财讯：苏萌：探索宇宙的起源 读解全新的宇宙

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cc讲坛第23期于年2月9日在深圳隐秀山居酒店召开。 高能天体物理学的最高奖项rossi prize最年轻获奖者、银河系巨大气泡结构发现者苏萌出席了演讲，题为“探索宇宙的起源，解读新宇宙”。 他通过宇宙的起源和进化、高能天体物理学、黑洞和引力波、暗物质和暗能量等研究，带领听众重新认识了宇宙。

以下是演讲的摘录。

大家有过这样的体验吗？ 离开城市，从被城市灯光污染的地方抬头看星星空。

其实，仰望星星空对所有的身体来说都不是件简单的事。 几千年来，人类仰望星星空感受到的冲击是神秘的。 其实我们今天生活在一个很不简单的时代。 因为从古希腊人们赞美星星空，考虑星星空。 今天，随着科学技术的迅速发展，我们真的可以用科学的手段回答一点基本的问题。 比如看星星空，大家会问什么问题？ 很多人问我:宇宙是由什么构成的？ 我们从哪里来的？ 你要去哪里？ 支配宇宙中成千上万的东西和物体是什么法则？ ”。50年前，如果人类知道宇宙的经过，能自信地告诉大家宇宙是从哪里来的，我想我是伪科学家。 但是在过去20到30年的技术飞速发展中，我们真的回答了基本的问题。 而另一方面，在回答问题的过程中，我们发现另一个未知的东西打开了对宇宙的新认识。 第一个问题:从古希腊、古罗马时代开始，人们注意星星空时，我想自然地想象我们站在地球上。 周围的东西好像围着我们转。 太阳向东升起，月亮和行星似乎都围着我们的地球转。 所以，自然全心全意地说(宇宙和世界存在于我们周围)。 这个地心说统治了人类很长时间，在文艺复兴之前哥白尼开始注意到有更谨慎的观测数据，无法用地球位于世界中心的说法来解释。 因此，日心提出，他第一次改变了人类成为宇宙中心的观念和意识。

1609年伽利略发明了望远镜，望远镜彻底开启了人类认知宇宙的一种方法。 我们不仅可以用肉眼注意星星空，还可以看到更远、更详细、更丰富的宇宙结构和现象。 今天，不仅从光学可见的波段，而且从电波波段(最长的波段称为电波波段)、微波、光学、红外线、紫外线、x射线、伽马射线、所有电磁波波段，人类技术都在迅速发展，不同种类的望远镜、巨大的电波天线、、 在回答这些问题的过程中，我们发现了很多非常感兴趣的现象。 首先，宇宙有多大？ 我们今天不知道宇宙的大小。 我们能看到的只是所谓的可观测宇宙。 从宇宙诞生到今天已经过了137.9亿年的时间。 光速有限，光传播的距离被称为可观测宇宙。 今天我们大致可以介绍的信号只有这个。 这个宇宙的直径是多少呢？ 大概是1000亿光年(也就是说只跑1000亿年)。 在这个范围内，太阳系位于银河系中，银河系由大约数千亿颗恒星组成。 这个可观测的宇宙中有数千亿个星系。 什么概念？ 说到天上所有的星星，也就是地球上的沙粒，地球上所有的沙粒总量都没有宇宙中的星星数量。 所以你能想象这是多么巨大和冲击性的对象宇宙！

接下来，让我们具体看看物质是如何分布在宇宙中的。 这张图展示了今天超计算模拟宇宙进化的过程。 宇宙的物质分布不均匀，有这样的棉状集体结构(主要由暗物质构成)，在这些线条连接的中心有重力的作用下宇宙物质的凝聚，在这些物质的凝聚范围内形成这样的所谓星系团的结构 也就是说形成了今天我们宇宙中最大的独立结构，被重力称为星系团。 千万星系组成这样的组，我们星系团所在的星系团被称为室女座星系团。 大致就是这样的样子。 再往下分，我们的银河系又在本星系群中，也就是银河系和旁边的一个被称为仙女座星系，这两个主要的大星系周围还有几十个小星系。 我们被称为矮星系。 我们在本星系群中。 我们在银河系中，仰望星星空时，看到所谓的银河，看到带状结构的投影。 银河系是悬臂圆盘状的银河，太阳系离银河系的中心只有20万光年。 这样的圆，我们不是在银河系的中心，所以太阳只是非常普通的银河中非常普通的恒星。 我们的地球很普通，恒星旁边有很普通的行星。 自从天文学迅速发展以来，我们对银河系的最基本认识就是这样。

