宇宙就是这样
过去是这样
以后还是这样
跟我来
30多年前
天文学家卡尔•萨根站在这里
1980年 卡尔•萨根在PBS拍摄了纪录片《卡尔•萨根的宇宙》 其纪录片在超过60个国家播出 影响着全世界超过五亿人口
带领全世界数亿人
进行了一场历险
用科学去探索宇宙的奥秘
是时候再次探险了
这场即将开始的旅行会向我们展示
从最微小的到无穷大的
从时间的开始到遥远的未来
我们会探索不同的世界和星系
在时间和空间的组合中畅游
接触生活在火中和冰中的生物
探索永恒不灭的星系
了解和恒星一样大的原子
还有比原子还小的宇宙
这也是关于人类的故事
这也是先人们对星空研究的史诗长篇
众多英雄共同谱写的史诗
我们需要想象力来完成这次历险
但仅靠想象力是不够的
因为大自然的真实样子是超乎想象的神奇
使这次的历险因为几代研究人员的努力成为可能
他们严格地坚持一套简单的规则
以试验和观察结果检验观点
以通过检验的观点为基础
摒弃未通过检验的
用证据说话
并对一切存疑
接受这些规则
这就是你的宇宙
跟我来吧
原字幕取自射手 由HDWinG字幕组修正 请勿去掉制作者信息
宇宙大探索 第一集
在这艘想象之舟中
不受空间和时间的限制
我们可以去任何地方
如果你想知道我们身处太空何处
只要看向窗外
以时间来说 过去就在我们脚下
这就是地球2.5亿年前的样子
抬头 就可以看到未来的样子
这就是2.5亿年后可能的样子
如果我们要尝试
在极度广阔的宇宙中联系
我们需要知道自己的宇宙地址
这就是我们地址的第一行
地球
我们现在离开地球 这个我们仅有的家园
向更加宽广的宇宙进发
我们最近的邻居 月球 没有大气层
没有海洋 没有生命
只有天体撞击的伤痕
我们的地球为我们提供了风和浪
为地球表面一切的生物提供能量
从水星开始
整个太阳系都被太阳的引力场所包围
直到云层覆盖的金星
失控的温室效应把它变成一座炼狱
火星
表面积和地球相近
一条岩石似的小行星带
在火星和木星的轨道间围绕太阳运行
木星被四个大卫星和几十个小卫星环绕
木星好像拥有自己的太阳系一般
它的质量超过所有其它行星的总和
木星的大红斑
它是一个比地球大3倍的古老风暴
已经存在了几百年之久
土星宛如太阳系中皇冠上的明珠
被无数运行轨道和缓慢翻滚的雪球所环绕
每个雪球的体积相当于一个小月亮
天王星
还有海王星
这颗古人未知的最偏远的行星
直到望远镜发明后才被发现
在这最偏远的行星之外
还有成千上万的冰冻世界
冥王星就是其中一个
在我们所有的航天器中
这是离家最远的一个
旅行者1号
于1977年9月5日发射 截止到2012年6月仍然正常运作 它是有史以来距离地球最远的人造飞行器
她承载着我们发向未来的信息
历经36年的旅行 离地球约187亿公里 是第一个离开太阳系的人造飞行器
关于我们是谁
旅行者1号上携带了一张铜质磁盘唱片 内容包括用55种人类语言录制的问候语和各类音乐 旨在向「外星人」表达人类的问候
我们的体会
55种人类语言中包括了四种中国的语言:粤语 国语 闽南语 吴语 问候语为：「行星地球的孩子（向你们）问好」
以及我们创作的音乐
浩瀚宇宙海洋中
更深层的水流里
也存在着数不尽的世界
从这里看 太阳好像和其它星星并无两样
但它的引力场依然影响着
数万亿的冰冻彗星
还有太阳系中那些形成于大约50亿年前的
其它所有组成部分
我们称之为 奥尔特云
以前从没有人见过 也不可能见过
因为这些天体
与它最近的邻居之间的距离
和地球与土星的距离差不多 (12-16亿公里）
这个包含太阳系的巨大彗星云团
就是我们宇宙地址的第二行
地球 太阳系
我们有能力探测其它星系的行星
也就是最近几十年的事情
但是我们已经知道行星的数量是很多的
比恒星的数量要多得多
几乎所有的行星都和地球很不一样
不适合生物生存
但是我们对于生物又有多少了解呢？
