利用五種感官
人類探索著周邊的宇宙
並把探險稱之為科學 —天文學家 艾德溫.哈伯
事物並不總是如我們所見到的一樣
每天我們運用一些簡單的標尺
來衡量什麼是大 什麼是小
但地球之外的世界又是怎麼樣呢?
什麼是真的大 什麼是真的小呢?
去探索 觀察
來瞭解我們稱之為宇宙的廣闊世界
這是人類一項偉大的探險
當我們看著遙遠的地平線時 我們可能會低頭自問
我們到底又身處於宇宙的什麼地方?
我們都是永無止境的
探索之旅的旅行者
宇宙之旅
旁白 / 摩根·費理曼
超過2500多年前 在希臘島上
這個歐亞非思想薈萃之處
哲學家們開始思考週遭的世界
他們認為自然界的所有現象
都可以為人所瞭解
有一位希臘思想家認為 地球其實是圍繞太陽在轉
另一位則認為一切事物 人類和自然
是由人的肉眼所不能看到的細微分子組成
有些人估算著地球和月亮的大小
以及它們之間的距離
並推斷它們都是球體
但實際上，還要在許多個世紀之後
我們才會有開拓視野的工具
來證實這些早期思想家的智慧
在此同時
全世界的人們注視著天上繁星 給它們取名
許多人相信地球是永恆宇宙的中心
2000年之後
威尼斯一位數學教授在古典的 宗教宇宙論之間引發了一場革命性突破
1608年伽利略( Galileo Galilei 1564-1642) 發明了一種隨後被稱為望遠鏡的工具
從最高的鐘樓上
他展示了這一工具 可以比人的肉眼早幾個小時
看到遠處來往的船隻
後來當他把望遠鏡朝向夜晚的天空
伽利略發現月亮是充滿山谷的世界
木星有它自己的月球
而銀河則是由數不清的星星組成的
我們的宇宙之旅開始於這裡
在當年伽利略所在的威尼斯的 中央
聖馬克廣場
因為宇宙是如此廣闊的地方
我們很容易迷失方向
所以我們需要有個基準 給我們一個比例上的概念
呼拉圈有1米(公尺)寬
周圍人群則有10倍，即10米寬
等於10的1次方米
隨著放大視野，每出現一個圈
我們遠離威尼斯的距離增加10倍
其直徑將比前一個圈更大10倍
現在我們的宇宙視野寬廣了10倍
100個呼拉圈 涵蓋整個聖馬克廣場
1000米 也就是1公里 涵蓋整個市中心區
我們把速度提高 4步遠處 10的4次方米距離
我們看到整個威尼斯島嶼 亞得裡亞海和北意大利
穿過巴爾幹半島 從德國到歐洲只需6步
很快 我們就能看到整個地球
-我們在宇宙中的家園
我們向外旅行的8步遠
10的8次方米距離 我們經過了目前人類旅行最遠處
月球
如果我們把九大行星的軌道 (現已修正為八大行星)
即它們圍繞太陽的軌跡形象化的話 (現已修正為八大行星)
就在聖馬克廣場的13步遠處
整個太陽系就呈現於眼前
15步處 10的15次方米距離
我們可以看到我們的太陽 僅是一個不起眼的星點
從這裡開始 我們的旅行將用光年來計算
即一年之中 光所行進的距離
直到現在我們才飛過離我們最近的恆星
差不多約5光年遠 (修正為4.22光年)
以今天太空船的速度進行同樣的旅行
將需時10萬年
當我們穿過永恆的夜晚
我們的旅行將帶領我們遠離太陽和鄰近星球
接近星系大漩渦的邊緣
銀河系實際上是一個螺旋星系
我們的太陽只是數百億個星星中的一個
在這個浩瀚的空間中 10的23次方米距離處
我們所看到的閃爍光點 並非一顆一顆的星體
而是由無數星體組成的星系
天文學家發現 星系之間正彼此互相遠離