值得一提的是，用美国nasa的费米伽马射线望远镜进行伽马射线波段的银河系观测时，发现银河系除了肉眼看到的带状圆盘状结构外，还有非常巨大的对称气泡状态结构，至今为止没有见过。 只出现在伽马射线的波段。 我们为什么能看到？ 当然由于技术的进步我们在新的波段打开了新的窗户，发现了至今为止没有想象过的结构，即所谓的费米气泡。 我的意思是银河中心有一个巨大的黑洞。 这个黑洞的质量比我们太阳的质量重四百万倍以上。 不仅如此，这个黑洞在数百万年前发生了剧烈的过程，吞噬了周围相当质量的物质，很可能发生了激烈的喷射雾团。 这个雾团由比较高能量的电子组成，受到我们今天的望远镜的关注。 所以，即使在我们今天住的银河中，银河系也还有很多现象。 不断探索，用更先进的技术注意，可以用数据，用事实的方法告诉我们。 我们住在什么样的地方，我们在什么样的环境里，太阳是很普通的恒星，我们知道太阳周围有几十颗恒星，在50光年的范围内。 离我们最近的恒星被称为邻星。 20年前的天文学家依然认为我们的地球不容易。 一颗星在这样的环境中可以生长高能智慧的生命，其实即使是离我们太阳最近的相邻星，去年也很可能存在适合人类居住的行星带，而且发现行星确实落在了这个行星带。 所以生命存在的可能性很高，至少生命容易居住的环境在宇宙中大量存在。 这意味着只有科学不断地探索才能回答这些最基本的问题。

回到我们的太阳系，我们的太阳系来自哪里？ 构成在座各位人体的这些物质和有点重的金属，是从哪里来的？ 天文学可以回答这些问题。 我们今天坐在这里是因为在宇宙漫长的100亿年以上的进化中，银河系的这个环境下反复形成了大质量的恒星，爆炸，死亡了。 喷射物质，在恒星中心反复核聚变的过程中进化重金属，在爆炸的过程中将重金属进化成比铁高的元素，在非常激烈的天体物理活动中形成了我们今天在这里的所有重要元素。 我们不仅研究高等智慧的生命，还研究客观的宇宙，我们自己就是宇宙进化的产物，我们自己就是宇宙我们中的一个人。 在这种环境下形成高智慧的生命来理解宇宙是非常不简单的事件。

40年前，美国发射了一颗被称为旅行者1号的卫星。 旅行者1号是迄今为止人类发射的唯一正式飞出太阳系的卫星，飞行了40年。 1990年情人节2月14日，这颗卫星转向地球，拍摄了著名的行星科学家、科学家卡尔·塞根建议拍摄的照片。 在右边的照片中，你会发现我被蓝色的这个小圆包围着的是地球。 飞到太阳系的边缘，人类制造的卫星反过来拍摄地球的时候，我们听说过的是地球上发生的事情，其实在这个黑暗的蓝点。 天文学的研究意识到人类的谦虚，意识到人类的伟大。 我们很谦虚我们太普通了，但我们有这样的意志和能力，所以我们可以理解和探索这样的好奇心。 宇宙是什么状态？ 这是一个非常简单的事件，宇宙有这样的结构，毕竟重力引起了宇宙今天的多彩世界。

什么是重力，这是一个很简单的问题，今天我们真的没有回答这个问题。 牛顿在康熙26年提出了万有引力定律(物体和物体之间有引力，与物体的质量成正比，与距离的平方成反比)。 这个最基本的古典引力理论统治了世界几乎200多年，直到一个身体的出现都是爱因斯坦，爱因斯坦说:“物质和物质之间没有引力，不存在力量的概念。 重力本质上是时空的几何学变化，也就是月亮绕地球转，月球并没有感觉到地球的存在，而是地球的存在在几何学上扭曲和变形了时空。 月亮只是感觉到这个几何学的时候空的变化根据当时的位置而变化，因为它其实不知道地球的存在，引力本身就是时空的几何学。 更本质地解释了重力的概念。 至少今天，广义相对论是正确的。 好吧，广义相对论有非常重要的预言。 如果时空发生剧烈变化，就像向平静的水面投掷石头引起的振动一样。 水波以波浪的形式传播。 时空也一样。 例如，在两个黑洞剧烈融合的过程中产生引力波。 但是爱因斯坦是当时的计算，用当时的技术很难检测出来。 他认为人类没有探测能力，所以两年前，在美国一个名为ligo的实验中，用激光干涉引力波观测平台，爱因斯坦提出广义相对论后正好100年后发现了遥远的几十个太阳质量黑洞，一起出发 这是一件非常不简单的事件。 当这个引力波穿过地球时，整个地球的直径只有质子的10倍，也就是10个质子那么大。 也就是说，从太阳系到相邻恒星(我们最近的恒星)的4.2光年，光需要4年以上，这个距离只是改变了人的头发丝直径。 爱因斯坦认为我们看不到.。 我们还在一百年后看到了。 问问两个黑洞合并产生的引力波是什么声音。 这是人类第一次听到宇宙中两个黑洞合并产生的引力波。 我们发现“引力波”作为热词被各种各样的人频繁采用。 当时人民日报采访我时，能否说明什么是引力波，我建议他画这样的漫画。 爱因斯坦像指挥一样站在这个舞台上，黑洞产生了不同的引力波，诞生于其他天体物理环境，充斥着宇宙的交响乐。 当400年前伽利略第一次手工制作的望远镜指向夜晚空时，我们看到了宇宙的规模。 今天，我通过听引力波，听到了宇宙的第一个音符。 宇宙诞生的最初开始是整个时刻空相撞的瞬间，一定是非常剧烈的振动。 这种振动意味着以引力波的方法存在。

