了解宇宙是如何運行的第七季

Nightmares of Neutron Stars感謝B站，竟然有第七季，中英文字幕，所以也別按照順序了，就有哪一季就看哪一季吧。 中子星就像是鳳凰，涅槃重生。2016年觀測到了引力波，這是在愛因斯坦預測100年后觀測到的。第二年，科學家觀測到了兩個中子星相撞，這個也是大事件，被稱為Kilonova。中子星是相當于太陽的質量，被壓縮到一個城市的大小，質量密度極大。中子星的表面大概只有十厘米厚，全是鉆石，但不是我們平常想象的那種鉆石。科學家解釋中子星內部是啥樣的時候，充分照顧了大部分觀眾的興趣愛好，也展現了科學家本身的吃貨本質，內部的四種狀態用四種意大利面來解釋。話說這一季的特效更加真實，科學家親自上場解釋的時候也變多了。脈沖星是中子星的一種，當年發現這種星的女科學家Mullad還以為發現了外星人的信號。中子星的轉速太驚人了，每秒700次，一秒可以經歷700次晝夜。中子星中還有一種磁星，磁場的力量是如此的強大，會撕裂自己的表面。還有的中子星一會是脈沖星一會是磁星，跟精神分裂一樣。 When Supernovas Strike。Betelgeuse科學家是不是一直在盼著這個爆炸，都要天天對著祈禱了，著急的要施法了。向外的能量和向內的引力，一直在爭斗，直到恒星生命的最后一刻。恒星是too big to explode. 等到氫氣耗盡，就開始消耗氦氣，然后一層一層，直到形成鐵。形成鐵就不能產生能量，引力開始占據優勢，恒星快速坍塌，速度為光速的四分之一。電子非常不喜歡擠在一起，天生愛自己一個人呆著。坍塌后迅速反彈，星球內部分多層，所有中心層的反彈力都疊加在最外層的物質上，所以沖擊波會非常強。但即使是這么強，根據計算機模擬，也不能突破外層的限制，科學家猜測應該是微中子的能量。超新星爆炸的時候產生了大量的微中子。這也還不夠，最后發現是科學家把超新星的爆炸想的太整齊了，實際的爆炸沒有這么規整，加入混亂因子，計算機模型成立。 有的超新星跟僵尸一樣，好幾十年，一會亮一會暗，其實人家是質量太大了，大到內部都出現伽馬射線了，這些高能量射線每次跑出來的時候所釋放的能量堪比超新星爆炸。有兩種超新星，沒有氫氣的是1型，有氫氣的是2型，結果科學家發現了能在兩種之間橫跳的，玩的很開心啊。2015年科學家觀測到強度非常大的超新星爆炸，大到不可能的地步，結果還真不是，實際是一個黑洞在撕裂一個恒星。恒星離著黑洞更近的那一面被撕裂的更快，隨著物質被黑洞撕裂，留下了一地尸骸，釋放出巨大的能量，照亮了整個銀河系。 250萬年前，距離地球較近的超新星爆發，剝掉了地球的臭氧層，地球的生物圈被輻射，引發了基因突變，一大批動植物滅絕，同時也出現了新的物種，人類的祖先就是在這個時期登場的。 最后科學家總結：超新星，非常感謝，沒有你們就沒有我們。不過，離我們遠點啊！你們太殘暴了！ The Interstellar Mysterie。一群見過世面的天文學家，還是經常被宇宙的奇妙和意外而驚嘆。2017年10月份夏威夷的觀測站檢測到了一個天體，從速度和軌道來看，不是太陽系內部的，這是第一次觀測到太陽系以外的天體經過太陽系。名字是Oumuamua，這名字基本被科學家叫了十幾次吧，現在已經完全忘不掉了。像長長的雪茄，當然彈幕里也有往比較惡心的方向聯想的。地表是紅色，含有Tholins有機分子成分。有科學家還懷疑這個可能是外星飛船，跟蹤了八個小時嘗試了各種信號，沒有回應，也許是一艘沒電的宇宙飛船吧。 那么說正經的，其實就是個太陽系以外的天體，那么怎么跑太陽系來了呢？有的是雙星系統，其中一個超新星爆炸了，另外一個被以高速甩出軌道。