目前我们只接触过一种
地球生物
看到什么了吗？
只是空荡荡的太空 对吗
人类的眼睛只能看到宇宙中的一丝光亮
但是科技让我们可以看到肉眼无法看到的
夜视镜可以让我们看见红外线
向黑暗中发射一个红外感应器
流浪行星
不绕恒星公转的行星
我们的银河中有数十亿颗游荡在永恒的黑夜中
在他们原本的星系诞生时的混乱中
他们像孤儿一样失去了恒星母亲
流浪行星有着熔岩般的内核
但表面却被严寒覆盖
在这些极端区域的中间
也许存在着大洋般的液态水
谁又能知道水中生活着什么东西呢
这是银河的红外线显示图
每个小点 不仅仅是那些明亮的
都是一颗恒星
这里有多少颗恒星
有多少不同的世界呢
又有多少不同的生命存在的方式
我们又身处图片中的何处呢
看到那条螺旋臂了吗
地球 太阳系 银河系
我们就在那里
距离中心3万光年
银河系
我们宇宙地址的下一行
我们现在离家十万光年
光波 存在的速度最快的东西
要花10万年才能从地球到达我们这里
这是僊女座螺旋星系
银河系的隔壁邻居
我们将这两大星系
和一些较小的星系称为
本星系群
地球 太阳系 银河系 本星系群
室女座超星系团
从这里已经看不到银河系了
它只是室女座超星系团中的几千份之一
以这个比例来说
我们所看到的 哪怕是最小的点
都是一个星系
每个星系包含几十亿颗恒星
和数不清的行星世界
然而 整个室女座超星系团
只是我们宇宙的一个极小组成部分
这是我们已知的最大范围的宇宙
一张由数以千亿的星系组成的大网
也是我们宇宙地址的最后一行
截止目前
地球 太阳系 银河系 本星系群 室女座超星系团 可观测宇宙
什么意思
即使我们在想象之舟中
在时空中所能看到的也是有限的
这是我们的宇宙水平线
一部分的宇宙处于水平线之下
离我们实在太遥远了
在仅有的时间里
在宇宙138亿年的历史中
光线还来不及传递过来
很多人猜测 所有的这一切
所有的行星 恒星 星系 星团
我们的可观测宇宙中的一切
只是其它宇宙中的沧海一粟
多重宇宙论
宇宙之上的宇宙
没有尽头的世界
感觉很渺小吗
相对宇宙来说 我们确实很渺小
我们或许只是生活在这浩瀚宇宙中
漂浮的灰尘粒上的小不点
但我们并不坐井观天
现在的宇宙论诞生并不久远
仅仅400年前 我们尚未认识
自身世界以外的宇宙
那时没有望远镜
只能看到我们肉眼可见的部分
在1599年
所有人都认为太阳 行球 星星
只是环绕地球的亮光
而我们是宇宙的中心
由上帝为我们创造的宇宙
当时全世界只有一个人
想象着一个无尽的浩瀚宇宙
他是怎么度过他的1600年除夕？
当然是在监狱里
生命中总有那么一天
我们发现自己并不是宇宙的中心
我们以外还有更广大的世界
这是我们成长所需经历的一部分
因为每个人都会经历到这段过程
我们的文明也在16世纪
也经历着这样的成长
想象一下望远镜问世之前
我们只能靠肉眼观察这个宇宙
很显然地球是静止不动的
天空中的一切
太阳 月亮 星星 星球
都围绕着我们运行 然后
一位名叫哥白尼的波兰天文学家兼牧师
提出一个地球并非中心的激进假想
地球只是和其它星星一样的行星绕着太阳旋转
很多人 例如宗教改革发起人马丁•路德
认为这是在对圣经的可耻侮辱
他们震怒了
但是另一个人却认为哥白尼说的不全面
他叫焦尔达诺•布鲁诺
他生性反叛
他渴望打破这狭隘宇宙的枷锁
在那不勒斯做道明会的修道士时
他就与这个世界格格不入
当时在意大利没有思想的自由
但是布鲁诺渴望了解
关于上帝创世的一切
他阅读了被教廷禁止的书籍
从此踏上了不归路
这些书籍中
有一本的作者是1500年前的古罗马人
物性论 - 卢克•莱修
向他描述了一个更广阔的宇宙
广阔的犹如他的上帝一般
卢克莱修让他的读者
想象站在宇宙的边缘
向外射出一支箭
如果箭继续前进 那么很明显
宇宙继续向所谓的边缘以外延伸
但是如果箭不继续前进
比方说 撞在一堵墙上
