--宇宙如何造车,How the universe built your car。你以为你开的是车吗?你开的是有130多亿年历史的原子。哈哈哈,这么一想很带感啊。造车来源的大部分金属在宇宙大爆炸时期,恒星的生命周期中形成,有正常形成的,也有超出想象的。拿铁来说,铁重,最早的铁都在地球形成的过程中由于重力作用沉积到地球内部了,那咱们今天开的铁矿是怎么来的呢?竟然要感谢一种古细菌,他们利用太阳光,释放氧气,氧气和铁原子结合沉积到海床上。而且植物的贡献还不止如此,死了以后就变成煤炭和汽油,后者还是汽车的动力。科学家说了,你烧的不是汽油,烧的是远古生命啊。
万事俱备就差点火了,火花塞上的金属是Radium,科学家发现这种金属在某一地层中密集,这一时间跟6500万年前灭亡恐龙的那颗小行星光临地球的时间完全一致,简直就是暴力送镭,全球的岩层这一时期都是密集镭的。
如果你的车子是电动的,那更得感谢宇宙了,锂电池重量轻,其实这个确实是相对的,要是换成别的金属,电池得比车还大。那么锂是怎么来的?这个还真是最奇特的一种,他们是被宇宙射线分裂形成的。质量较轻,不稳定,是高能宇宙射线击中了比较重的物质,分裂出来的一部分就是锂,这真是亿万年才能形成的物质。
其实想想看从宇宙混沌开始,进化到一个独立运转互相影响有生有死的宇宙,跟地球生命从远古大分子开始进化,到复杂的生命体,有生有死,大宇宙和小生命,进化的路程挺相似,个人个体的生死只是进程中的一部分而已。
最后这一集的音乐和剪辑竟然是个惊悚片的风格,还带一点摇滚,我要科幻大片风格啊,不会这一季都是这个样子吧。
宇宙边缘,太阳系的边缘在哪里,那里有啥,真是个费功夫的好问题。最早科学家认为太阳系就是九大行星,后来Pluto还被开除了,因为1992年科学家通过探测发现了Keiper行星带。40年前派出的voyager探测器本来以为只能工作5年了,结果到现在还活着,简直太敬业了。人类第一次看到了Helio保护层的样子,科学家本来推测它应该是有一条长尾巴,照片显示是两条短尾巴。太阳有辐射,地球的磁场和大气层挡住了大量的辐射。宇宙射线有辐射,太阳发出的太阳风挡住了大量的辐射,话说感觉有点不太对啊,简直就是乍看不是个好事,实际上还产生了好结果的感觉。行星带已经够远了,这些都比较稳定有规律,科学家发现有些彗星没有规律,几千万年才来一次,通过观察,这观察不是一般的费劲,节目组展示了他们的超级电脑系统Genesis, 每一秒钟会产生8G的数据,通过对大量数据的分析,科学家推测在太阳系的外围还有一个星系带Oort cloud,这些是恒星形成的过程中没参与上的,各种巧合吧,比如被大号的土星和木星的强大引力扔出去的。这些材料在太阳系的外围形成了一圈,质量相当大,大到太阳系中心的行星消失了,对他们也没有什么影响。那么为啥每2600万年,Oort就要派出一系列小行星对太阳系中心进行轰炸呢?其中一个例子就是灭绝恐龙的那一颗。原因可能是太阳有个黑暗双胞胎,哈哈,科学家好喜欢搞这种东西,相爱相杀的戏码,名字还是Nemesis,双胞胎不是说俩一样,只是说这俩的质量是类似的,对方可能是个红巨星,白矮星,没有太阳这么亮所以很难被发现。两个相距甚远但是还遥相呼应,公转周期是2600万年,每到这个时间,对方接近太阳系的oort星云的时候,就把太阳系折腾一通。另外太阳系的重量相对于太阳的重量来说,还是太大了,所以可能的原因就是,太阳当时在形成的时候兄弟姐妹众多四五百个吧,太阳偷了别人家的物质,而且偷完就跑,所以就有了现在的众多物质。科学家说我们现在对于太阳系的了解,就像是麦哲伦那个时期,只是有个模糊的概念和框架,很多地方还没有到过,还缺少很多细节。如果十年后再来做这个节目,一定会出现很多新东西。
