毁灭生命之火散落到各处，我们是有可能找到跟我们长的像的其它生物的。至于生命是否能够经受得住长途跋涉，宇宙辐射以及落地撞击，科学家用实验演示，没有问题完全可以。至于外星生物，我们这脆弱的身体完全不适合长途跋涉，未来我们的宇宙航行恐怕是要用人工智能去开展，然后他们遇到的恐怕也是外星人制造出来的人工智能，嗯，想想就很激动啊。 Finding the New Earth寻找第二个地球。人类这是多强的好奇心啊，一定要找哈，既是满足自己的好奇心也是给人类找个退路。先找到一个Proxima B, 1.3个地球大小合适，跟恒星的位置也合适，但是有个问题，这个恒星是个红巨星，而且相当的不稳定，每一年爆发一次，每一次都把行星的大气层扫荡干净，气温极高，这种环境不可能产生生命。地球当年之所以进入冰球期，是因为木星和土星两位大哥改变了地球的轨道，轨道变化带来的气候改变会反应在岩石层里面，当年植被受到的影响都保留下来了。科学家开玩笑说，红巨星可不是好家长，会虐待孩子。下一种一下找到了七个跟地球差不多的，太近的过热，太远的过冷，中间DEF三个挺合适，在这些星球上，用肉眼就可以看到其它的星球上的山脉河流，这个也不行，转速太快了，一年只有6天，变化速度太累人了。而且还有一种可能，离着这么近，很有可能潮汐锁定了，朝向恒星的一面大气层被蒸发，背向恒星的一面大气层被冻住，这种环境人类扛不住。下一个备选是Kepler-452B, 这个有5个地球那么大，一年有385天跟地球也差不多，看着很合适，等会，这个也不行，引力是地球的两倍，人体也扛不住，想想看我们现在为了发射火箭突破地球的吸引力所建造的大型设备，如果引力变成两倍，这些设备的大小和需要的能量都需要加倍。最后一种我们可能要把目光投向某些行星的卫星，这些也在宜居带，大小跟地球差不多，很重要的一点，这些卫星上得有板块持续运动的迹象，因为运动会持续调节全球的气候。大气层的成分和厚度也要合适，火星是太厚，金星是太薄，只有地球是合适的。以上的这些必备条件，需要科学家的聪明才智，更加强大的望远镜，以及未来几十年的努力，才能继续取得进展。 Cassini's Final SecretsCassini对土星的探测。 土星的环是在是太漂亮了，伽利略当年看不清的时候说是椭圆形的，好像有两个耳朵。 土星的大气层和环之间的区域，卡西尼号曾经穿过了22次，拍下了众多照片，有很多很有意思的发现。比如第一个天空下雨，科学家推测是因为土星的核心是液态金属氢，转动形成了磁场，环上的冰被太阳的紫外线照射后带电，被磁场吸引就下雨了。这个环非常年轻，不到一亿年，这年龄也很老了好吧，证据就是这么小的质量通常不会存在很久，以及很多冰块都很干净。其中一极有个六边形的形状，非常标准，每一边的大小基本是地球的大小。科学家解释，这得用流体力学，土星本身的自传加上jet stream的共同作用，就会形成这个形状。 土星的七个卫星是形成土星环的重要原因，这七个跟牧羊犬一样，让这些冰块形成了波浪线一样的土星环。 Iepenus，土卫八，一面亮一面暗，潮汐锁定，暗的一面是因为有另外一颗卫星飘来的黑色物质沉积到土卫八的表面了。形状是个核桃，赤道一圈有一圈山峰，是真的一圈，科学家认为是原来土卫八也有自己的环，但后来消失落到了土卫八的赤道上，形成山脉。这体量很惊人啊，两个喜马拉雅山的高度。 Enceladus, 原来以为是个冰球，发现是有液态水的，潮汐力量应该不足以融化水，推测是内核的原因，内核可能是众多的石块，潮汐造成了石块之间的摩擦，根据模型，可以把水融化并加热到90度，而且从卫星喷出的间歇泉的成分来看，这上面完全具有形成生命的基础条件。 Titan土卫六，液态氮，看外貌跟地球很像，高山峡谷河流，但是成分完全不同，气温零下两百度吧。那些看起来像是沙漠的沙丘，是分子，由于静电结合在一起。