也有雙星系統遭遇黑洞，一個被吞噬，另外一個被高速甩出。 宇宙中充滿大量的高能量粒子，這些粒子可以穿透一切，其實這時候就看出來太陽的保鏢作用了。太陽風在太陽系中形成了日光層，這就是太陽的磁場范圍，磁場擋住了大量的高能粒子。另外地球也有自己的磁場以及超厚的大氣層，可以阻擋大部分的粒子。宇航員在太空中遭受粒子攻擊的可能性高很多，有宇航員反應說眼睛里看到了火花，這就是高能粒子在穿過眼睛中的液體。粒子會切斷DNA，重新組合，這就是變異啊，讓我想起了英雄這部美劇。各位特異人士的變異就發生在一次日全食以后，想來還真是很有道理。太陽的周期是11年，如果將來要移民火星，應當選擇太陽活動最強烈的時候，因為此時太陽能提供最大的保護以抵抗宇宙高能粒子的傷害。 宇宙中有大量流浪的行星，他們沒有恒星。有些流浪行星的大小有四個木星那么大，這種星球上百萬年都沒有光源，不會有生命，但是如果他們有固態衛星，行星強大的引力會融化衛星的水，有水就有可能有生命。 Musca這個星云是會唱歌的，一開始科學家以為人家是細細的一條，后來發現星云內部有震動，通過震動推測出了星云的三維圖像，原來是一個圓盤。 正常物質中少了三分之一，科學家發現他們在星系之間的空隙中，以hot gas stream的形式存在。說到這個，以粒子的速度推算溫度，可以達到幾十萬度，但是由于粒子之間的距離太大，雖然溫度很高，但是如果身處宇宙當中，還是會被凍死的。 How Black Holes Made US。黑洞這集寫完了，迷糊了，忘了保存。懶的再寫了。總之就是很神秘，很值得研究，很重要。 Secret World of Nebulas這集不錯。138億年前宇宙形成的時候，一開始只是能量，能量冷卻后就是氫氣和氦氣。氣體聚集的地方就是星云，這里是星體的搖籃。恒星在這里出生，死亡，劇烈燃燒，變成新的星云，將物質推向宇宙。第二代恒星誕生，死亡，形成新的星云。據研究，我們的太陽是第三代。99%的恒星死亡的時候都是普通的，就紅巨星那種。剩余的大號的恒星才是超新星爆發。太陽爆發的時候，地球會被吞沒，科學家也太逗了，說你以前看到的是太陽升起和落下，到時候我們就在太陽里面了。哈哈哈，地球都熟了啊。人類那個時候如果還存在應該早就搬走了，這地方真是沒法待了。恒星的死亡就是新一代恒星的開始，生生死死，循環往復。組成我們的所有的物質都能在星云中找到。Pillars of Creation, 三個柱子的那個，科學家通過觀測發現，這個星云的形狀可能已經死去了，周圍的恒星在吸收它的氣體，內部新形成的恒星的磁場在吹散這個形狀。我們所在的銀河系快要餓死了，原來還挺殘暴啊，平常就在吃各種各樣的矮星系，2700萬年后會有一個小氣態行星系經過我們，含有100萬個太陽的質量，說這也就是個零食。最大的一餐就是和仙后座星系的合并，到時候星系又可以續命了。 Did the Big Bang Really Happen?大爆炸是真的嗎？the big bang is not big and not bang. 哈哈，想起來當年big bang其實是玩笑之語，說的是你們這幫人怎么能這么開玩笑一樣的說宇宙就是bang的一下就誕生的，結果就流傳開來，跟薛定諤的貓還真的挺像。大爆炸沒有原點，所有的點都在原理別的點，所有的點都是中心，如果這么想的話，地球是宇宙的中心，還是有道理的啊，每個人也都是中心啊。Edwin Hurble發現了紅移，證明宇宙在擴張。理論倒退，如果一直在夸張，那么一定有起點，這就是奇異點。一個無限小的點蘊含無限大的能量。根據愛因斯坦的公式，能量和物質可以互相轉換。