8月11日音讯,8月10-12日,国际科技立异论坛在北京会议中心举行,包含Kip Thorne、Thomas J.Sargent、Michael Levitt、朱棣文在内的20余位诺贝尔奖获得者,以及中科院院士曹春晓、美国国家工程院院士陈刚等许多中外尖端学者专家应邀出席,一起打造前所未有的我国最高级别才智盛宴,讨论全球科技立异作用、描绘未来我国科技立异蓝图。
▲George Smoot,2006年诺贝尔物理学奖获得者、伯克利加州大学物理学教授
闻名的天体物理学家、国际学家,2006年诺贝尔物理学奖的获得者George Smoot教授,和咱们心目傍边的物理学者不太相同,他真的是跨过。他曾经在当红美剧《日子大爆炸》中扮演人物,扮演他自己,看美国的电视节目,你比五年的小学生更聪明,并且赢取了百万美元的奖金,下面咱们用火热的掌声欢迎George Smoot先生为咱们带来共享。
以下是讲演全文:
十分高兴能够来到这儿,方才咱们听到了实践国际的一些问题。方才是Richard J.Roberts第一次向我做这样的一个介绍,他也发起了一个运动,期望诺贝尔奖得主一起呼吁支撑这个论题,我以为动力问题、转基因、气候改变、健康等等,这些都是实践国际存在的问题。
可是,今日我想讲一个我自己十分喜爱的论题,我研讨的是国际学。我想介绍一下咱们的地球,实践上在整个国际傍边是多么的小,实践上要由咱们自己来了解一下地球上的问题,并且处理这些问题。由于,今日早上我在讲演傍边也提到过没有第二个地球了,我总会通知咱们的学生你有一个A方案,假如A方案成功最好,假如不成功的话你还有一个B方案,可是咱们没有第二个地球了,所以必定要关爱咱们的地球。
那最近我也是就气候和动力方面的问题花了一些时刻了解了一下,我今日想讲一下现代国际学,我期望幻灯片上的中文是对的。我有一个研讨生帮我纠正幻灯片上的翻译。我期望它是正确的,假如咱们发现过错的话请通知我。
我今日想向咱们介绍的是咱们究竟源自什么当地,然后在科学上咱们是否有依据来证明咱们对国际的了解,以及关于整个人类来讲,这是一个一起的财物。之前,会有一些神话,就是咱们的人类是怎么样诞生的。咱们为什么是共同的,每种文明都有它自己的说法,我国有九龙之说,我知道每一个文明都有它自己的神话。可是现在咱们讲的是同一个人类,那咱们怎么样去做呢?
这个幻灯片上有一个十分闻名的电视剧,叫做《违法现场查询》,这些侦查人员他们十月一些技能,来进行依据的搜集,然后了解一下违法现场发作的工作。咱们也想了解一下在国际的一开端有什么样的依据来证明国际的开端,咱们经过这样的依据来重现整个国际,假如说这个违法是在国际发作的,当然我是期望能够积极地看待,就是说国际发作是十分好的工作。咱们也会运用许多类似的一些技能,咱们会去调查、咱们会去寻觅依据,然后进行电脑的仿照,然后企图了解一下究竟是怎么回事。
这个就是搜集依据,然后这儿就是一个依据。
这张相片是被推选出的一张十分好的相片,假如咱们看一下这个相片,你能够看到这儿面有两种类型的东西,这些东西我期望我的激光笔能够点到,我仍是走曩昔吧,像这姿态的和这姿态的,这些都是恒星,你能够看得出来他们是恒星,由于他们的特色。由于哈勃太空望远镜所观测到的这样的恒星,关于这些恒星还有一些物体是咱们不知道的,而相片傍边其他都是银河系,假如能够再扩展的话,还能够看到有上千个这样的星系,每一个天空傍边恒星其实背面都有一个星系。
这就是咱们要答复的第一个问题,为什么国际有这么多的星系呢?由于假如看一下这张相片,你会看到这个相片是月球的四十分之一,所以假如咱们仅仅向天空中拍一个这样的相片,你会发现其实有许多星系的存在,那咱们为什么需求有几十亿个星系呢?是不是一个恒星、一个地球就够了,一个星系就够了,咱们为什么需求有这么大的国际呢?咱们为什么需求有几十亿个乃至更多的星系呢?实践上存在的是有几十亿的星系,咱们为什么需求这么多的星系,对工程师来讲、对科学家来讲,这就是咱们想知道的问题,我也想请他们猜想一下有多少星系,有时分他们猜想比咱们实践观测到的更多,有的星系可能观测不是十分完好的。咱们能够看一下,里边有一些东西是比较大一点的,有的色彩跟太阳色彩差不多,这儿有许多星系的展现,有一些比较大,大的离咱们地球比较近一点,它们的色彩和太阳差不多,还有一些比较远、比较小的,是蓝色或者是白色的,这是咱们觉得很吃惊的,就是接近地球的,看起来不相同,这点一瞬间再谈。可是离的比较远的它们的光需求更长时刻传到地球,这是比较年青的星系,比较年青的星系更热、更亮。当然它们的形状也是比较规矩的。
