最近在看纪录片 Through the Wormhole With Morgan Freeman 已看完两季。
对于一个久不接触物理，对天文宇宙有些许兴趣，却不甚了解的人来说，这部片子倒也还算通俗。每一集都有其中心话题，再通过众多科学家的论述及相关实验例证不同前沿观点，但不给出唯一的解答，当然，目前也没有确切的结论。对于宇宙的探索还在不停深入，也许终有一天会得到终极答案，也或许没有。大概在有生之年我也无法望见。人类之于宇宙何其渺小。影片里，那些科学家们，穷其数年数十年时间，探究各自领域里困扰人类已久的问题，这一份专注也让人佩服不已，于是偶尔会有一种想法闪出，如若早一些看到这样的片子，也许，我不会是现在的我了吧。对宇宙奥秘的追寻道路漫漫，于我而言，对天文的了解，才刚刚开始。
基本上，这部片子是比较容易理解的，一些陌生的理论和名词，通过浅显平白的语言、趣味的动画、生动的例子描述，并不会显得生涩。但也有少许部分有些晕乎乎，需要再查阅其他资料才能搞懂一些。另外，对科学家们的采访通常是选择在一个轻松的环境里，比如户外、教堂、餐厅、冲浪的海边、家里，当然还有实验室，有时会利用身边的物品对其观点或名词做讲解，有时会现场做一个实验……因此不会觉得是在刻板的说教，反倒能激起看官的好奇心。
边看节目的时候，我也做了一些摘录。并不那么完善，零零碎碎的。权当做个记录。现在再理一遍，也算加强记忆了。
【穿越虫洞 S01E01】http://www.tudou.com/programs/view/Xu0EIp5MdS8/Is There a Creater?
存在造物主吗？
现实中所有的力，是由四种基本的力量构成的，即重力、电磁力、弱相互作用力、强相互作用力。这四种力量的精确平衡，便构成了我们的宇宙。微微调整这四种力量组合的参数，宇宙，便不会是现在这样。
于是，有科学家认为，若非存在造物主，纯粹靠自然碰巧达到了四种力量的平衡，就如同掷骰子般，是难以实现的。
但，另一方研究者认为，假设多重宇宙的存在可以很好的解释这一现象。他们认为，不同的宇宙中的物理定律可能是不同的，而我们的宇宙，只是在无数个多重宇宙中巧合的一个，是无数种参数组合的其中之一。小概率事件，也是有可能发生的。
一些科学家正在致力于寻找一种适用于整个宇宙运行模式的数学定律。如今已经找到电磁力、弱相互作用力、强相互作用力所对应的粒子，但是，重力所对应的粒子，却一直隐匿不见。这是他们寻找宇宙统一数学定律的绊脚石。那么重力和其他作用力之间的代数组合是否存在呢？到底又是如何呢？这一点难倒了众多学者。如今，一位科学家的研究结果，可能，已经接近了事实的边缘。如果能证实他的“万有理论”的正确性，我们就能勾画出整个宇宙的蓝图。但也可能，这个理论完全错误。甚至，其实并不存在统一的定律。
另有一派学者认为，所谓的造物者，其实存在于我们的大脑。一位神经学家主持了一个实验，将被实验者置身于一个无声无光的密室里，并对其大脑进行某种电磁刺激，同时观察她的脑电波情况。实验结束后，根据被实验者的描述，在大脑受到刺激后，会产生出某种幻觉，比如看到某种生物的降临，或者类同火的燃烧之类鲜艳的画面。这种幻觉和许多伟大的宗教思想家声称的曾接收到的来自造物主的讯息十分类似。因此，造物主不是真实存在的，只是在某种刺激下，产生的幻觉。
另一种观点却是相反，即，造物主是真实的，而我们，是虚拟的。如果造物主是一个宇宙电脑程序员，那么我们和我们的宇宙，只是一个模拟器。未来几十年，当计算机运行速度达到，甚至超过人脑计算速度之后，这种假设是很可能成真的。
