暗物質: 我們看不見的物質 - James Gillies
-
0:14 - 0:16古代希臘人有一個偉大的想法:
-
0:16 - 0:18宇宙是簡單的。
-
0:18 - 0:19在他們心中,
-
0:19 - 0:21要建構宇宙只須要四種元素:
-
0:21 - 0:22土、
-
0:22 - 0:23空氣、
-
0:23 - 0:23火、
-
0:23 - 0:25還有水。
-
0:25 - 0:27就像它的理論一樣,
這是美麗的。 -
0:27 - 0:29既簡單、又優雅。
-
0:29 - 0:30理論中認為
-
0:30 - 0:32藉由四種元素的不同組合,
-
0:32 - 0:35可以產生宇宙萬物。
-
0:35 - 0:37比如說土加火,
-
0:37 - 0:39就會有一些乾的東西。
-
0:39 - 0:42而空氣加水,就會得到濕的東西。
-
0:42 - 0:44但依照這理論,
會有一個問題。 -
0:44 - 0:47它沒辦法預測出任何
可以測量的事物, -
0:47 - 0:50而測量又是實驗科學的基礎。
-
0:50 - 0:52更糟的是,這理論是錯的。
-
0:52 - 0:55但希臘人仍是
思想上偉大的科學家, -
0:55 - 0:56在西元前 5 世紀,
-
0:56 - 0:58米勒都的留基伯(Leucippus of Miletus)
-
0:58 - 1:01提出有史以來
最經得起考驗的科學思想之一。 -
1:01 - 1:03我們看到的每樣東西
-
1:03 - 1:06都由微小、看不見的東西組成,
這東西稱作原子。 -
1:06 - 1:08這個理論既簡單又優雅,
-
1:08 - 1:09而它超越
土、空氣、水、火的理論 -
1:09 - 1:11而它超越
土、空氣、水、火的理論 -
1:11 - 1:13更接近事實。
-
1:13 - 1:15幾世紀以來的
科學思想及實驗 -
1:15 - 1:17證實了實體的物質,
-
1:17 - 1:18像是氫氣、
-
1:18 - 1:19碳、
-
1:19 - 1:20還有鐵,
-
1:20 - 1:22都可以分解成原子。
-
1:22 - 1:24在留基伯的理論中,原子是最小的、
-
1:24 - 1:27看不見的物質,
但仍然可以作區分, -
1:27 - 1:28像是氫原子、
-
1:28 - 1:28碳原子、
-
1:28 - 1:29鐵原子。
-
1:29 - 1:31留基伯的想法裡,
唯一有問題的是 -
1:31 - 1:33事實上原子也還可以再細分。
-
1:33 - 1:36而且,他的原子說最終
-
1:36 - 1:37只解釋了宇宙組成
的一小部份。 -
1:37 - 1:39只解釋了宇宙組成
的一小部份。 -
1:39 - 1:41平常所見到的物質,
實際上在宇宙中 -
1:41 - 1:43非常稀少。
-
1:43 - 1:46留基伯討論的原子、
還有它們組成的物質, -
1:46 - 1:48事實上只佔了
我們知道的物質 -
1:48 - 1:49的大約 5%。
-
1:49 - 1:51物理學家認為其餘的宇宙,
-
1:51 - 1:52就是那 95%,
-
1:52 - 1:54是暗宇宙,
-
1:54 - 1:57由暗物質和暗能量組成。
-
1:57 - 1:58我們怎麼知道?
-
1:58 - 2:00嗯,我們會知道是因為
-
2:00 - 2:01我們有觀察到。
-
2:01 - 2:02這聽起來蠻簡單的,
-
2:02 - 2:04但實際上有點複雜。
-
2:04 - 2:06所有原子組成的物質
是看得見的。 -
2:06 - 2:09它會反射光線,
然後我們就看得到。 -
2:09 - 2:10當我們觀察宇宙時,
-
2:10 - 2:12我們會看到星星和銀河。
-
2:12 - 2:14有些就像我們居住的地方一樣,
-
2:14 - 2:17很美麗、有螺旋的結構、
優雅地在太空中旋轉。 -
2:17 - 2:19當科學家在 1930 年代
第一次 -
2:19 - 2:21觀測一群星系時,
-
2:21 - 2:23並同時估算它們的質量,
-
2:23 - 2:25科學家們大為震驚。
-
2:25 - 2:26他們發現
並沒有足夠的可見物質 -
2:26 - 2:28讓這些星系群
靠在一起。 -
2:28 - 2:30之後對單獨星系的觀察
-
2:30 - 2:32證實了這個謎樣的結果。
-
2:32 - 2:34星系裡就是沒有足夠的
可見物質 -
2:34 - 2:37來提供足夠的重力
讓它們靠在一起。 -
2:37 - 2:38從我們的觀測之中,
-
2:38 - 2:40它們應該向外飛走,
但並沒有。 -
2:40 - 2:41所以一定有什麼東西
-
2:41 - 2:42是我們看不到的。
-
2:42 - 2:45我們把這東西稱作
暗物質。 -
2:45 - 2:47現今關於暗物質
最有力的證據 -
2:47 - 2:48來自於對於一種叫作
-
2:48 - 2:50宇宙背景微波輻射的觀測,
-
2:50 - 2:51也就是大爆炸後
留下的餘光, -
2:51 - 2:52但這是另一段故事了。
-
2:52 - 2:54所有我們掌握的證據
-
2:54 - 2:55都說明了暗物質的存在,
-
2:55 - 2:57而在天空中
-
2:57 - 2:59那些美麗的螺旋星系中
-
2:59 - 3:00它佔據了大部份的質量。
-
3:00 - 3:02這告訴我們什麼?