在大爆炸的初期，宇宙的夸張速度超過了光速，這個打破了人類的常識，沒有物體可以超過光速。這個被一位天才科學家解決了。他指出光速是光在真空中的速度，但是宇宙本身就是時空，宇宙本身的擴張是時空的暴脹，不違反光速的常識，而且這還能解釋為啥從宇宙的級別來看，宇宙是平的，我的天，我一直以為是圓形立體的那種，竟然是平的。宇宙真是充滿了各種驚喜。 60年代兩位科學家發現了宇宙微波背景輻射，大概是宇宙誕生之后7秒的時候，第一次有了宇宙的嬰兒照片。關于宇宙最早的那么幾秒到底發生了什么，科學家表示，我們實在是不知道，以我們這么渺小的人類，能參透這么多宇宙的奧秘，人類已經很強大了。宏觀用廣義相對論，微觀用量子理論，從上世紀70年代開始，科學家一直想干的事情，就是如何把這倆marry到一起去，這個詞用的太好了。這就像是讓兩種不同規則的體育運動人員在同一個賽場上比賽，哪哪都不順利。目前有了兩種理論可能是方向，一種是弦理論，一種是多宇宙。節目組主要演示了第二種。在宇宙的嬰兒照片中，右下角有一個又冷又大的點，出現在這個位置沒有理由，天文學家的大膽設想是這時兩個宇宙相撞的地方。大爆炸并非是產生了一個宇宙，而是像泡泡一樣，產生了多個宇宙。科學家說越多越好啊，還有一個說，我期待著下一個愛因斯坦。 Battle of the Dark Universe.暗物質和暗能量，這集的感覺就是好像沒咱們啥事，咱們物質也就5%，沒有暗物質就沒有星系沒有我們，前90億年是暗物質的天下，后50億年是暗能量的地盤，兩家一直在爭霸宇宙。 暗物質存在的證據就是gravity lense, 光線會彎曲，以及觀測到的可見物質總量不足以解釋現有的強大吸引力。暗能量的證據是90年代觀測到宇宙的夸張在加速，按照常理來說宇宙都夸張了這么久了，速度該下降了，結果發現還在加速。這個就涉及到當年愛因斯坦的宇宙常數的設定，當時大科學家還以為自己錯了，現在看來他很可能是正確的。 暗物質在宇宙中形成了絲狀結構，在絲狀結構的交匯點，物質富集，就形成了現在的宇宙結構，想想蜘蛛網。各個星系之間的空間就是暗能量的地盤，力量隨著空間的變大而變大。 現在看來big crunch是不可能了，暗物質已經吸引不住這個宇宙了。宇宙接著擴張下去會是big chill, 所有的地方都變得寒冷，宇宙死去。還有一種可能就是暗能量更加強大， 會造成big rip, 所有的星系，所有的行星恒星各種星體，所有的原子，所有的原子核都會被撕裂。科學家認為這種情況下大撕裂之后，所有的物質可能會向內坍縮，開始新一輪的循環。 然后說了這么多，科學家說也許暗物質暗能量啥的都是錯的，也許幾百年以后我們被證明是錯的。哈哈哈，你們真是看得開。 Hunt for Alien Life四十億年前地球是Hadean時期，鋪天蓋地的轟炸都沒能滅亡生命的種子。七億年前進入雪球時期，幾百米厚的冰層，生命還是頑強挺過來了。碳基生命是主流還是硅基生命是主流，誰也不確定。放眼宇宙，有機化合物到處都是，那么生命的起源到底是哪里？有說法認為，我們實際是火星的后代，現在探測已經發現火星以前是有水的，有水就有生命，火星在遭受天體撞擊的時候，有些生命就降落到了地球。復雜生命的形成離不開紫外線，紫外線可以打破以前的結構，這樣才有新的結構不斷的出現，我們不過是偶然的產物。還有一種Panspermia, 認為宇宙的所有生命都是同源的，原星球毀滅生命之火散落到各處，我們是有可能找到跟我們長的像的其它生物的。至于生命是否能夠經受得住長途跋涉，宇宙輻射以及落地撞擊，科學家用實驗演示，沒有問題完全可以。