【穿越虫洞 S01E02】http://www.tudou.com/programs/view/twExaoEifoU.htmlThe Riddle of Black Holes
黑洞之谜
这一集，简要拎出一些关键词和关键句：
- 超新星爆炸与黑洞的产生
- 银河系中心可能存在黑洞
- 出双入对的黑洞共舞华尔兹
- 我们不能看见黑洞，但或许，能听到，听见两个黑洞彼此旋绕时发出的声响
- 一个小黑洞围绕一个大黑洞旋转的轨迹是三叶草的形状，这种轨迹，却同质量微小的粒子运动模式类似，例如原子里的质子和电子
- 爱因斯坦的相对论只适用于宏观物体
- 微观理论-量子力学-粒子和反粒子
- 在黑洞附近，存在一道看不见的界限，成为事件界限。界限之外，黑洞引力很弱，无法约束光线；界限之内，却没有任何东西能逃脱黑洞的引力
- 假设一对粒子和反粒子，在泯灭之前，一个穿越界限之内，一个落入界限之外，作为辐射发出（称为霍金辐射），那么黑洞就并不会是完全漆黑的，而会微微发光。
- 落入黑洞的事物，是简单地被抹去了，还是被黑洞记忆了？
霍金认为：黑洞吞噬一切，无法追溯。但物理学的基础定理认为，信息并不会消失。二者是个悖论。
Leonard Susskind，弦理论的创始人，研究认为，落入黑洞的物体，在质量中心留下记号，而在事件界限会留下闪微光的全息图像，当黑洞从界限发出霍金辐射时，辐射和落入黑洞的事物相联系，信息并未丢失。
他的这一理论不仅仅应用于黑洞，对于我们认识整个宇宙都有新的启发。
三维空间的信息，会在位于宇宙边缘的二维的某全息胶片上有所反应。但，这两种情况是如何共存的，现还未有结论，其中一大挑战就是，对空间本身的认识。
【穿越虫洞 S01E03】http://www.tudou.com/programs/view/Yda_hHK2pxA.htmlIs Time Travel Possible?
时间旅行可能吗？
同样是一些关键词和关键句：
- 时间和空间有关。
- 到未来旅行是可能的，但却只能有去无回。
- 离开引力（例如离开地球表面），运动速度越快，与地球上时间差异越大。
- 如果虫洞存在，它们比原子还要小，如果我们想要穿过去，必须扩大它们并使其保持开放，这需要极大的能量，例如反能量（反引力的，排斥时空结构，阻止引力消灭虫洞）。
- 一种假设：利用宇宙弦创造捷径，使你的速度快过光速，从而回到过去。
- 虽然还不确定宇宙弦的存在性，但科学家们相信它的存在。它是宇宙大爆炸的残留物，高密度真空能量碎片，比原子核还袖珍，有些很短，有些无限长，会产生极大引力。
- 存在极大引力的地方，就有可能产生穿越时空的捷径。
- 两个宇宙弦之间可能产生黑洞。
- 在原子深处，爱因斯坦的相对论不再其作用，反而，做主的是量子力学。
- “非定域性”，即两个粒子彼此存在感应，不管它们相距多远。
- 有些人认为可以利用非定域性，向过去发送信息。
- 假如可以穿梭回过去，平行宇宙可以解释祖父悖论的问题。
- 因此，尽管回到过去在理论上有可能性，但需要难以想象的巨大能量和神一般的科技。
- 也许我们可以通过计算机仿真模拟，重建过去。
【穿越虫洞 S01E04】http://www.tudou.com/programs/view/-pnv4QtuEFg.htmlWhat Happened Before the Beginning?
