宇宙的奇迹

BBC 《宇宙的奇迹》wonders of the universe

第一集：destiny 天地宿命
宇宙开端
宇宙137亿年历史

时间

1 秘鲁西北海岸长基罗“十三塔”

地球一年：365+1/4天
约到宇宙深处 时间的周期就越长
海王星的一年是6万个地球日

2莫雷诺冰川 - 阿根廷，已有一万年历史

nothing ever stays the same

arrows of time 时间的箭头

3 潮汐
潮汐使海洋在地球的表面被来回拉动，海水与海底不断摩擦，摩擦延缓了地球的转动，导致地球自转越来越慢，地球上的每天都在变长，每天延长70微秒。

月球牵引着地球上的海水，地球也同样吸引月球，潮汐在地球上引起海水的涨落，海水的重力变化影响着地球引力，进而影响月球轨道，月球在轨道上加速转动，越转越远。

三百万年前 地球上还没有人类
五十亿年前，宇宙中还没有地球。

4 恒星爆炸 散发出 伽马射线

Hour by hour day by day, everything is inching closely to disorder, distruction and decay. Nothing can escape the relentless march of the time.

太阳已经46亿年了，但正在消逝，五十亿年后太阳会燃烧殆尽。太阳快消逝的时候，外层会膨胀，会变成 红巨星。会变的很大，占据整个地球地平面，地球生命会灭亡。太阳最后变成白矮星。



5 纳米比亚 骷髅海岸

第二集：星辰疑云
人类的构成物质

不同元素被燃烧时所表现出来的颜色不一样，根据他们发出来的光线可以判断这个恒星的组成元素。

比邻星是除太阳之外 离地球最近的恒星。

质子proton是各种元素组成的基础。各种元素的唯一不同之处在于质子数。

大部分元素只有一个质子。宇宙中最多的元素是氢。原子atom中心有一个质子，就形成了氢。为其他种类的原子奠定了基础。2个质子遇到时，其中一个质子就变成中子neutron，中子是构成宇宙的另一种基础材料。把更多的质子和中子聚在一起，通过核聚变过程，就可以创造出宇宙中的所有元素。

氦：有2个质子和2个中子

只要把氢原子hydrogen聚合在一起，就能创造出宇宙中的一切。

核聚变是要把2个质子聚合在一起，但并不容易。因为他们都带正电，一般情况是会排斥的，需要很大的能量把它们聚合在一起。

恒星的能量来源就是核聚变反应。

当恒星内部的氢元素燃柴殆尽时，恒星就开始消亡。

恒星坍塌第二阶段，氦核开始聚合，产生两种生命必须的2大重要元素：碳和氧气。

会继续进行剧变，时间更短温度更高，会产生更多的元素。

超新星爆发时才会产生一些重金属元素 如金元素。

银河系的猎户座的参宿四是最有可能发生超新星爆炸的恒星。上一次银河系发生超新星爆炸是1604年。一般情况下每百年就会发生一次超新星爆炸。

爆炸后会产生星云（星云中有很多氢和氦元素）。星云是恒星诞生的地方。气体和尘埃在其自重下向内坍塌，创造出了新的恒星。新的恒星和星球就会从星云中产生。

猎户座星云是一大奇观。

大量元素在恒星中心产生，并在恒星陨落时被抛向太空。

从落到地球上的陨石，分析其成分，发现了很多生命必须的物质在陨石上都有。让我们猜测，陨石有可能也坠落到其他星球，带来产生生命的可能性。

第三集：坠落
引力

爱因斯坦：时空扭曲理论
主要思想：宇宙万物均沿直线运动，行进在这一扭曲的宇宙时空之中。也就是说我们看到的行星轨道，其实只是行星坠入了被大质量的恒星扭曲后的时空。
认识引力的一种方法：就是宇宙中的万物都在坠落，地球正在落入太阳创造的峡谷，太阳系正在落入由银河系创造的时空峡谷当中。

广义相对论。

黑洞是引力的极端表现形式。有些黑洞是恒星灭亡的产物。

第四集
光速
我们看到的永远是过去的事情。我们看到的太阳实际上是八分钟前的太阳。

不同颜色其实是不同波长的光

被拉伸的波：CMB，叫宇宙微波背景辐射



寒武纪生命大爆发


看到网上有下面这段，但是我在影片中没有注意说了下面这段，但看着蛮好的。
The most astonishing wonder of the universe isn't a star or a planet or a galaxy.
It isn't a thing at all.
It's an instant in time.
And that time is now.