宇宙正在擴張
我們的銀河系以及所有其他的星系團
形成巨大的超星系團
範圍達好幾億光年
這裡大約距威尼斯一百五十億光年遠
我們接近目前已知宇宙的邊緣
也就是在這宇宙地平線之外
是我們目前無法窺見的未知世界
當伽利略的望遠鏡 使我們可以向外漫遊遙遠宇宙的同時
另一項革命在此展開 - 荷蘭的戴夫特
則帶領我們進行極小世界的探索之旅
三個世紀前
虎克 (Robert Hooke 1635-1703) 改善了早期的顯微鏡
用它研究荷蘭河道中的水滴
過來 在這裡
今天 學生將親身探索
體驗當年虎克
用他更為完善的工具觀察
並發現水滴中充滿生命的王國的那一刻
這是由單細胞生物的草履蟲構成的繁忙世界
僅一毫米(1mm)的寬度
10的負3次方米 (千分之一米)
顯微鏡使我們可以進行微小世界的旅行
當我們進入細胞核裡時
每一個新環展現一個新世界
每一個環直徑比前一個小10倍
深入細胞核內
我們突然見到一個極壯觀的結構
長長的雙螺旋DNA分子
DNA帶著化學密碼
可以複製星球上許多生命體
不論是草履蟲 人類或是矮牽牛花
繼續旅行 我們看到分子
是由更小的原子所組成
原子內的極微世界的確非常怪異
它的六個電子似乎是同時出現在軌道各處
現在我們的旅行將把我們帶到一個空間
這裡似乎跟星際空間一樣寬敞
前方是原子核
非常微小
如果整個原子是這間劇院這麼大
那麼原子核的大小只有灰塵一般大
然而原子核卻幾乎包含了所有原子的質量
其中包含稱之為質子和中子的物質
依次 這些是由更小更奇妙的 稱之為夸克的東西組成
探索這個宇宙內部的前沿
物理學家在想夸克是否可以包含
組成物體更小的物質
科學家正在芝加哥地下隧道內的費米實驗室
利用神奇的大型粒子加速器進行研究
模擬製造一個宇宙創生時的環境
數百萬個質子和反質子
以互相相反的方向 穿梭在這些管道中
以接近光的速度 進行一場次原子互撞實驗
現在我們的宇宙旅行進入另一個面向
有關時間的問題
在這裡人們所知的更為貧乏
研究碰撞後夸克的軌跡
物理學家試圖瞭解大爆炸之後
宇宙初生時的情景
成員之一略述了這個理論
歡迎來到費米實驗室
今天天文學家觀察道宇宙正在擴張
回溯這個擴張過程
數十億年前
萬物必定是以極高的密度壓縮在一起
聽來不可思議
但我們想想看
組成宇宙中我們所見一切事物的物質
建築物 樹 人類和 行星
距離銀河系最遙遠的星體
曾彙集在一個比這個更小的空間裡
然後
宇宙爆炸了
爆炸出輻射的能量
新生的宇宙開始擴張冷卻
夸克結合成質子和中子
它們後來吸引來電子組成了原子
大爆炸的塵埃開始沉澱
數億年後
重力緩慢的把物質 吸收到一個巨大的網絡中
宇宙超級結構
二十億年過去了
氣體和灰塵如水滴一般濃縮聚集
形成了我們今日所見的星系
在那裡形成了萬物的屋脊
星系彙集在星系團裡
一些星系進化成巨大的碟狀物
充滿氣體和灰塵的螺旋星系
鄰近的星系被它們共同的引力吸引
在大規模的碰撞中連結在一起
這過程將延續數億年
引力將星系中的氣體星球拉出長尾
二者合一的新星系逐漸形成
然而各星體幾乎從不碰撞
因為它們之間的距離是如此的遙遠
或許是在一百億年之
我們遇上了我們自己的星系
-銀河系
在裡面 有些星球已經成型
有些則已經消失了
恆星是個核子熔爐
它們發光發熱 直到能量消耗殆盡為止