起点之前发生了什么？
宇宙在膨胀---反向推导---宇宙的初始是一个体积极小密度极大的奇点
在大爆炸之前没有时间没有空间，一无所有
大爆炸创造了时间和空间，和我们从天空中看到的一切。随着所有辐射和物质向四面八方射出，宇宙开始冷却，引力导致物质聚集，形成了恒星。之后又继续爆炸，灰尘和岩石围绕着恒星旋转，后来才形成行星。
宇宙创始的噪声---大爆炸的残留热量
宇宙初始的照片（其实是宇宙各处温度的情况，根据照片看出，那时的宇宙并不是混沌的，而是有秩序、均一和光滑的）
那么由大爆炸而产生的宇宙，不应该是不规则和混乱的嘛？
1、膨胀说。在某种条件下，引力能够产生排斥力，在宇宙爆炸的过程中，产生巨大的加速作用。关键在于，最早的宇宙至少要存在一小块反引力物质，于是大爆炸产生了反引力的效果。在大爆炸后很短很短的时间内，一个力量场开始起作用，把空间扩展开来。
2、时间序列图像。伴随着这种光滑有序的膨胀，宇宙形成了。
大多数科学家相信，宇宙大爆炸的三幕：
1、一个凝聚了宇宙所有能量的奇点，突然出现在不知何处、不知何时。
2、膨胀突然开始，空间以无法想象的速度，平滑而均匀地扩张。
3、宇宙冷却，物质在引力的作用下聚集起来，组成恒星、星系和行星。
另一种说法：
想象大爆炸前宇宙正在崩塌，体积在收缩，但它并不会像广义相对论所述的那样，收缩至奇点，按照时间和空间的原子性，当它收缩到一定程度时，引力的吸引性改变了，在如此高的密度下，变成了斥力，崩塌停止了。由于斥力，宇宙又开始膨胀了。周而复始。似乎没有一个真正的起点。
第三种说法：
我们的宇宙是无数个宇宙之一，宇宙是由一系列爆炸驱动的，无尽的循环，爆炸会一直持续下去。
另外，也有科学家并不认同大爆炸的说法，企图通过弦理论，找到答案。他们认为，可能大爆炸，其实是一次碰撞。
弦理论企图用单一的理论来解释世界万物，弦理论中，所有东西都是由很短的震荡的弦组成，从数学上说，空间的维度必须超过3维，确切地说，一共有10维。
时空是弹性的物质的膜状物。我们的三维世界是嵌在一个膜世界的，若干膜世界沿着一个额外的空间维度分布，彼此之间存在很小的间隙。
相对论认为，时空-4维
弦理论中的“m-理论"却认为，包括时间在内，有11维。
两个三维空间（就像两片中间有空隙的有弹性的可以被拉伸扭曲的膜，两个膜之间的空隙非常非常小，但是，我们却看不到另一个维度），受到很微弱很微弱的力量作用，相互靠近，随着距离越来越近，力就越来越大，直到发生碰撞（其实就是大爆炸），碰撞时，膜的动能就转化成热辐射，充满了这两个三维世界，这导致膜再次被拉伸和冷却，创造了新的恒星星系行星。在大爆炸前，膜是存在的，即时间和空间是存在的，那么大爆炸就不是起点。
改进：暗物质会导致宇宙加速膨胀，以至于最终宇宙冷却下来。暗物质相拉伸我们的三维世界，使它们变得非常平，且相互平行。之后两张膜相互靠近，碰撞，相互注入能量，再分离，变平，再靠近碰撞，如此循环。
引力波（这个没太懂）
【穿越虫洞 S01E05】http://www.tudou.com/programs/view/PQ-n-QK9CkU.htmlHow Did We Get Here?
我们是怎么来的？
生命产生的时间和地点：“冥时代”的地球 the age of hell
40多亿年前，太阳系和如今大不同，太阳要冷许多，而地球却要热许多，它刚从一团团融化的岩浆渐渐固化，来自彗星和陨石的激烈冲撞频繁发生。地球上的面貌也许如今不同。
现在，地球上最极端的环境下都有微生物生存，那么，早期地球即使环境十分恶劣，但也不能排除它孕育生命的可能。
科学家发现了一块来自38亿年前海洋中的石头，石头上布满了古代碳成分留下的痕迹，从成分上说，这或是原始生命存在的证明。但我们不知道，这种生命形式，到底是什么样子的。
科学家们认为，即使在40亿年前被太空陨石频繁轰炸的地球，仍然存在生命的庇护所，它们可能存在于地下，或者海底。
但，生命是如何起源的呢？一堆无生命的化合物是如何混在一起转化为生命的？
科学家们试图通过实验室进行模拟试验。
常识：生命是由蛋白质构成的，氨基酸是构成蛋白质的基本材料，另外，最最重要的是，DNA。
1、通过模拟早期地球海洋、大气、闪电等环境，发现，在“海洋”中产生了氨基酸。但这只是简单的化合物，而生物是由更为高分子复杂单体构成的。
2、有的科学家认为，早期生命的原料来自撞击地球的彗星。
在卫星捕获的太空彗星碎片中，发现了氨基酸。那么，有机化合物能否在这种剧烈撞击的环境下保存下来呢？实验模拟发现，在彗星倾斜着（垂直不行）撞击地球的情况下，氨基酸可能保存下来，并且，不同氨基酸之间会发生化学反应，产生组合产物。
3、每个细胞都有细胞膜，把基因分子裹在里面。那么早期生命形式是如何为自己筑起壁垒的呢？
早期地球的热水泉中，会产生组成细胞膜的原始化学物质。在科学家的实验中，通过模拟热水泉的环境，最终创造了一些脂肪酸，将它们混入水、盐、氨基酸，观察到一片一片的膜状物产生了，之后它们开始了自我封闭，形成了微型的球形结构。轻轻地晃动这些膜，它们会开始自发的生长，从小泡，变成了长条形的管子，它们会自我复制，完成分裂。这与原始细胞的生长与分裂很相似。
4、关于RNA。科学家们制造出构成RNA的糖与核酸，再重现“加湿、干燥、加热、冷却”的环境，可以创造出RNA四种基本成分中的两种。现在需要做的是，想办法将它们串起来。
现在地球上已知的生物，都来自于同一棵进化树，也就是说，我们有一些共同的特征，来自于同一个祖先。但，另外一些科学家认为，可能地球上还会存在另一棵进化树。我们需要在地球上，寻找不同于其他物种的微生物，也许，已经有眉目了。
这也说明，或许，在宇宙中，还存在着多种多样的生命形式。
有研究发现早期火星的地理环境，可能会比同期的地球，更适应于生物的生长，虽然现在已经不适合了。并且，在南极洲发现的，来自早期火星的陨石中也有疑似生命的迹象。也许，我们正是从火星“远渡”而来的生物呢？
【穿越虫洞 S01E06】http://www.tudou.com/programs/view/2X75S3m5lD8.htmlAre We Alone?