那么墙必然是处在所谓的边缘之外
那么如果你站在这堵墙上向外射箭
也只有这相同的两个结果
要么是飞入无尽的太空
要么是撞在某个障碍物上
然后你又可以站在上面射出另一支箭
无论如何 宇宙是没有界限的
宇宙必然是无尽的
布鲁诺深以为然
他崇拜的上帝是全能的
所以他断定 上帝创造的宇宙怎会不是无穷
那是他的最后一份稳定工作
后来 当他30岁时
他的一个幻觉从此改变他的一生
在这个梦中 他认识到了
一个包含在一群行星中的世界
就是他那个时代的宇宙
他感到一阵不舒服的害怕
就像脚下的一切
正向下坠落
但是他鼓起了勇气
我展开自信的翅膀飞向太空
向上高飞至无尽的天空
将一切的压力抛在身后
这里没有上 没有下 没有边界
没有中心
我看见太阳和其它星星一样
还有其它被行星伴随着的恒星
就像我们的太阳
这巨大的启示对他就如同坠入爱河
布鲁诺变成了一个传教士
他在欧洲各地宣扬他的宇宙无限论
他以为其它上帝的追随者会同样接受
这个对于创世的伟大且荣耀的观点
我是不是太傻了
在他的祖国 他被罗马天主教会开除教籍
他不仅被瑞士加尔文长老会驱逐出境
还被德国的路德教派驱逐出境
布鲁诺接受了一份邀请到英国牛津大学讲课
他认为这是一个机会
可以与他类似的人分享他的观点
我来介绍一个对于宇宙的崭新看法
哥白尼是对的
我们的世界并不是宇宙的中心
地球绕着太阳旋转
它和其它行星一样
但哥白尼只是曙光
而我为你们带来日出
那些星星和我们炙热的太阳一样
由和地球一样的天体组成
他们也有自己的含水的地球
上面有着和我们一样高贵的动物植物
你是疯了还是太蠢
众所周知只有一个世界
那是错误的
我们全能的上帝创造了一个无边无际的宇宙
其中包含了无数的星球
你们那的人没读过亚里士多德的书吗
或者是圣经吗
我请求你摒弃老旧和传统的信仰和权威
让我们重新认识
质疑我们以为
-已经被证实的一切 -异端者!
异教徒
你们信仰的上帝太小了
明智的人本应该从中吸取了教训
可惜布鲁诺并不是那个人
他不停的宣扬自己观点
尽管这会带来沉痛的代价
在他的那个时代 代价是如此的残酷
无情和更严厉的惩罚
焦尔达诺•布鲁诺生活的那个时代
没有政教分离
没有言论自由神圣不可侵犯
表达与传统信仰相悖的观点
会带来极大的麻烦
布鲁诺不顾一切地回到了意大利
也许是想家了
可是他必须知道
他的祖国对他来说
是最危险的国家
由罗马天主教会管辖的宗教法庭
被称为异端裁判所
它唯一职责就是审查和折磨
与教会持有不同声音和观点的人
布鲁诺很快就被
思想警察抓获
这位信奉无限宇宙的流浪者
在八年的监狱生涯中饱受煎熬
尽管受尽残酷的审讯
他依然不愿放弃他的观点
为什么教会要花
如此长的时间来折磨布鲁诺
他们在害怕什么
如果布鲁诺是对的 那么这些圣典
还有教会的权威
都将会受到质疑
最终 异端裁判所的红衣主教们
做出了他们的判决
你有罪
你质疑圣父圣子圣灵三位一体
你质疑耶稣基督的神威
你相信上帝的怒火不会永远
所有人都会被宽恕
你断言其它世界存在的主张
你写的所有书
都会在圣彼得广场前焚毁
尊敬的大人 8年的监禁
给了我很多时间去反省
然后呢
你要放弃你的主张吗
我对造物主的爱和崇敬
激发我对全能的上帝的认识
如果你拒不忏悔的话
你会被移交到罗马总督
予以执行相应的惩罚
可能你宣布这个判决时的恐惧
比我听到判决的时候更厉害
布鲁诺殉难的10年后
伽利略通过望远镜
发现布鲁诺的学说确实没错
银河系是由肉眼看不到的无数恒星组成
天空中的某些光亮其实是其它的行星
布鲁诺不是科学家
他只是侥幸猜中了
因为没有证据支持他
就和其它猜想一样 也有可能不对
但是这个观点一旦散播出去
它就给了其它人一个方向
哪怕只是为了反驳
布鲁诺大致理解了太空的浩瀚无垠
但他对于时间的惊人无际没有丝毫概念
寿命很少超过一个世纪的普通人
