流行歌星/物理学家在地球上看到了“宇宙奇观”

布莱恩·考克斯的新电视迷你剧以我们的星球为画布,解释了光、物质、时间和其它空灵概念的起源


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问一个人他们来自哪里,他们很可能会告诉你他们的家乡,甚至可能是一个特定的社区。 如果你问 物理学家布莱恩·考克斯 同样的问题,你会得到一个完全不同的答案——一个涉及到宇宙遥远角落聚集在一起的原子循环利用的答案。 考克斯喜欢提醒人们,他们身体的每一个原子都曾经是其他东西的一部分,最终将成为新事物的一部分。

这种高瞻远瞩的观点渗透在四集电视连续剧《宇宙奇观》中,该剧于 7 月 27 日在科学频道首次在美国播出,由皇家学会大学研究员、英国曼彻斯特大学教授考克斯主持。 每一集都探讨不同的科学概念——包括物质、能量、时间、引力和光——通过解释它们不仅在地球上,而且在浩瀚的宇宙中是如何运作的。

“第一集是关于宇宙的基石、我们的基石的起源,”考克斯说,他在 20 世纪 90 年代攻读物理学博士学位期间,曾在英国流行乐队 D:Ream 担任键盘手。 首播集的叙事线索围绕几种不同元素的起源展开——包括氢、氦、碳和铁——以及它们在地球上所起的作用。“要讲述这个故事,你必须讲述恒星的故事,它们是如何诞生、生存和死亡的,”他补充道。

考克斯最喜欢的部分之一,在关于时间的那一集中讨论过,涉及科学家对宇宙增长及其最终命运的最佳估计。“目前看来,宇宙的膨胀正在加速,”他说。 “最终,不会有新的恒星形成,旧的恒星会死亡。” 这预计不会很快发生。“宇宙未来存在的时间,到最后一个黑洞蒸发的时间,比可观测宇宙中的原子数量还要多,”他补充道。

考克斯[请看下面的视频采访] 指出他在 美国宇航局所谓的“呕吐彗星”(它的昵称来源于一些乘坐者经历的晕机)上的经历是该节目的高潮和低谷。 这是因为呕吐彗星是一种固定翼飞机,它沿着陡峭的抛物线路径飞行,短暂地提供近乎失重的环境,用于训练宇航员和进行研究。 “在没有引力的情况下,所有物体都以相同的速率下落,这被称为等效原理,”考克斯说。 “这促使爱因斯坦提出了这个关于空间和时间的优美理论。 爱因斯坦会喜欢呕吐彗星的。”

宇宙奇观》利用地球上不同的地点来阐述其观点。 考克斯前往西南非洲的纳米比亚沙漠,展示宇宙如何继续变得越来越无序,以及最终宇宙中将不再有恒星、行星或星系。 赞比亚的维多利亚瀑布作为背景,解释了水如何像黑洞周围的光一样表现。 他还在里约热内卢的一座废弃监狱里花时间描述化学元素如何在恒星中起源,然后进入地球。

他经常听到这样的问题:“我们需要了解更多吗?” 在考克斯看来,答案是显而易见的。 “在整个科学史上,你可以在任何时候问这个问题——而且你可以停止,”他说。 “维多利亚时代的人们认为他们知道得足够多了,那还是在量子力学、相对论和晶体管出现之前。 不,那时我们知道的还不够,现在也一样——我们知道的还不够。 明天,一项改变范式的发现将被做出——不是可能被做出——它被做出。”

欧洲核子研究中心 (CERN) 的大型强子对撞机 (LHC) 是一个主要例子,它推动着人们走向未知,该高能物理实验室位于瑞士日内瓦附近,考克斯为该实验室的 ATLAS(超环面 LHC 装置)实验做出了贡献。 那里的科学家最近宣布探测到难以捉摸的希格斯玻色子的迹象,他们希望,首先,这将有助于解释为什么有些粒子很重,而另一些粒子根本没有质量。 当然,LHC 最终可能会发现很少的东西是这些科学家尚未怀疑的关于宇宙中物质和能量的亚原子组成。 根据考克斯和他在欧洲核子研究中心的同事的说法,这是一项值得冒险的尝试。“我们不知道[希格斯玻色子]是否在那里,但它看起来确实很有暗示性,”他说。 “我认为这是对新事物的一次真正的瞥见。”

就像欧洲核子研究中心的雄心壮志一样,《宇宙奇观》的范围如果不是宏大,那就什么也不是,但这似乎与主题相符。 然而,考克斯也试图在教育的同时进行娱乐。 他认为,这种处理方式对于重燃人们对科学和发现的兴趣是必要的。 “在整个科学史上,你一次又一次地看到,探索自然、理解宇宙的本能已经导致了最深刻有用的事物,”他说。

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