至于外星生物，我們這脆弱的身體完全不適合長途跋涉，未來我們的宇宙航行恐怕是要用人工智能去開展，然后他們遇到的恐怕也是外星人制造出來的人工智能，嗯，想想就很激動啊。 Finding the New Earth尋找第二個地球。人類這是多強的好奇心啊，一定要找哈，既是滿足自己的好奇心也是給人類找個退路。先找到一個Proxima B, 1.3個地球大小合適，跟恒星的位置也合適，但是有個問題，這個恒星是個紅巨星，而且相當的不穩定，每一年爆發一次，每一次都把行星的大氣層掃蕩干凈，氣溫極高，這種環境不可能產生生命。地球當年之所以進入冰球期，是因為木星和土星兩位大哥改變了地球的軌道，軌道變化帶來的氣候改變會反應在巖石層里面，當年植被受到的影響都保留下來了。科學家開玩笑說，紅巨星可不是好家長，會虐待孩子。下一種一下找到了七個跟地球差不多的，太近的過熱，太遠的過冷，中間DEF三個挺合適，在這些星球上，用肉眼就可以看到其它的星球上的山脈河流，這個也不行，轉速太快了，一年只有6天，變化速度太累人了。而且還有一種可能，離著這么近，很有可能潮汐鎖定了，朝向恒星的一面大氣層被蒸發，背向恒星的一面大氣層被凍住，這種環境人類扛不住。下一個備選是Kepler-452B, 這個有5個地球那么大，一年有385天跟地球也差不多，看著很合適，等會，這個也不行，引力是地球的兩倍，人體也扛不住，想想看我們現在為了發射火箭突破地球的吸引力所建造的大型設備，如果引力變成兩倍，這些設備的大小和需要的能量都需要加倍。最后一種我們可能要把目光投向某些行星的衛星，這些也在宜居帶，大小跟地球差不多，很重要的一點，這些衛星上得有板塊持續運動的跡象，因為運動會持續調節全球的氣候。大氣層的成分和厚度也要合適，火星是太厚，金星是太薄，只有地球是合適的。以上的這些必備條件，需要科學家的聰明才智，更加強大的望遠鏡，以及未來幾十年的努力，才能繼續取得進展。 Cassini's Final SecretsCassini對土星的探測。 土星的環是在是太漂亮了，伽利略當年看不清的時候說是橢圓形的，好像有兩個耳朵。 土星的大氣層和環之間的區域，卡西尼號曾經穿過了22次，拍下了眾多照片，有很多很有意思的發現。比如第一個天空下雨，科學家推測是因為土星的核心是液態金屬氫，轉動形成了磁場，環上的冰被太陽的紫外線照射后帶電，被磁場吸引就下雨了。這個環非常年輕，不到一億年，這年齡也很老了好吧，證據就是這么小的質量通常不會存在很久，以及很多冰塊都很干凈。其中一極有個六邊形的形狀，非常標準，每一邊的大小基本是地球的大小。科學家解釋，這得用流體力學，土星本身的自傳加上jet stream的共同作用，就會形成這個形狀。 土星的七個衛星是形成土星環的重要原因，這七個跟牧羊犬一樣，讓這些冰塊形成了波浪線一樣的土星環。 Iepenus，土衛八，一面亮一面暗，潮汐鎖定，暗的一面是因為有另外一顆衛星飄來的黑色物質沉積到土衛八的表面了。形狀是個核桃，赤道一圈有一圈山峰，是真的一圈，科學家認為是原來土衛八也有自己的環，但后來消失落到了土衛八的赤道上，形成山脈。這體量很驚人啊，兩個喜馬拉雅山的高度。 Enceladus, 原來以為是個冰球，發現是有液態水的，潮汐力量應該不足以融化水，推測是內核的原因，內核可能是眾多的石塊，潮汐造成了石塊之間的摩擦，根據模型，可以把水融化并加熱到90度，而且從衛星噴出的間歇泉的成分來看，這上面完全具有形成生命的基礎條件。 Titan土衛六，液態氮，看外貌跟地球很像，高山峽谷河流，但是成分完全不同，氣溫零下兩百度吧。那些看起來像是沙漠的沙丘，是分子，由于靜電結合在一起。