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宇宙在扩张到哪里？- 莎娅·塞尼

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    宇宙的生命从大爆炸开始，
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    将近140亿年前，
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    一直膨胀扩大至今日。
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    但它是在膨胀成为什么呢？
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    这是一个复杂的问题。
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    以下是原因：
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    爱因斯坦的广义相对论方程
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    把空间和时间描述为
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    一种相互连结的宇宙的构造。
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    这意味着我们所知道的空间和时间
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    只作为宇宙的一部分而存在，
    并不存在于宇宙之外。
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    当日常生活中的物体膨胀，
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    它们会占据更多空间。
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    但如果并不存在额外的空间去膨胀，
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    那膨胀到底意味什么？
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    1929年，
    爱德文·哈勃的天文观测
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    给了我们明确的答案。
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    他对夜空的调查发现了所有遥远的星系
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    会朝着远离地球的方向移动。
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    此外，越遥远的星系，
    后退移动的就越快。
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    这该怎么理解？
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    想象一块葡萄干面包在烤箱中膨胀。
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    每颗葡萄干之间的面糊
    膨胀的量是相同的。
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    如果我们想象葡萄干是星系，
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    面糊是它们之间的空间
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    我们可以想象星际空间的拉伸或膨胀
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    会让星系远离彼此。
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    而且对于任何一个星系，
    它远处的邻居
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    会比更近的邻居移动更长的距离，
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    在相同时长里。
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    果不其然，广义相对论的公式预测
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    会有一场重力和扩张的较量。
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    只有在星系之间黑暗空虚的空间中
    扩张才会胜出，
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    于是这些空间会膨胀。
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    这就是我们的答案。
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    宇宙正在扩张到自己上。
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    即便如此，宇宙学家正在探索
    数学模型的极限
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    来推测什么（如果有的话）
    存在于我们的时空之外。
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    这不是胡猜乱想，而是科学假设
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    针对宇宙大爆炸科学理论的漏洞。
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    大爆炸理论预测物质会
    均匀的分布在宇宙中，
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    以一种稀薄的气体存在——
    那么，星系和星体是怎么形成的呢？
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    暴胀理论描述了一段短暂的
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    快速扩张的时期
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    把早期宇宙中能量的量子波动
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    联系到了气体团的形成，
    最终形成星系。
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    如果我们接受这个理论，
    它也可能意味我们的宇宙代表了
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    一个永远在膨胀的
    更大的宇宙现实中的一个区域。
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    关于这个推测的在膨胀的现实，
    我们什么也不了解，
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    除了数学上预测了
    这无尽的膨胀
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    可能是由一种
    不稳定的量子能级所导致。
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    不过，在很多局部的区域中，
    这种能量可能会随机的安定下来
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    进入稳定的状态，停止膨胀
    并形成多个泡泡宇宙。
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    每一个泡泡宇宙——
    我们的宇宙也是其中一个
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    ——会有自己的大爆炸和物理定律。
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    我们的宇宙会是一个
    更大的多重宇宙的一部分，
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    它极速的膨胀使得
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    我们不可能与其他宇宙相遇。
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    大爆炸理论还预测了
    在高温的早期宇宙中，我们的4种基本力
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    可能统一成一股超级力。
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    数学的弦理论
    描述了这个统一的过程，
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    还有亚原子的夸克和电子的基本结构。
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    在这些被提出的模型中，振动的弦
    是组成宇宙的基本单元。
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    曾经相互竞争的弦理论模型
    现在已经巩固成了一个统一的描述，
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    并指出这些结构可能与
    叫做膜的高维度平面相互影响。
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    我们的宇宙可能存在于
    一个这样的膜之中，
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    漂浮在一个未知的高纬度空间，
    叫做 “体宇宙”，或超空间。
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    其他膜——包含其他类别的宇宙
    ——可能会共同存在于超空间，
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    相邻的膜甚至可能会
    共有一些基本力，比如重力。
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    永恒膨胀和膜
    都描述了一个多重宇宙，
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    但永恒膨胀中的宇宙是孤立的，
    而膜宇宙可能会相撞。
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    这样的碰撞产生的回声
    会出现在宇宙微波背景辐射——
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    早期大爆炸遗留下来的
    遍及我们宇宙的辐射。
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    不过，至今为止，
    我们没有找到这样的宇宙回声。
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    有些人怀疑这些不同的多重宇宙假设
    可能最终会聚合成一个共同的描述，
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    或者被其他理论所替代。
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    目前来说，它们仅是对数学模型的
    推测性的探索。
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    虽然很多科学实验
    启发或引导了这些模型，
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    目前只有很少的客观实验
    可以直接测试这些模型。
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    在下一个爱德文·哈勃到来之前，
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    科学家们很可能会继续争论
    相互竞争的模型的美妙简洁性……
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    并继续梦想着，什么（如果有的话）
    存在于我们的宇宙之外。
Title:
宇宙在扩张到哪里？- 莎娅·塞尼
Speaker:
莎娅·塞尼
Description:

观看完整课程：https://ed.ted.com/lessons/what-is-the-universe-expanding-into-sajan-saini

宇宙的生命开始于将近140亿年前的大爆炸，且自那时起便开始扩张膨胀。但宇宙是如何扩张的？宇宙将扩张到哪里？请听莎娅·塞尼解释现有的关于宇宙大爆炸的理论，以及什么（如果有的话）存在于我们的宇宙之外。

课程讲解：莎娅·塞尼，动画制作：Wooden Plane Productions。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed
Duration:
05:44

Chinese, Simplified subtitles

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