怎么可能去理解宇宙的历史
就像浩瀚宽阔的时间长河
宇宙诞生于138亿年前
为了更好地想象宇宙的历史
我们把它压缩成12个月的年历
年历上的1月1号是宇宙诞生的日子
年历上包含了从那以后经历的所有时间
一直到现在
在这个年历上的12月31号午夜
按照这个比例 每个月代表10亿年
每天代表将就4千万年
让我们尽可能地回到过去
回到宇宙最开始的时刻
1月1号 宇宙大爆炸
目前而言这是我们所能看到最早的时间
整个宇宙形成于一个比原子还小的点
空间在密度极大温度极高的状态下爆炸
由此开始了宇宙的扩张
并诞生了所有的能量
还有已经产生的那些所有我们已知的事物
听上去很疯狂
但是我们有很强力的观测证据
来支持宇宙大爆炸理论
证据还有氦元素在宇宙中的比例
以及爆炸残留的发光无线电频谱
爆炸后宇宙开始冷却
其间有2亿年左右的黑暗
万有引力将气体集聚并且加热
直到第一批恒星发出亮光
相当于1月10号
1月13号 这些恒星开始结合
形成第一批小星系
这些星系融合成更大的星系
包括我们的银河系
产生于110亿年左右
就是宇宙年历上的3月15号
数千亿的恒星中
哪个是我们的太阳
此时尚未诞生
它将从其它恒星的灰烬中产生
看到这些犹如闪光灯般的亮光吗
它们都是超新星
一颗超大恒星的耀眼爆炸
恒星消亡和诞生的地方
我们称为星星苗圃
又称分子云
他们像雨滴般
从巨大的气态和灰尘云中凝结
他们温度高的可以把原子中的原子核
融合在一起
从而产生了我们呼吸的氧气 肌肉中的碳元素
骨头中的钙元素 血中的铁元素
所有的这一切都产生于
从此消亡的恒星炙热的内心
你 我 所有人
我们都是由星辰物质组成
星辰物质被不断循环和浓缩
一遍又一遍
经过几代恒星的诞生消亡
离我们的太阳诞生还有多久
很长时间
我们太阳的第一次发光
还要再等60亿年
太阳的生日是8月31号
在这个宇宙年历上
45亿年前
就像太阳系中其它行星
地球在一堆气体和灰尘中产生
绕着新生的太阳运行
反复的碰撞产生了一个发光的球状碎片
看到那个小行星了吗
不是那个
那边的那个
我们的存在归功于它旁边的引力
把它轻轻向左推了一英吋
一英吋有很大的区别吗
按照太阳系的比例来说
稍等 你马上就能看到
在最初的10亿年里
地球饱受摧残
任由轨道上的碎片撞击和融合
直到他们形成了我们的月亮
月亮是那个暴力纪元的纪念品
如果你站在远古地球的表面
月亮会看上去比现在亮100倍
那时月亮离我们近10倍
被比现在更强大的引力场吸引着
地球冷却下来 海洋形成了
海浪比现在高1000倍
经过极漫长的时间 潮汐的摩擦力
将月球推远
生命差不多在这个时候诞生
9月21号
在地球上的35亿年前
我们依然不知道生命如何起源
我们只是知道
有可能是来自银河系的其它地方
生命的起源
是最伟大的未知科学奇迹之一
生命的演变
一切生物化学的进化
充满了无与伦比的复杂活动
到了11月9号 生命开始呼吸 移动
进食和对周遭环境作出反应
多亏了这些有开拓性的微生物
没错 就是这些不起眼的家伙
他们还发明了繁殖
12月17号 很特别的一天
海洋中生命的发展开始腾飞
形形色色的大型植物和动物
爆炸式地发展
提塔利克鱼是最早冒险登陆的动物之一
感觉肯定像是造访另一个星球
森林 恐龙
鸟类 昆虫
都在12月的最后一周进化而来
第一朵花
在12月28号 盛开
随着古森林的成长死亡
并被深埋进地下
他们的残骸形成了煤
3亿年后
人类燃烧这些煤来推动文明的发展
同时也使我们的文明陷入危机
还记得那颗在太阳系形成时的
小行星吗
那颗被轻轻推动的小行星
它来了
宇宙年历上的12月30号 早晨6点24分
在1亿年的时间里
恐龙曾是这个地球的统治者
当我们的祖先 小型哺乳动物
战战兢兢地在地面爬来爬去的时候
这颗小行星改变了一切
假如它没有被推动
它会完全和地球擦肩而过
恐龙恐怕依然存在
