与霍金一起了解宇宙

第一集：时间旅行

知识点：

穿越到过去是不可能的。因为：

1、祖父悖论。

2、反馈（feedback）效应会把回到过去的虫洞给摧毁。本片用音箱的声音反馈来类比。音箱的反馈很好理解，因为音箱本身就是个放大器，但是本片并没有详说反馈是如何形成回路把虫洞摧毁的。我自己思考了一下，回路应该是这样的：未来的辐射通过虫洞到达过去，然后随着时间的自然流逝，辐射到了未来，然后在未来又通过虫洞回到过去，这样就形成了回路。如果所有到达过去的辐射都通过虫洞再回到过去（没有损耗），并且未来的时间点再加入其它的辐射，那么这个回路中的能量就会越来越大，最终把虫洞摧毁。

时间旅行到未来是可能的。有这样几种方法：

1、在大质量的物体周围时间会变慢。这在电影《星际穿越》中就有体现。

2、接近光速的物体时间会变慢。这在刘慈欣的小说《三体》中也有体现。

另外，霍金在本片中说微观存在虫洞可以回到过去。这种说法我在别处从没听到过，也无法理解。我后来在网上查了下，这种说法好像是激进的假说，把量子纠缠理解成虫洞。

第二集：外星人

银河系有1500～4000亿颗恒星，而宇宙中有上千亿个星系。我们地球只是银河系中太阳系的恒星。在如此大的数量级上，外星人的存在从概率上来说，是很正常的事情。

地球生命的起源，一种学说认为地球自发形成，一种学说叫做“有生源说”，认为是小行星带来的。

太阳系有可能有生命的地方：火星、木卫二。

类似地球的行星或者秘密的海洋（比如木卫二）并非生命存在形式的唯一可能。比如： 1、外星生物可能依赖氮气而不是水。在地球上氮气是一种气体，但是在温度非常低的时候，它就能以液态形式存在。 2、外星生物可能是硅基生物而不是碳基生物。 3、许多行星是巨大的气体行星，比如太阳系的木星和土星。或许会有外星人是由气体组成的。 如果这些极端情况成立，那么所有行星上都可能会有生命的存在，而不需要在恒星周围一小圈温度适宜的区域。

1977年8月16号，美国俄亥俄州一台无线电望远镜捕捉到的WOW信号。后来再也没捕捉到类似信号。（怎么感觉这一段是在演《三体》呢？年代也差不多？刘慈欣是以此为灵感创作的吗？）

人类已经掌握了控制自身进化的技术，发达的外星人可能已经达到类似永生的水平了。他们或许百万年前就达到这种水平了。他们也可能能够从一整个恒星中获得能量，比如，他们可以在太空中安置无数面镜子，环绕整个太阳，将其能量汇集到一处。如此惊人的能量也许能够改变时空结构，形成一个虫洞（空间通道），能让外星人瞬间穿越漫长的距离。如果这些外星人来到地球，那么可能将类似于哥伦布初次到达美洲。

第三集：一切的故事

所有的星系看上去都是红色的，由多普勒效应，得知宇宙在膨胀。引出宇宙大爆炸理论。宇宙产生后的早期阶段，万有引力发挥了很大的作用。氢气团由万有引力产生恒星，恒星又因为核聚变产生各种元素。在恒星的核聚变过程中，到了铁元素之后就终止，因为铁的聚变是吸收能量而不是放出能量。恒星中心越来越密，温度越来越高，甚至超过我们的太阳中心的一百多倍，这颗恒星就会塌陷并爆炸，这就是所谓的超新星爆炸——一颗恒星的灭亡。这时会产生巨大的冲击波，这种冲击波使得铁元素进一步聚合，在爆炸中的恒星内部进一步产生重元素比如金、铂、铅等。这一过程产生了我们周围的所有元素，就连我们身体里的物质也都是由恒星里的物质构成。

宇宙形成的3亿年后，早期的恒星开始形成星系。我们的银河系被认为是古老的星系之一，早在130亿年前就开始聚集。银河系中间就有一颗黑洞。黑洞在星系的形成过程中起到重要的作用，黑洞还能让我们一瞥宇宙可能的灭亡方式。当一颗20倍太阳质量的恒星灭亡时，黑洞就产生了。恒星的外围在超新星爆炸中向外扩散，但是恒星的中心不断收缩并最终形成一个奇点。当地球被压缩到一颗豌豆大小时，就会形成黑洞。黑洞越小，辐射越强。

超新星爆炸后形成星云，星云中的物质由于万有引力形成我们的岩态行星——地球。我们现在的太阳也在这个星云中产生。太阳形成时的能量辐射将周围的小行星赶到太阳系的周围。

宇宙是危险的。即使我们的地球也不能永远充当我们的庇护所，比如漂移的大陆板块在向南极靠近，没人知道将来地球是否还适合居住。太阳系周围的小行星也可能会对地球造成危险。有的小行星长达十余英里，大小堪比曼哈顿，每1亿年左右，就有一颗这样大小的小行星撞上地球。最近的一次撞击发生在65 million年之前，这很可能就是恐龙灭绝的原因。