从《生命的奇迹》《太阳系的奇迹》《宇宙的奇迹》到《人类星球》，每一部Brian教授的影片影片都充分展现了宇宙美丽神奇，我们生命能够存活的弥足珍贵。
  
  看这一系列BBC的纪录片，我就像做了一趟穿越古今，在天堂和海洋中的奇艺风光中飞翔。对于我来说，这纪录片重新激发了我对生命，对自我，对数学和物理的重新认识。
  
  还记得在初中和高中时候，我对物理数学化学是那么的厌倦。每天上课，老师就是讲解公式，然后做题，做题，还是做题。G=mg,Ca+OH=CaOH.F=mg..勾股定理，向量，平行四边形。我丝毫感受不到杨振宁所说的，在物理中感受到了诗意。那时，理科的课程就是为了考试，升学，然后找工作，挣钱。

  初中三年经过每天枯燥沉闷的机械化做题磨练，我对数学和物理化学深恶痛绝。虽然中考成绩还不错，但是对于什么是科学，这些抽象的符号跟我现实有什么关系，我是一点都不明白的。
  
 两个不同重量的物体，在真空的环境中，会同时着地。这是伽利略伟大的发现。在影片中，教授来到一个巨大的实验室，保龄球和羽毛在真空的密室中以同样的速度下落。宇宙的奥秘就是藏在这里。

  那瞬间，自然奏出动人旋律。那个保龄球和羽毛同时着地的片段，我看了又看。
  
  在那一刻，我明白，a(t)=v`(t)=g,s(t)=ct²，v=2ct不是什么晦涩难懂的字符，他们是我们理解这个纷彩斑斓世界的钥匙。

伽利略曾经说过，数学是自然的语言。离开了学校的应试教育，我才明白升学考名校，不是为了功名利禄，对知识的探寻就是一场游戏，是满足我们好奇心的冒险。

爱因斯坦曾经说过，
“我信仰斯宾诺莎的那个在存在事物的有秩序的和谐中显示出来的上帝，而不信仰那个同人类的命运和行为有牵累的上帝。”

“音乐和物理学领域中的研究工作在起源上是不同的，可是被共同的目标联系着，这就是对表达未知的东西的企求。它们的反应是不同的，可是它们互相补充着。至于艺术上和科学上的创造，那么，在这里我完全同意叔本华的意见，认为摆脱日常生活的单调乏味，和在这个充满着由我们创造的形象的世界中寻找避难所的愿望，才是它们的最强有力的动机。这个世界可以由音乐的音符组成，也可以由数据的公式组成。我们试图创造合理的世界图像，使我们在那里面就像感到在家里一样，并且可以获得我们在日常生活中不能达到的安定。”

 如果说，我有什么信仰系统的话，那么我将我的宗教建立在科学和理性上。

  我们这个世界五彩缤纷，但是，却受制于简单，精美的公式。而且神奇的是，我们可以理解行星为什么会运行，理解他们运行所服从的规律。可以预测太阳将从地平线哪个点升起。可以计算太阳一天内照射到地球表面的热量。可以理解构成万千生命的基本元素。可以透过不同星系发出的光芒推测他们组成的物质。而且，身处21世纪的我们是多么幸运我们能够看到探索器发回来的火星影像，看到另一个行星的日落。
  这可是在人类历史上第一次，是活在20世纪的人无法亲眼目睹的。