-
3:02 - 3:04長久以來我們知道
-
3:04 - 3:05天空並不是繞著我們旋轉,
-
3:05 - 3:08而我們只是
一顆平凡行星上的居民, -
3:08 - 3:09繞著一顆平凡的恆星、
-
3:09 - 3:12座落在一個平凡星系的螺旋臂上。
-
3:12 - 3:14暗物質的發現
帶領我們 -
3:14 - 3:17更進一步了解
物質的本質。 -
3:17 - 3:18這告訴我們
組成我們的物質 -
3:18 - 3:22只是組成宇宙的物質
其中的一小部份。 -
3:22 - 3:23但是不只這樣。
-
3:23 - 3:24在這世紀初,
-
3:24 - 3:26研究宇宙外部的科學家
-
3:26 - 3:29證實了不只是
-
3:29 - 3:30物質與物質之間不斷遠離,
-
3:30 - 3:31就如同你想像
-
3:31 - 3:34宇宙誕生於
高溫、高密度的大爆炸一樣, -
3:34 - 3:35這宇宙向外的擴張
-
3:35 - 3:38似乎正在加速。
-
3:38 - 3:39這代表什麼?
-
3:39 - 3:41要不就是有某種能量
-
3:41 - 3:42促成這樣的加速,
-
3:42 - 3:44就像是你提供能量
讓一輛車加速一樣; -
3:44 - 3:47要不就是重力
和我們想的不完全一樣。 -
3:47 - 3:50大多數科學家相信
前者是對的, -
3:50 - 3:53也就是有某種能量
促成這種加速, -
3:53 - 3:55他們把它叫作
暗物質。 -
3:55 - 3:57現今最好的觀測
讓我們可以計算 -
3:57 - 3:59宇宙有多少部份
是屬於暗的。 -
3:59 - 4:01看似暗能量佔了
-
4:01 - 4:03大約 68% 的宇宙,
-
4:03 - 4:05而暗物質佔了 27%,
-
4:05 - 4:07剩的 5% 才是
-
4:07 - 4:10所有其它我們看得到的東西。
-
4:10 - 4:11所以這些黑暗的東西
是由什麼組成的? -
4:11 - 4:12我們並不知道,
-
4:12 - 4:14但有一個理論,
叫作「超對稱理論」, -
4:14 - 4:16可以解釋一些。
-
4:16 - 4:18超對稱(supersymmetry),
或簡稱 SUSY, -
4:18 - 4:20預測了一系列新的粒子,
-
4:20 - 4:22其中的一些
可以組成暗物質。 -
4:22 - 4:24如果我們找到
超對稱的證據, -
4:24 - 4:26我們就可以從
對宇宙那 5% 的認識, -
4:26 - 4:28也就是我們看得到的那些,
-
4:28 - 4:29進展到
大約 1/3。 -
4:29 - 4:31還算不錯。
-
4:31 - 4:33暗能量可能
更難去了解, -
4:33 - 4:35但有些猜測的理論
-
4:35 - 4:36也許指出了方向。
-
4:36 - 4:37其中有些
可以追溯到 -
4:37 - 4:40古希臘人那第一個偉大的想法,
-
4:40 - 4:42也就是幾分鐘前
我們起頭的想法, -
4:42 - 4:45這想法說明宇宙必須是簡單的。
-
4:45 - 4:47這些理論
預測所有的宇宙萬物 -
4:47 - 4:50只由單一一種東西組成,
-
4:50 - 4:52一條振動的絃。
-
4:52 - 4:54這想法是說
我們今天知道的所有粒子 -
4:54 - 4:56只是這條絃上不同的波。
-
4:56 - 4:58不幸的是,絃論現今
-
4:58 - 5:00還沒辦法證實。
-
5:00 - 5:02然而,宇宙中還有
這麼多事物等著去探索, -
5:02 - 5:03這賭注太大了。
-
5:03 - 5:05這所有的東西
讓你覺得藐小嗎? -
5:05 - 5:07不應該這樣。
-
5:07 - 5:08相反地,
你應該讚嘆 -
5:08 - 5:09──至少到目前為止──
-
5:09 - 5:12你是這宇宙中
唯一一個開始了解 -
5:12 - 5:15宇宙奧秘的物種
其中的一員, -
5:15 - 5:16而且你生對時代
-
5:16 - 5:19來見證這知識的爆炸。
- Title:
- 暗物質: 我們看不見的物質 - James Gillies
- Speaker:
- James Gillies
- Description:
-
完整課程請見:http://ed.ted.com/lessons/dark-matter-the-matter-we-can-t-see-james-gillies
希臘人有一套組成宇由的配方,簡單又優雅:就是土、火、空氣、水。而結果是,在這之外還有許多──非常多。可見物質(這已經超出希臘人的四元素)只組成了 4% 的宇宙。CERN 科學家 James Gillies 告訴我們剩下的 96% (暗物質和暗能量)是什麼?以及我們怎麼發現它。
課程:James Gillies;動畫:TED-Ed
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:35
TED Translators admin edited Chinese, Traditional subtitles for Dark matter: The matter we can't see | ||
Geoff Chen approved Chinese, Traditional subtitles for Dark matter: The matter we can't see | ||
Geoff Chen edited Chinese, Traditional subtitles for Dark matter: The matter we can't see | ||
Geoff Chen edited Chinese, Traditional subtitles for Dark matter: The matter we can't see | ||
Geoff Chen accepted Chinese, Traditional subtitles for Dark matter: The matter we can't see | ||
Geoff Chen edited Chinese, Traditional subtitles for Dark matter: The matter we can't see | ||
Geoff Chen edited Chinese, Traditional subtitles for Dark matter: The matter we can't see | ||
Jephian Lin edited Chinese, Traditional subtitles for Dark matter: The matter we can't see |