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「封面」｜宇宙微波背景辐射 本篇预计阅读时长 7min，难度 🌟 大家好，我是科学羊🐑。这里是物理学第11季第12篇，这篇我们聊聊宇宙学！ 曾经我一直写关于物理学的知识，然后有人问我 ，写这些有什么用呢？又不能当饭吃。 我说，也许是一种价值观吧！让大家知道，生活除了工作，还有大到宇宙之外的快乐。 所以，你觉得，天体物理学，了解宇宙是怎么回事，对我们普通人的生活有什么用处吗？ 严谨来说，这是一个既深奥又直观的问题。
尼尔·德格拉斯·泰森（Neil deGrasse Tyson） 著名天体物理学家尼尔·德格拉斯·泰森曾经提出“宇宙学视角”的概念，让我们从一个更宏观的角度来看待这个世界。 所谓视角，就是我们看问题的方式和角度。不同的视角赋予我们不同的自由度，让我们跳出固有的思维框架，从而看清事物的本质。 当一群人计划出游时，艺术家的视角会关注旅途中的美景，教育家的视角则会考虑如何从旅途中获得最多的知识，工程师的视角则会专注于路线的合理规划。 多一个视角，便多一份自由，能够避免将自己局限在单一的情境中。 那么，宇宙学视角究竟意味着什么？它最根本的一点在于，它提醒我们，这个世界并不是因为我们而存在的。 01 类地行星：我们的家园并不独特 地球在太阳系中占据了一个绝佳的位置，适宜生命的存在。 要成为一颗适合生命的行星，必须具备液态水，这意味着温度不能过高或过低，行星轨道也不能离恒星太近或太远。 幸运的是，地球正好处在这样一个适宜的轨道上，并且轨道几乎呈圆形，这让四季温差相对平稳。 如果地球轨道是椭圆形的，那么温差将会大得多，生命的生存环境也会更加严峻。除此之外，地球的大小和密度也恰到好处。 如果地球太大，过高的重力会限制大型生物的出现；如果太小，物质的吸引力不足，也无法支撑复杂生命的诞生。 像地球这样得天独厚的行星，被天文学家称为“类地行星”。 那么，宇宙中有多少颗类地行星呢？ 答案是：非常多。 尽管观测太阳系以外的行星极为困难，因为行星的亮度相对于恒星来说实在太微弱，但天文学家仍然找到了办法。 通过观测恒星的微小光变，科学家们可以推测出行星的存在。当行星经过恒星前方时，它会遮挡部分恒星的光线，从而导致恒星的亮度略微减弱。 尽管这种减弱非常微小，例如当地球遮挡太阳时，太阳的亮度只会降低一万分之一，但科学家们依然能够捕捉到这微弱的信号。 2009年，美国国家航空航天局（NASA）发射了“开普勒”太空望远镜，专门用于寻找太阳系以外的行星。 迄今为止，开普勒已经发现了数千颗系外行星，其中有几颗与地球非常相似的“类地行星”。 仅仅是在银河系中，天文学家估计就存在至少四百亿颗类地行星。这一数量足以为每一个曾经生活在地球上的人分配一颗。 尽管如此，生命的诞生是一个极为复杂且偶然的过程，因此这四百亿颗类地行星上并不一定都存在生命。 然而，这并不妨碍我们从宇宙学视角来看待问题。这个宇宙中，可能存在着无数的生命，只是它们距离我们太过遥远，彼此之间无法交流。 太阳系中的地球确实非常特殊，人类的出现也尤为珍贵，但放眼整个宇宙，甚至仅仅是银河系，我们的特殊性也许就没那么显著了。 换句话说，这个宇宙不太可能是专门为我们而存在的。 02 宇宙的连接：我们与星辰同源 泰森的观点很有启发性。 他并不认为宇宙的浩瀚让人类显得渺小，相反，他认为我们与宇宙是密切相连的。 我们身体中的每一个元素都来自星辰，甚至可以追溯到几十亿年前的恒星爆炸。 这种宇宙学视角让我们意识到，人类并不是地球的主宰，而是宇宙大家庭中的一员。 在生物学的视角下，我们会发现人类只是地球上众多生物之一。 论数量，地球上的细菌远远超过人类； 论基因差异，人类与黑猩猩的基因仅有几个百分点的不同。 如此微小的基因差异导致了巨大的智力差距，而如果真有某种外星生命在基因上比我们高级得多，那在他们眼中，人类又算得了什么？ 不仅如此，我们与宇宙中的一切都有着千丝万缕的联系。 我们喝的每一杯水、吸入的每一口空气，都可能与古代的伟人们共享过同样的分子。 这些分子或许曾在苏格拉底、成吉思汗、拿破仑的身体里存在过。 我们身体里的氢、氧、碳、氮等元素，遍布整个宇宙，这些元素的源头可能来自于距离我们数十亿光年之外的恒星。 甚至可以说，我们的生命并不一定起源于地球。 现代科学的一个假设认为，地球上的生命可能来自火星。在太阳系早期，火星上很可能存在液态水，并可能孕育了生命。 而随着时间的推移，某颗小行星撞击火星，溅起的尘埃带着微生物飘向太空，并最终落到地球上。 也许，我们本质上都是“火星人”。 03 谦卑与探索：面对无穷未知 宇宙学视角还带来了一种谦卑感。 我们常常因为自己在某个领域的成功而感到骄傲，仿佛整个世界都在围绕我们转动。 然而，当我们站在宇宙的尺度上来看自己时，那种自以为是显得如此荒唐。我们或许是某个省的高考状元，但在更大的范围内，我们只是普通的个体。
泰森提出的宇宙学视角并非仅仅为了让我们感到渺小，而是提醒我们以更加开放的心态面对世界。 探索宇宙，不仅能让我们了解更多未知，也能让我们保持谦卑。因为，宇宙并没有义务让我们理解它，它仍然充满了未知。 最后，我们不得不提到那张著名的“暗淡蓝点”照片。
1990年，“旅行者1号”探测器在距离地球60亿公里的地方拍下了这张照片。 照片中的地球不过是阳光下的一粒微尘，却承载着所有曾经存在、正在存在、以及将要存在的一切。 正如泰森的老师卡尔·萨根所说：“在这个小点上，每个你爱的人、每个你认识的人、每个你曾经听过的人，以及每个曾经存在的人，都在那里过完一生。” 这张照片提醒我们，不论我们如何自大，宇宙的广袤与我们渺小的存在之间形成了强烈的对比。 宇宙学视角让我们认识到，我们并非宇宙的中心，但也正因为如此，我们与宇宙的每一部分都有着紧密的联系。 我们不是孤立的个体，而是宇宙这个巨大系统中的一部分。 在人类未来的探索道路上，宇宙学视角将继续引领我们。它不仅帮助我们更好地理解宇宙，也让我们更好地认识自己。 宇宙是如此之大，而我们则在其中寻找到属于自己的位置。这种探索的过程，让我们在宇宙的浩瀚中找到谦卑和自由。 好，今天就先这样啦～ 科学羊🐏 2024/08/14 祝幸福~ |
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