  想到，这里，我不得不同意，随着电脑技术的高速发展，我们的确是活在探索发现的最黄金时代。
 
 更为让人叹为惊止的是，人类是到目前为止所知道的唯一一个能够以高度理性思考的文明，在数十万光年的银河系中，无数的星辰闪耀，但是地球却是已知的唯一存在生命的星球。而即使身在地球，我们人类相对于其他物种也是极度的珍贵，只有我们能够发明出机器，把我们的足迹留在月亮之上。
  我们就是宇宙的奇迹，我们生来就拥有的智慧和想象是我们最为珍贵的财富。而人类文明最为荣耀的价值，就是不断地探索未知，走进新的大陆。

01-------------------

人类天生就爱探索答案。

宇宙起源于137亿年前，而今，宇宙中已形成逾千亿个星系，

日出日落，这史诗般的脉搏，教会人类标记时间的痕迹。

随着时间的推移，宇宙的命运早已注定。

普拉亚·奥斯蒂奥纳尔是地球上少数几个有大量海龟产卵的海滩。

太阳要花上两亿五千万年才能绕银河一圈。自人类出现以来，我们还未绕过这个轨道的千分之一。

没有什么能够永恒。

时间便是将事件按顺序简单排好，然后一步一步地进行。

宇宙长河就如同我们的生命一样，一切都在不可逆转地变化着。

我们的太阳只是银河系2000亿颗恒星中的一颗，而我们的银河系也只是可观察的宇宙范围内100亿个星系中的一个。

未来总是与过去有所不同。

一切事物都是从有序趋向无序。

随后的6亿年内，太阳将会爆炸，向太空中抛出大量的气体和粉尘，从而形成一个巨大的星云，然后变成一个白矮星，再变成黑矮星，最终将消亡。

宇宙最终将逐渐消亡。
像比邻星一类的恒星，将会是宇宙中最后存留的恒星。
随着生星时代的终结，哪怕再昏暗的一道微光都将消失于宇宙中。
到那时，宇宙将有100兆年的历史。

黑矮星的密度比太阳大100万倍。

黑矮星消失后，不会残留哪怕一粒原子。
我们曾经繁荣的宇宙，将只剩下光的微粒以及黑洞。
再经过一段长得无法想像的时间之后，甚至连黑洞都将消失，宇宙将变成一片纯粹的光海，温度渐渐趋于一致，并降至绝对零度。