我们人类自己就可能将自己毁灭，比如用核武器。10万年之后，我们发生核战争的几率将达到十分之一。

超新星爆发的伽马辐射也可能将人类毁灭。

太阳最终也会膨胀到吞噬地球，所以寻找外星家园是人类必经之路。霍金和许多宇宙学家认为，找出一种在太空中远距离航行的方法，是让人类在宇宙中幸存的关键。

现在我们还不理解暗物质是什么，也没能完全理解大爆炸。如果了解了这些，或许我们就能知道宇宙终结是什么样子。

无法回到过去，可以去到未来，实际上自己的时间没有增加，只是相对其它物体慢。所以还是要珍惜宝贵的时间，在基因工程发展到让人永生之前。 越接近质量大的物体，时间越慢：于是高度越高，离地球越远，时间越快。 接近的物体质量越大，时间越慢：银河系中心的黑洞质量大(相当于400万个太阳)，被自身重力挤压成一个点，接近它会被万有引力吸进去(光也不例外)，是一个天然的时间机器。 越接近光速，时间越慢，此法将来可行。 大爆炸宇宙论： 宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的，物质与反物质相遇时互相毁灭释放能量闪光，大约十亿分之一的物质微粒幸存下来，构成了如今的宇宙。 大爆炸之后宇宙只是一团气体(主要是氢气)，之后200亿年万有引力将气体集中起来，产生了最初结构。 氢气不断压缩升温至临界的一千万度，核聚变开始，氢气聚合生成一种更重的物质(氦)，由于撞击和摩擦一些物质转变为纯粹的能量，第一颗恒星爆发出蓝色光芒，随后如雨后春笋。 氦比氢略重于是沉入恒星中心，继续聚变生成碳，产生更大的能量，该过程持续循环使得恒星像一颗洋葱，距离中心越近，元素质量越重，最后是铁。 铁在聚合时不释放能量，于是燃烧停止，万有引力使内核越来越紧密直到温度升至太阳的100余倍，恒星塌陷爆炸(超新星爆炸)，重金属由铁元素生成于爆炸中。 当一颗超大恒星开始灭亡时，没有力量能阻止沉重的内核不断向内坍塌，体积越来越小、温度越来越高、密度越来越大，外层在超新星爆炸中解体，内核不断坍缩变成一个点，形成引力势阱，黑洞诞生(黑洞越小 辐射越强)。 银河系大约包含两千亿颗恒星，太阳系位于以黑洞为中心的银河系半径2/3处，地球以星尘和碎片为材料由万有引力组建而成。 大爆炸有可能源于暗物质，如果暗物质逐渐变弱，万有引力占据上风，空间大收缩，所有物质被一个黑洞吞噬，整个宇宙变回大爆炸前的一个小点；或者更有可能暗物质使宇宙永远膨胀下去，最后宇宙变得冰冷漆黑，一切都会相距甚远以至万有引力都起不到作用。

1.外星人是存在的，但可能不是那种绿色的小矮人hhhh. 2.现如今对于外星人最强力的证明是1977年俄亥俄州the Big Ear收到的wow信号。 3.关于时间旅行的设想——①放大四维空间视野中三维空间的缝隙（时间的缝隙）破折号嘻嘻嘻虫洞。 然而时间旅行者的趴体无人来参加以及谬论（时间穿越到以前射杀自己那么是谁杀了自己）证明这种机器违反了时间宇宙的基本法则，使得结果早于原因的发生甚至影响原因的发生。如果这样也能成立，那么将没有人可以阻止宇宙重回混沌。因此宇宙必然会有机制进行阻止。而在这个例子中，虫洞就是问题所在。所以宇宙中某种反馈机制会阻止虫洞的形成。当可供时空穿越的虫洞打开的瞬间，自然界的辐射会进入其中并形成回路，这种反馈会阻止这样被打开虫洞的形成。 总结，虽然微型虫洞存在，也有一天可能被放大，但也不可能持续足够的时间变成时光机器。 由此，也说明所有穿越到过去的操作也都是不可能的。 但霍金相信穿越到未来的时空旅行。 还是老理论，爱因斯坦发现，有的地方可以使时间慢下来，而有的地方可以使时间快起来。 在人马座的中心，距离我们1600光年的地方的超级黑洞，有着400万个太阳的质量，由于自身重力压缩成一点。越靠近黑洞重力越强，甚至连光都逃不掉，以至于形成一个五千万英里的黑球体。它就是一个自然形成的时空机器。如果飞船贴着它飞行而不下坠，对于地球上的物体来说，飞船上的时间会慢下来，那么飞船上的人们就可以进行时间旅行。 另一种方法就是利用光速。没有速度可以超过光速是宇宙的基本法则。设想一台光速列车，当列车无限接近极限速度（每秒地球七圈）时，列车上的时间流逝速度相比于地球其他地区速度将会变慢，因为要避免系统（？）速度超过上限。所以最后，旅客们用了一个星期就来到了100年以后的世界。而用光速飞船，人们去往宇宙的尽头，可能只需要飞船内的80年。 4.宇宙的基本原理——没有什么是完美的。 5.没有”不完美”就没有你和我的存在。

哇所以，最宏观和最微观的地方，有着最神奇的秘密。