——Evil twin of Venus啊,金星这一集写完没有保存,而且是好多天之前了。大概快速总结下,金星是地球的双胞胎,起始条件基本一样,都遭受过撞击,但是方向不同,结果不同。地球被撞击以后加速自传,形成磁场,抵御太阳辐射,倾斜角度适合,形成四季,孕育生命。金星被撞击后反方向旋转,速度太慢没有形成磁场,距离太阳更近,蒸发厉害,地表活跃,温室气体累积加剧蒸发,地面温度高达上千度,最后就变成了今天的样子。地球也不用高兴的太早,金星的现在就是地球的未来,因为太阳在变大,太阳热量增加10%,就会引发地球上产生跟金星一样的连锁反应,最终不适合居住。办法吗可能还真是流浪地球或者迁居别的星球。
——Black hole黑洞,这集的音乐是恐怖惊悚风格。假想我们派出一个探测器,一路接近咱们银河系中心的大黑洞Sag A, 记录令人大开眼界的旅程,实现时空穿越。黑洞的质量大体积小已经是老生常谈了,基本就按照一座珠穆朗玛峰压缩到一粒沙子的大小,但是质量不变。黑洞可以慢慢长大,会吞灭其它的黑洞,咱们宇宙中心的这一个可能也是这么长大的。时空是一种东西,可以把它想象成一种纤维或者床单的样子,质量较大的物体会弯曲时空,这样光线在经过这些弯曲的时空的时候,光线前进的方向就变化了。质量越大引力越大。探测器首先看到的是黑洞旁边发亮的光盘,确实很奇特啊,黑洞虽然叫这个名字,但是由于它周围物质的摩擦力特别大,摩擦会产生大量的光和热,黑洞就在发光。为啥这些物质没有掉进黑洞?大概只有40%的物质被黑洞吸收,其余的都会在黑洞的周围以接近光速高速旋转。由于黑洞的质量极大旋转速度极快,产生的离心力足以和黑洞强大的引力想抗衡。探测器也会加入到这个行列,近距离的观测黑洞的光盘。这时候如果我们和探测器通电话,我们看探测器会发现它说话特别慢,探测器看我们说话就是加速度,我们的时间由于强大引力的差距,已经不同步了。如果一个人去黑洞旁边呆一阵子,回来以后,他会变得比在地球上的同龄人要年轻。探测器被引力吸引向着黑洞靠近,当到达event horizon的时候,就像瀑布从高处落下,再也不能回头。在这里光线也像瀑布的水流一样,从高处倾泻而下。科学家认为落入黑洞的光线存储了当时历史的信息,就像一座压缩的博物馆,只是我们无法解读。黑洞中的引力极大,落入黑洞的中心只需要15秒钟,前提是探测器能够坚持的住。其实根本不可能坚持的住,想象一个人落入黑洞,头和脚感受到的重力差距如此之大,人会被拉成长面条,而且是无限长…简直恐怖片啊有没有。我们暂时假设探测器能够保持完整继续前进,在这里会看到各种各样的高能粒子,inter horizon是一个类似于风暴眼的比较平静的存在,终于可以看到黑洞的中心了。黑洞的中心就是质量最大的点奇点,周边是一圈被扭曲的时空,如果我们进入这个扭曲的时空会发生什么?有的科学家认为,这就是虫洞,从一个时空进去,穿过虫洞会快速到达另一个时空。也有的科学家认为,这是white hole,穿过的物质会被喷发出去,有没有想到啥?对,就是宇宙大爆炸。所以我们现在的宇宙可能是以前某个宇宙黑洞化以后又喷发形成的。哎呀,想想还是很带感的啊。
