光如何告诉我们宇宙的故事 - 彼得·爱德华兹
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0:07 - 0:09宇宙是何时、又是如何诞生的?
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0:09 - 0:11它如何变成我们所见的这样?
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0:11 - 0:13它将如何结束?
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0:13 - 0:15人类自始以来一直都在讨论这些问题,
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0:15 - 0:18但是向来没有明确的结论。
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0:18 - 0:22如今,宇宙学家正努力寻找答案。
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0:22 - 0:27但是,对于如此深刻的问题,如何能期望得到确定的答案呢?
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0:27 - 0:32还有,要如何才可能探索和研究宇宙这般大的事物呢?
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0:32 - 0:34要知道我们永远无法到达宇宙中的大部分地区。
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0:34 - 0:36答案是光。
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0:36 - 0:38虽然来自宇宙中遥远区域的光
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0:38 - 0:40需要数十亿年才能到达我们这里,
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0:40 - 0:44但是这些光携带了六种独特的信号,
如果将这些信息整合起来 -
0:44 - 0:47天文学家就可以从中揭示出大量的信息,
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0:47 - 0:49而天文学家知道如何去寻找这些信号。
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0:49 - 0:52就像太阳光可以被分离为我们所熟知的彩虹,
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0:52 - 0:56分离来自遥远天体的光也能发现不同的颜色模式,
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0:56 - 0:58这种模式取决于光的源头。
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0:58 - 1:02这一独特的光条形码不仅可以揭示天体的化学组成,
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1:02 - 1:06还可以告诉我们其各部分的温度和压力。
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1:06 - 1:09我们还可以从光里发现更多。
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1:09 - 1:12如果你曾站在一个火车站台上,你可能会发现
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1:12 - 1:15不同方向的火车听起来不同,
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1:15 - 1:17当火车朝向你时听起来音调较高
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1:17 - 1:20而远离时听起来音调较低。
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1:20 - 1:23但是这不是因为火车司机在玩。
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1:23 - 1:26而是由于多普勒效应——
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1:26 - 1:30接近中的物体所发出的声波会被压缩
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1:30 - 1:33而远离中的物体所发出的声波会被拉长。
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1:33 - 1:36可是,这和天文学有什么关系?
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1:36 - 1:41声音无法在真空中传播。
在太空中,没人能听到你的呼喊! -
1:41 - 1:46但是,当光源以特定的速度运动时,
其发出的光也有多普勒效应。 -
1:46 - 1:48如果光源朝我们移动,光的波长会变短,
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1:48 - 1:51使其变得更蓝。
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1:51 - 1:53当光源远离我们时,
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1:53 - 1:56光的波长会变长,使其趋于红色。
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1:56 - 1:59因此,对于任何通过望远镜所观测的天体,
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1:59 - 2:03我们可以分析其带有多普勒效应的颜色模式,
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2:03 - 2:06由此可知天体的成分、温度和压力,
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2:06 - 2:10同时可知它是否运动、运动的方向和运动速度。
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2:10 - 2:13这六种测量,就像光的六个点,
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2:13 - 2:16揭示了宇宙的历史。
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2:16 - 2:21第一个研究来自遥远星系的光的人是埃德温·哈勃,
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2:21 - 2:24他所观测到的光是被红移的。
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2:24 - 2:26遥远的星系都在远离我们,
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2:26 - 2:30越远的星系其远离速度越快。
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2:30 - 2:33哈勃由此发现了宇宙正在膨胀,
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2:33 - 2:36这也是大爆炸理论的第一个证据。
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2:36 - 2:40除了说可见宇宙从一个密度极高的点
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2:40 - 2:43开始持续膨胀以外,
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2:43 - 2:45这一理论的重要预言之一是
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2:45 - 2:50早期宇宙只有两种气体:氢气和氦气,
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2:50 - 2:53其比例约为三比一。
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2:53 - 2:55这一预言也可以通过光来验证。
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2:55 - 3:00如果我们观测来自宇宙中一个遥远而安静的区域的光
并把它分离开来, -
3:00 - 3:04我们的确发现了这两种气体所留下的信号,且呈现正确的比例。
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3:04 - 3:07大爆炸理论的又一胜利。
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3:07 - 3:10然而,还有很多疑问。
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3:10 - 3:12虽然我们知道可见的宇宙正在膨胀,
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3:12 - 3:15但引力会踩下刹车。
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3:15 - 3:18但是针对来自遥远的濒死恒星的光的测量
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3:18 - 3:21告诉我们它们比预想的还要远。
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3:21 - 3:24因此,宇宙膨胀实际上正在加速。
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3:24 - 3:27看来有什么东西正在推动它,
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3:27 - 3:30很多科学家相信这是暗能量,
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3:30 - 3:34暗能量构成了2/3的宇宙,并在缓慢地撕开宇宙。
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3:34 - 3:39我们对于物质行为的知识
以及我们的仪器所具有的精度, -
3:39 - 3:43意味着仅仅通过观测遥远的恒星就能告诉我们宇宙的很多故事,
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3:43 - 3:45远超我们过去的想象。
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3:45 - 3:48但是还有其它未解之谜,比如暗能量的本质
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3:48 - 3:50至今我们还是一无所知。
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- 光如何告诉我们宇宙的故事 - 彼得·爱德华兹
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人类长期观察宇宙并提出宏大的问题:宇宙如何开始?将会如何结束?宇宙学家正努力搜寻答案,但是他们要如何开始?答案是光。彼得·爱德华兹总结了光所携带的六种特殊的信号,当结合在一起时,能为天文学家揭示惊人的信息。
课程制作:彼得·爱德华兹。动画制作:贝文·林奇
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:07
Dimitra Papageorgiou approved Chinese, Simplified subtitles for What light can teach us about the universe - Pete Edwards | ||
Erli Cai accepted Chinese, Simplified subtitles for What light can teach us about the universe - Pete Edwards | ||
Qingqing Mao edited Chinese, Simplified subtitles for What light can teach us about the universe - Pete Edwards | ||
Qingqing Mao edited Chinese, Simplified subtitles for What light can teach us about the universe - Pete Edwards | ||
Qingqing Mao edited Chinese, Simplified subtitles for What light can teach us about the universe - Pete Edwards |