每一颗恒星的灭亡，都可能预示着宇宙中某种其他生命的灭亡。

宇宙中最惊人的奇迹不是恒星，不是行星，也不是星系，它甚至根本就不是一个物质，而是时间里的一瞬间。那个瞬间，就是现在。

生命就是宇宙理解自己的方法。

在我看来，人类真正的重要性在于我们有能力、有欲望去了解和探索这个美丽的宇宙。


02-------------------

说到底，我们是宇宙的一部分。因此，宇宙的故事便是我们的故事。

在印度教教义中，万物尽须毁灭，然后才能重生。

星云是恒星的孕育场，许多新星在此浴火重生。

石灰岩的主要成分来自生物的尸体。

我们身体中的每个原子都曾经属于其他事物，比如一棵古树、一只恐龙，或是一块岩石。

在自然界中罕有单质形式存在，那是因为元素们都太活泼了。

宇宙中的物质都是由92种元素构成。（93种之后是人造元素）

每个元素都有其独一无二的焰色反应颜色。

太阳的每种元素不仅发出一种固定的光，它还会吸收某种固定的光。

当你将两个质子黏到一块时，其中一个质子就变成了中子。

正是质子的个数决定了元素的种类。

构建元素这个过程就叫做“核聚变”，它能用最简单的材料构建出多种多样的大千世界。

只有在太阳这类恒星上，元素才会重新组装。这是宇宙中唯一一个不仅够热、而且密度够大的能让原子融合起来的地方。

为了让人类生存，恒星就必须毁灭自己。

事实上，恒星只是天空中的“昙花一现”。

在恒星数百万年的生命中，它制造出了所有的常见元素，这些元素组成了地球上99%的物质。

恒星的向心聚爆只会形成最初的26种元素。

人类历史上挖掘出来的所有黄金只能填满三个奥运会规格大小的游泳池。

当冲击波与恒星外层相撞，就产生了宇宙中最高的温度——1000亿度。

超新星是宇宙中最为强力的爆炸。

在每个星系中，平均每100年才出现1颗超新星。

地球上的第一个氨基酸，这个生命最为基本的组成元件，也许是在太空深处形成，然后由陨石带到地球。


03-------------------

引力是最基本的自然力量，它建立起我们所见到的一切，它创造了形状和秩序，它的鬼斧神工在宇宙中比比皆是。

仅仅通过下落，我就挣脱了引力的束缚。如果你能理解这一点，你便能理解引力。

地球的质量使它能够产生地心引力。引力十分强烈，足以改变整颗行星的面貌。

银河系和仙女星系将在30亿年后融为一体。

引力是世上最微弱的自然力。

引力和质量成正比。星球的质量越大，其引力就越强。

当中子星旋转时，质子的喷发物以近乎光速的速度从两极点冲出。

如果宇宙中的物质都由原子组成，而原子本身所占的99.9999%的空间却是空无一物的，那么宇宙的大部分其实皆是虚无。

引力并非如同一个巨大的磁铁一样把我们向地球中心吸。在某种意义上，引力根本就不是一种力。

引力是恒星、行星及星系对其周围空间所产生的影响。

根据爱因斯坦的理论，太空并非空无一物，而是一个被称作时空的结构。这种结构会被行星、恒星和星系的巨大质量所扭曲。

宇宙中的所有物质都在扭曲宇宙，是构成宇宙自身的物质扭曲了空间。

黑洞是时空扭曲最极端的例子。

在我们所知的宇宙范围内，黑洞或许就是最凶险的地方了。

越靠近黑洞，空间被吸入的速度就越快。在叫做“视界线”的特殊位置，空间以光速被黑洞吞噬。

一旦你进入了黑洞中心，我们的物理定律将全部失效，空间和时间将被无限扭曲，而黑洞中心将变得无限致密，那里被称为“奇点”。

引力是宇宙万物最伟大的创造者和建设者，因为它是茫茫宇宙中唯一一个可以横跨浩瀚的宇宙空间、聚万千物质于一体、生卫星、辟恒星、创星系的力。
但引力同时也是毁灭者，对于宇宙中绝大多数大质量物体，质量巨大的恒星以及星系的中心，引力最终会压碎物质，使其消失殆尽。

爱因斯坦的引力理论并非完美，它还不是描述宇宙结构和形状的终极版本。


04-------------------

通过光，我们得以放眼整部宇宙史。

我们不再为太阳建神庙，取而代之，我们建造机器，它们使我们能够更深入地了解宇宙。

宇宙中万物都有速度限制，即使是无形的声波和光波。而这些速度限制才是真正的物理障碍。

光每秒传播299792458米。

光速是宇宙的极限速度。正是光将时间和空间编织成一个整体。

由于光的传播速度有限，所以光年不只是个距离尺度，还是一个时间尺度。

我们看到的太阳其实是8分钟前的太阳。

当达到观测宇宙可视范围的边际时，哈勃望远镜看到边际的每个星系都发着红光。
当光从遥远的恒星或星系发射出来后，它的波长并不一定保持不变，它可以被压缩，也可以被拉伸。当光被拉伸时，它的波长就会变长，向光谱的红端靠近，变成红光。

可见光只是宇宙所有光中的很小一部分，在可见光之外，我们的世界被不可见光照耀着。

热量只不过是光的一种形式，它事实上就是红外线。

当我们在调收音机时，我们是在收听光的另一种形式——无线电波。

我们看不见远古的光，是因为随着宇宙的膨胀，光波被拉长，从而变成无线电波和微波。
这第一束光被称为“宇宙微波背景”，简称“CMB”，它充斥着宇宙的每一个角落。

正是眼睛的出现引发了寒武纪的进化大爆炸。

皮卡虫可能是我们已知的最早的祖先。

了解宇宙的过程就像一部侦探小说，而细碎的证据通过穿越了无垠宇宙的光线传递给我们。