——The moon月球是怎么来的,一开始科学家以为这是被地球捕获的,就是个头太大了点,外星人要是第一眼看到地球和月球,会认为这是个双星系统。60年代登月取样以后,科学家发现这俩岩石成分一样,是同源的,撞击说有了依据,这个场景后期出现过多次,一个火星大小的星球撞向地球,撞飞了大量物质,这些散落的物质就形成了月球。月球的两面地貌完全不一样,面向地球的一面有很多黑色的湖泊样的地貌,科学家最早以为是大型的湖泊海洋,想的太好了,其实那是近地一面地壳活动喷发的岩浆冷却形成的。远地一面表面确实大量的陨石坑,没有岩浆活动的痕迹。两面如此不同,可能性只有一种,地面厚度不同,通过探测发现远地一面确实更厚。这就奇怪了同一个星球还能不一样,一种解释认为,当时是形成了两个月球,小的那个慢慢追上了大的,慢慢的融合,所以形成了其中一面的地壳更厚。还有另外一种解释认为,地球当时在被轰炸期,温度较高,地球和月球形成了锁定,是地球的热量让月球的近地一面的地壳活动频繁,才形成了今天的样子。
月球有啥用,用处非常大。月球的质量对地球上物质的引力,引发了潮汐现象,各种物质交换,生命才有了诞生的可能。有了月球,地球的倾斜幅度合适,有了稳定的四季。如果幅度太大而且经常变化,我们会看到两极一会热一会冷,生命根本没有足够的时间发展。
月球的将来,看科学家的意思,是要利用月球上的能源,把月球作为进一步探索外太空的跳板,月球上有水,有水就可以生产氧气和能量,月球的引力小,发射火箭需要的能量小。地面不太适合居住,月球上有天然的地下孔洞,是岩浆流过形成的。到时候可能人类要住在地下,建立密封舱居住。哈哈,我想起来《钢铁海滩》这本小说了,外星人出现,幸存的地球人就逃到了月球,在那里实现了长生,他们的整个城市都被模仿地球大气层的氧气罩笼罩,每个人体内都被植入了大量的纳米机器人,变性改变体重外貌都是非常简便安全的事情,只要你能支付的起价格。
最后,月球的命运,月球和地球同源,最终会一起走向灭亡。
——Dawn of life生命是怎么来的?生命的诞生需要三大基本要素,能量来源,物质包裹,以及遗传图谱。生命需要能量才能延续,物质需要外壳才能生存,需要一套系统能完美的复刻繁衍。不要看着我们跟香蕉非常不一样,实际上人类和香蕉的DNA的相似度是50%。构成我们的要素跟构成岩石的大部分要素都是相同的,有个科学家说,我坐在山上的时候觉得特别亲切,这些都是我的表亲啊。哈哈哈,你们真是思路清奇,到山上认亲。24亿年前,地球上能量利用发生了变革,水中的细菌第一次开始了光合作用,产生能量,释放氧气,氧气其实是一种毒气,因为活性太强,很多同时代的其它生物都被毒死了…哈哈哈,人类就是那一小批能够利用氧气的幸存动物的后代。而且由于氧气含量上升,跟大气中的温室气体反应,温室气体减少,地球进入了雪球时代,直到漫长的火山爆发重新增加了大气中温室气体的含量,地球的冰才逐渐减少。Louis Dartnell这位科学家的眼睛好漂亮啊,当然人家的专业知识是第一位的。地球生命的来源,一种认为就是自己进化的,先从小分子合成大分子开始,最早是利用太阳光的直接能量,等到有了自己的细胞膜以后,就可以到处游荡,跟别的细胞结合,最终成为复杂的生命体。生命的适应能力相当强,科学家在海底的火山喷发口,完全没有阳光的地方,也发现了旺盛的生命。另外一种说法是来自外星球,很可能就是火星。火星出现水比地球早,很可能比咱们更早有生命,火星可能被某一颗小行星轰炸,崩出的碎片携带者生命就来到了地球。按照科学家的推测,生命是到处都存在的,区别只在于到底是到达了哪一个阶段。