要回到我方才的问题,有时分星系需求交融构成更大的星系,所以星系的数量不是稳定的。接下来有更多的问题要答复,假如想了解整个国际,有必要解说一下为什么有上百亿的星系,是不是跟着时刻的推移它们会发作改变?像这样的房间为什么会存在呢?假如做国际学的研讨要研讨所有的东西,当然不必那么细节的解说,可是有必要解说一下为什么有地球,为什么有这么多的恒星,究竟是怎么样的规则,这就是咱们的使命。咱们十分的走运,由于其实这个和其他咱们遇到的问题比较并不是那么难答复。咱们要运用一些初始的东西,假如咱们看远太空的话,你会发现这个光传递的速度十分快,在酒店你想打开灯,其实这个是和外边,比方说光传递的速度是不相同的,那咱们国际的规划是十分大的,我把这个图中心有一个中点,假如你再看一下月球,从月球到地球光传递的速度是十分快的,假如你有朋友去月球,你让他把手机给你,你说嘿你好约翰,两秒钟之后他会答复你好乔治,这就是信号传递的时刻。有时分你会觉得很烦,可是能够和月球上面的人进行沟通现已很不错了。
假如你要去太阳,那么就是不相同的速度。太阳到这个地球光线花的时刻是八分钟,我这面拍张照是太阳八分钟之前的姿态,经过手机立刻捕捉的相片。可是假如你去最近的50个恒星的话,一般你要花的时刻是十年。比方你去这个星球的话,很可能你到了那十年曩昔了,更远的要花100年的时刻。经过方才介绍咱们理解了,假如做研讨的话必定有许多问题,假如去国际各个当地很有可能人做不到,必定要靠机器人做到,由于光年时刻太长。假如你去比较近的星系的话,比方最大的星系,那儿要花200万年。我这边经过显微镜看我国的话,从另一个星系看我国的话就能看到两百万年前我国的形状,那儿基本上是没有人的,是荒芜的土地,这是离咱们最近的星系。
咱们现在日子在一个星系傍边,咱们太阳系是其间的一个星系,一个十分典型的星系距咱们的间隔光传达的时刻要几百万年之多,假如要去特别远的当地,比方说国际是和太阳相同热的话,那差不多是140亿年前了。大约的一个水平,这意味着什么呢?我一开端讲前期比较年青的星系看起来更亮,这对咱们来说是惊讶的,由于咱们说国际在胀大,所以这样的光线不该该是蓝色、白色,可是咱们现在看是蓝色和白色,由于咱们有红移的现象。
咱们假如在间隔很远的当地看国际的话,那般有许多辐射,我也花了许多时刻进行研讨,我也写了一篇文章关于这一块的。咱们说热门和冷点分量是相同的,这是题外话了。实践和太阳的外表一开端相同热,可是后来冷却了,然后这个光线咱们能看到了,咱们这边就有发生辐射的布景。作为地理学者、国际学家,咱们期望能够丈量,期望了解国际在不同时刻段的姿态。我的朋友曾经是一个官员,每年他们会种一棵树,然后带曩昔一年、两年,然后就能够知道这棵树生长的前史。
然后你就能够知道这棵树整个生长的前史,沿着这条路走,不同年份栽培的树,这是很好的教学的办法,也是能够很好的学习的办法,也能够更好的了解气候。可是现在咱们只要一个国际,只要一个前史,有必要要借用现有的资源,就是经过不同的间隔拍照国际的相片,咱们一向这么做的,我曩昔也是专心于这点,期望能找到前期的相片,这是由于它能够供给更多的信息,由于假如你知道一个时期的正确的现实,经过线性回归的算法你就能够更准确的进行其他时刻的判别。