洪荒引力波为什么重要？ 因为这和宇宙的起源有关。 我们有时被称为平行宇宙，还有其他世界存在吗？ 所有这些问题都必须回答宇宙最初发生时是怎样的物理过程，我们觉得观测洪荒引力波是重要的基本手段，年应该能看到引力波，但实际上这种观测条件 当时，我考虑利用我们国家西藏地区海拔较高的环境，建立自己的引力波观测平台，在阿里地区正式建设了这样的天文台。 我是蚂蚁天文台。 世界上海拔最高的天文台。 到目前为止，我称之为在世界屋顶上听到宇宙的初音。

另一个问题刚才没有回答，什么是暗物质？ 宇宙是由什么构成的？ 今天我们可以正确地拍拍胸部，告诉大家宇宙是由这三种物质组成的。 一个被称为暗能量，我不知道那是什么。 因为它被称为黑暗的能量。 我们试图理解发现。 你越理解就越不明白。 这就是科学研究的过程。 今天没有办法知道那个。 第二大组成是暗物质，它实际上是物质，我们至少知道它是物质，它是否是粒子，是什么样的属性。 我们不知道，但我们会尝试回答这个问题。 这是我们中国发射的第一颗天文卫星，是暗物质粒子探测卫星。 两年前发射成功，发射成功后命名为“悟空”。 这是我们在怀柔测量中心拍的照片，每个人都穿着同样的衣服戴着很小的帽子，我看起来很滑稽。 一个半月前，我们发表了悟空卫星的第一项科学成果。 这项科学成果当然被选为世界10大宇宙情报。 当然，我们希望发掘未来悟空的宝贵数据，帮助人们回答我们不知道的问题。

我们为什么要探索宇宙，很多人问我这个问题，你说悟空发射了，有这样的发现，到底有什么用，探测暗物质到底有什么用？ 这是一个很好的问题。 当然，不同的科学家用不同的方法回答。 其实，人类为什么要探索宇宙，我想地球上总有人坐不住。 他试图回答这些问题，回答几千年来人们回答的问题。 今天我们真的有能力回答这些问题。 我探索本身就是来自人类本质的好奇心，这种好奇心是无法改变的。 我认为人类文明自然推进，谁也阻挡不了。 即使你不搜索，我也不搜索，总是有人搜索。 我认为宇宙的规则是不能改变的。 宇宙太大人类太小，我们怎么探索，宇宙永远在那里。 但我不可思议的是，我们人类可以用一公斤重的大脑装载整个宇宙，真的可以理性地回答这些问题，反复验证。 我们的这些思考真的是对的。 在宇宙中使用真相在数据中发现我们的这些思考是有道理的。 这个事件本身真的很不简单。 今天，我们在大宇宙时代用火箭向太空发射了很多探测卫星。 无论如何，人类这一探索的脚步可能是孤独的旅程。 我不太清楚其他生命是否在宇宙中做同样的事情。 他会告诉你即使发生同样的事件，是否有可能和你发生这样的新闻交换，你应该去哪里。 既然我们作为智慧的生命存在，我们不知道我们应该去哪里，但我认为文明有这样的负责。 既然我们存在，就既然可以考虑，我们就必须回答最基本的问题。 这样的文明是有希望的。 爱因斯坦说。 “宇宙中最不可思议的事件是宇宙可以理解。 在宇宙中这永远是个惊喜，不是说宇宙能理解。 我理解。 这是你理解的过程，你知道的越多，你就越不知道。 所有未知的探索，都让你感受到这种文明的力量，感受到我们今天站在这里。 就是回答这些基本问题。

宇宙应该远远超过你的想象力。 我相信未来人类的迅速发展会带来越来越多意想不到的事件。 谢谢你。

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来源：千龙新闻网