——The first oceans地球上这么多水是怎么来的?第一种认为是来自于彗星,别对彗星有啥美化哈,一听说是雪组成的,就是多么白。其实根本不是,科学家的说法是dirty snow ball,科学家还专门去芬兰室外给大家展示了下有多黑,表层黑的跟煤球一样。经过实验发现,这不太可能。首先,数量不够,地球上的水量太大,要是靠这些彗星那是废了老劲了。第二成分不同,这些彗星来的地方,由于气温条件比较容易形成重水,但是地球上的水源重水的比例非常低,万分之三左右。第二种,来自岩石,自己和岩石和大轰炸的岩石。太阳系中心的太阳在点火的时候,温度压力奇高,把周围的水气和冰块都推到了远处雪线意外,正是在这些地方形成了大的气态星球,木星土星等。在太阳周围剩下的岩石就形成了四大岩石星球,水金地火。岩石里面本身是含水的,科学家做了一个实验,拿了一小块岩石,磨碎,火烤,水蒸气凝结在管壁上,科学家说岩石里含有20%的水分。在大轰炸时期,地球大量的含水的小行星轰炸,他们带来了各种物质其中就有水分,地球的表面沸腾,水分蒸发,形成了大气层,水分落下,形成了海洋,开始了循环。而且科学家还通过地震波的观测发现,在地壳以下300千米的地方还有个厚厚的水层,这么深和厚的水层不可能来自于大轰炸的岩石,只能是地球本身的岩石,那么形成地球的岩石为啥会有这么多的水分,原因是木星。木星形成以后质量巨大,轨道不稳定,开始向太阳系内部移动,并且最远移动到了现在火星的位置,伴随着木星的移动,带动了外围的那些含有含有大量水分的岩石冰块跟着它一起迁移,这些新材料和原来遗留在太阳周围的材料共同形成了水金地火四大岩石星球。等土星形成以后,木星和土星相互影响,轨道趋于正常。哇,时间真是能给人各种惊喜啊,没有木星个就真的没有我们地球。
——forces of mass construction电磁力。只有重力和时间是不能形成恒星的,因为重力虽然让物质向中心移动,但是越是中心点,转速越快角动力越足根本停不下来,这时候就需要电磁力出场,只有它才能客服角动力,让物质继续聚合。磁铁的两端同极相斥异极相吸,其实是因为两端的粒子带的电荷不同。原子能够形成,物质能够组成,也要靠电磁力。如果这种力量消失,小到原子大到整个宇宙都会分崩离析。银河系应该比现在更大,边缘有很多物质剩余并没有形成新的星体,原因就是银河系在形成的过程中,有强大的磁场,这些在边缘的磁场像刹车一样阻止了新的物质被吸纳进银河系。银河系因为重力的作用最早应该是一个球体,运转的过程中由于磁场越来越强,变成了现在圆盘的样子。磁场形成以后,物质就在这些磁线形成的高速公路上流动。地球的磁场在过去的两三百年间减弱了10%,这个听着很可怕啊,科学家说要是按照这个速度,几千年以后就没有磁场了,没有磁场就没有办法抵抗太阳的辐射。希望这个只是暂时的哈。而且有磁场也不一定能扛得住太阳的辐射,太阳上的日冕大爆发的时候,发射出的太阳风带着强大的磁场和地球的磁场交锋,目前来看最大的危害就是造成大面积的电压过载和停电。地球一年会遭遇150次左右的太阳风袭击,大部分都不严重,但是如果真的来一个严重的,我们目前的经济文明都是建立在电磁的基础上,强大的太阳风会摧毁卫星,瘫痪整个全球网络。太阳的脾气可真是不太好啊,一年里面半年都在发火啊。另外地球的磁场还是会互换的,岩浆里面含有铁原子,他们被喷发的时候就带着地球的磁场,他们冷却以后保留了磁场的走向,通过研究夏威夷岛上岩浆的走向,科学家发现地球的磁场会反转,时间频率不一定,不过通过对比同时代的地质现象来看,没啥影响,可能是因为反转所需要的时间非常短,好事。看多了越来越觉得哲学才是终极规律啊,神话有的时候确实接近了世界的本质,创造我们的,也很可能是终结我们的,比如电磁力,比如太阳。


了解宇宙是如何运行的 第四季How the Universe Works(2015)

主演:未知

导演:未知