但我们不会
这是极端突发状况的好例子
生存的偶然性
宇宙已经诞生超过135亿年
人类仍未出现
在这个年历代表的时间长河中
人类在宇宙年历中的最后一天
最后一小时进化而来
11点59分46秒
全部有记载的历史发生在最后的14秒里
你听说过的所有人
存在于这个点的某个位置
那些国王 战役 迁徙 发明
战争和爱情 写在历史书中的一切
都发生在这宇宙年历中的最后几秒
但如果我们想要研究
宇宙年历中这段极短的时间
我们必须改变比例
我们是这个宇宙的新丁
我们的历史仅仅从宇宙年的最后一晚开始
现在是新年前夜的9点45分
350万年前
你我的祖先留下这些足迹
我们站了起来和他们区别开来
自从我们直立行走
我们的双眼不在迷恋地面
现在我们可以自由的探索奇迹
人类存在的大部分时间里
比方说最近的4万代人
我们曾是流浪者
猎人和采集者混住在一起
制作工具 生火
给事物起名字
都发生在宇宙年历的最后一个小时里
我们必须改变比例去继续探寻
最后一晚的最后一分钟
发生了什么
11点59分 11:59
以宇宙时间比例来说我们太太太年轻了
我们甚至还没开始画出第一张画
直到宇宙年历的最后60秒
只不过是3万年前
我们发明了天文学
事实上我们都是天文学家的后裔
我们的生存要依靠研究星星
用来预测冬天的到来
以及兽群的迁徙
然后大约1万年前
我们的生活方式迎来了变革
我们的祖先学会了如何改变周围环境
栽培植物 驯养动物
耕作土地 定居下来
这改变了一切
有史以来第一次
我们可以拥有超过我们负重能力的东西
我们需要把这些数量记录下来
午夜前的14秒
大约6千年前 我们发明了书写
随后不久我们就开始记录其它东西
不仅仅是粮食的数量
书写让我们保存我们的想法
并且跨越时间和空间的传播它们
泥板上的细小印记
成了我们征服有限的生命的手段
震撼了整个世界
摩西出生于7秒之前
释迦摩尼 6秒前
耶稣基督 5秒前
穆罕穆德 3秒前
不到2秒前 不论好坏
地球一边的人类发现了地球的另一边
仅仅在最后的一秒钟里
我们开始使用科学
去揭示大自然的秘密和规则
科学方法是如此的强大
只用了4个世纪的时间
就从伽利略第一次看向望远镜
到人类在月球上留下足迹
它让我们可以越过时间和空间
去观察我们在宇宙时空中的位置
我们有了了解宇宙本质的办法
卡尔•萨根30多年前带领我们进行了首次的宇宙航行
他不仅是20世纪最成功的
科学传播者
也是一位首屈一指的科学家
卡尔为我们了解行星
作出了极大的贡献
他正确地预测了木星的卫星 泰坦 土卫六上
有沼气湖的存在
他指出早期地球的大气层中
必然含有强大的温室气体
他首先推断出火星上的季节变化
是由沙尘暴引起
卡尔是一位
在探索地球以外智能生物领域的先驱
太空时代的最初40年里 每次主要的
太阳系探索航天任务 他都担任了重要的职务
但他做的 不仅仅只有这些
这是卡尔的一本1975年的记事日历
我那时在做什么
12月20日 奈尔•德葛拉司•泰森
我只是一个纽约的17岁男孩
梦想着可以成为科学家
世界上最著名的天文学家
邀请我去纽约州
和他共度一个周六
我记得那天下着雪
他来公车站接我
带我参观了他在康奈尔大学的实验室
卡尔从书桌后拿出这本书并在上面为我题字
《宇宙的联系》
"致 尼尔 未来的天文学家 "
卡尔"
结束后 他开车送我去公车站
雪下得更大了
他写下他的电话号码 家里的电话
写在一张小纸片上 然后跟我说 "如果公交车没有来
打电话给我 就在我家过夜"
我当时已经决定要当一名科学家
但是那天下午 我认识到
我要做他那样的人
他帮助了我 还有其它很多人
激励我们去学习 教授 研究科学
科学研究是一份需要合作的事业
持续几代人的时间
就如同一支火炬在老师与学生的手中传递
一群伟大的思想从远古贯穿
直至未来的星空
现在跟我来
我们的旅程才刚刚开始