巨大紮實的星體 以爆炸性方式結束
這些爆炸的恆星 - 超新星
釋放出生命的元素
我們所呼吸的氧 肌肉蛋白質中的碳
血液中的鐵
現在隨著一團宇宙氣體雲
將這些生命原素噴灑而出
—顆新星 -太陽- 誕生了
在它的周圍 行星形成了
在這年輕星系的過去四十億年中
我們的地球和月亮不斷地
受到宇宙灰塵 小行星
和慧星撞擊
猛烈的碰撞和炙熱的氣體
酸雨以及太陽強烈的紫外線輻射
年輕的地球是個極不友善的世界
然而它卻具備了生命最基本要素
水
碳
和能量
海洋為分子提供蔽蔭
增長而繁衍出生命
幾百萬年以來地球唯一的 生命型態就是微小的細藻
有些是稱為藍綠細藻
慢慢地釋放出微量的氧氣
深深地改變了地球大氣
部分氧氣在雲層上空 形成了薄薄的臭氧層
阻絕了大部分的太陽紫外線
在這種改變後的環境中
新的生物在地球的水中蓬勃發展
綠色海藻製造更多的氧氣
然後 生物進化成各種形式
有些帶有保護作用的殼或掩護物
有的的進化成更複雜的生命型態 比如這種微小的甲殼類
近海中充滿了形色豐富的生物
生命的下一個挑戰 就是征服荒蕪炙熱的陸地
菌類 海藻 植物 之後就是動物
以植物昆蟲為基礎 脊椎動物在陸地上出現了
繁衍出越來越巨大的生命形體
有些征服了天空的領域
還有一些征服了廣大的平原
我們的宇宙之旅 從大爆炸到人類的出現
經歷了大約150億年
從一開始我們就是探索者
發明家和技工
人類數千年歷史不過是宇宙的一瞬
好奇心和技術 將把我們帶回天上星星
自從霍伯太空望遠鏡發射進入軌道
它捕獲了許多的影像
展現一個炫麗而神奇的宇宙
在這裡星星逐漸死亡
而在天鷹座星雲裡
奇異的炙熱雲體孕育出新星
巨大的獵戶星雲裡
這些星塵似乎正在形成另一個 跟我們一樣的太陽星系
宇宙探索最大的冒險正快速加速
把我們帶入一個只曾經 在科幻小說中出現的地方
-神秘的黑洞
在這裡紅色巨星一點一滴的消滅
它的氣體被捲入黑洞深處
某些黑洞是超級巨星的殘骸形成
它的引力大到連光也無法逃出
但我們可以從遭到黑洞吞噬 的鄰近星體推測出它的存在
在人類歷史中我們首次有足夠的證據
證明宇宙中存在許多繞日行星
科學家認為僅在我們的銀河系中 就有上百萬個的類地行星
如果是這樣 在那裡會有生命嗎?
一些射電天文望遠鏡正在搜索著
足以證明外星文明存在的信號
這是一項枯燥漫長的任務
但如果有一天我們接收到了信號
這將永遠地改變我們的視野
以及我們的宇宙
望遠鏡 例如在夏威夷觀察站裡的這一部
正如一部時間機器
捕捉了穿越空間朝我們而來的 微弱光線中的宇宙歷史
天文學家對太空觀察的越深入 他們就能越明瞭宇宙的古老歷史
我們對宇宙瞭解的越多
我們就能為未來的宇宙探索家
揭露越多的神秘 和意義深遠的問題
宇宙會永遠不斷地擴張嗎?
生命到底是如何出現的?
宇宙之外還有其他的宇宙嗎?
宇宙中還有其他人
問著相同的問題嗎?
甚至是正在尋找更為雄心壯志的答案?
但回顧從我們的祖先 在這趟宇宙之旅踏出第一步以來
我們已經旅行了多遠...
人類必須瞭解他所處的的宇宙 以瞭解他的命運
又有誰知道在我們這一代 哪些神秘事物將得到詮釋
什麼樣的謎團 又將成為下一代的挑戰呢?
太空人-尼爾.阿姆斯壯
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