咱们日子的星系是螺旋的,中心的一个中心咱们能看到,咱们周围的星系比较老练,更远的这些星系就是很年青的,刚刚发生的,这上面是一个横观图。这个相片上面应该放一千亿的星系,可是我没办法放那么多。有一个时期咱们没有所谓的可视的架构,咱们称之为漆黑时刻,然后就有了现在的国际。别的还有一段机遇,咱们以为国际开端了,然后光线也是变为可视。而这实践上咱们能看到的规模,由于一开端的时分国际和太阳外表相同热,你只能看到太阳的外表,不能看到太阳的内部,除非有特别的光线作用,国际也是相同的原理。这些不同的星系都像太阳外表相同,而我的团队花了很长时刻才拍出这张相片。这些不同的改变实践上是阅历了许多的年份,而国际的外表看起来是十分的平,可是假如你看细节的话会有许多的差异点,这些差异点是演化的作用。这是咱们几年前拍的相片,咱们现在有十分准确的图,映射国际的整个进程,从这个阶段,咱们对星系也有它自己的地图。这个星系看起来像一个平面的碟片相同,可是假如你从这个方向来看的话,就是这样的一个有点像半圆的作用。你能够看到不同的间隔看的视点是不相同的,咱们期望经过丈量,然后咱们也期望能够让它是接连的图画,可是这边技能有限制,但跟着时刻的开展应该发生的图画的作用会更好。
那我之所以和约翰·马瑟获得了诺贝尔奖,就是由于这张相片,咱们首先是展现了国际辐射布景,也就是国际一开端的时分是有放射性信号的。然后咱们也是生成了图,然后展现了不同的变量。由于咱们找到了这些变量,实践上能够解说现状。然后咱们也获得了许多的资金,让咱们能够创造出勘探器,然后经过勘探器制图的精度更高,现在这个星系的信号对咱们发生更多的搅扰,所以会影响图画的分辨率,可是你能够看到上面展现的是比较高的分辨率的图画。咱们十年就有一个作用,2009年的时分有一个新的卫星,叫普朗克卫星。咱们2009年推出了这个卫星,从这个卫星上搜集了许多的数据,两年半前中止了这个数据的发表,可是咱们还在剖析数据,由于量很大,经过这个数据咱们信任未来会有更多的作用,你能够看到现在的卫星发生的图画的分辨率更高、看得也更清楚。当然有些当地比较含糊,由于咱们有时分也要看辐射的聚化现象,由于光线有时分会遭到拱形的影响,这也是为什么有时分咱们也需求戴太阳眼镜来归纳这个作用。你能够看到这也是咱们来了解国际的一种办法,所以这么多年咱们推出了不同的卫星,2019年说不定还会再推出一个新的卫星。
这是一个动画来展现的Mark-3的卫星,有冷却系统,温度很低。你能够看到它展现的是映射的微博天空,而在后边实践上能够看到月亮河太阳,然后能够传输数据。它是从天空来搜集数据的,这儿面有一个线,这个线实践上代表的是星系的信号,由于轨迹和星系之间构成了一个视点,所以咱们对整个太空来进行映射,然后把它进行平面处理,然后有一个旋转的作用。所以你能够看到星系的信号,而在外面就是国际。这是光学这块能看到的,而这上面看到的微波,你这边期望阻隔星系的信号,然后看看星系后边有什么内容。所以方才给咱们举例咱们发生了什么样的映射的图画,咱们是把不同的光频的光结合在一起,然后生成图画,这就是生成的一个饼图,这个图画蛋相同,很美观。这看起来像艺术品吗?咱们有争议,但实践上对我来说它很漂亮,由于它展现了两个特色,有一些很长的波是比较暖的,然后还有一个特色是从上往下的,在比较冷的当地是蓝色的区域,但假如是比较热、比较温暖的当地就是橙色。也就是说有不同标准的结构,然后能够进行剖析,可是有一个标准是特别招引眼球的,也就是说有一个标准是干流的标准,就是当国际一开端通明的时分它的声波的形状。你能够看到它实践上是星系所发生的一个信号,所以咱们就能够看到这个太阳内部的情况了,然后咱们也能够更好地勘探国际前期的情况。
这是2015年的图,2018年咱们也生成了一个图,这两张图很类似,并且图的分辨率比屏幕的分辨率高一些,所以在这上面咱们没办法看得很清楚。咱们也生成了许多高分辨率的图,咱们有COBE的图,这上面代表了一部分,有些当地比较冷,有些当地比较热。咱们也有普朗克星球的图,这个相片的准确度就比较高。这上面咱们有满足标准的一个要求,我看了这个图,我做了许多的仿真,我通知我的搭档我知道这个图代表的是哪一部分,太阳的地平线实践上是能够作为一个参照物的。咱们还记得你们学的几许,三条线组成一个三角形,前提条件就是这个视点加起来,三个角是180度,你能够经过几许的算法来剖析方才的图。所以咱们给国际照的相片,每十年分辨率就能进步。