我们孤独吗？
地球上的生命能在极端环境下生存，但是生命能在其他星球存活嘛？
科学家们在一块几乎与太阳系同岁的陨石上，发现了构建生命的基本材料——氨基酸等化合物，说明在地球出现以前，构建生命的材料就已经存在于太阳系了。
如果这些生命材料是在宇宙间传播的，那么也许其他行星上的生物会和地球生物很相似。但并不一定是外形相似。其中，重力就是很重要的影响因素。
科学家们试图用射电望远镜扫描天空，捕获来自外星人有意识发送给地球的无线电信号，但多年来，除了很早以前的一次，此后就再一无所获了。
这个计划最大的问题在于，忽视了宇宙的巨大规模。无线电信号在星球间的传输，是以光年计算的。而我们，第一次向太空发射信号，大约是在100年前。
因此，一些科学家们转而试图搜寻可以孕育生命的行星。但是由于行星本身是不发光的，导致我们无法看到这些行星的存在。
科学家们想到一个办法，即，由于行星围绕恒星转动时，行星对恒星的引力会导致恒星抖动，我们可以通过观察恒星星光的多普勒效应（星星靠近地球，光波压缩，远离，则拉伸，表现在光的颜色偏蓝-偏红的变化）。通过这个方法，科学家们证实了约450个行星，但实际上好像存在几十亿个。
科学家们的目标是，寻找在合适轨道上运行的，适合孕育生命的类地行星。但是，类似地球的行星很小，而其围绕旋转的恒星光芒太盛，是其几十亿倍，因此很难观察到它们。并且，由于它们对恒星的引力太小，恒星的摇摆也不容易观察到。
2009年，NASA发射了开普勒太空望远镜，以寻找太阳系以外的行星，特别是适合孕育生命的行星的探测器。它通过观察行星经过主星的光线强弱变化，来判断行星的大小。
随着科技的发展，我们现在已经可以观察到行星表面反射的光，有助于判断大气的化学成分。每种科技形式，都会在环境中留下痕迹，我们就是要观察空间中任何的痕迹、异常，任何可能不是自然产物的东西。
但，至今为止，我们都没有发现外星人。只有沉默。
也许，外星人并不是以我们以为的生命形式存在的。他们的科技极其发达，可能已经超越了有机体而存在，他们可能是一种机器文明。
也许，他们也正向我们发射信号，但由于我们还不够发达，无法探测到。
也许，他们并不友好。
也许，他们觉得我们并不值得交流，又或者他们太过智慧，对于其他环境已经没有兴趣研究了。
也许，他们曾经存在，而今已经消亡了。
【穿越虫洞 S01E07】http://www.tudou.com/programs/view/esWx5p8WEbU.htmlWhat Are We Really Made of ?
我们由什么组成？
- 土气火水--原子--更复杂
- 原子核的直径只有原子直径的十万分之一。
- 质子和中子组成了原子核，电子环绕着原子核。
- 原子组成分子，分子组成更复杂的结构。
- 物质的原子：带负电荷的电子围绕着带正电的体积质量巨大的原子核运转
- 反物质，可能蕴含着物质之谜的秘密。
- 当物质与反物质相接触，两者会发生极其剧烈的相互消灭——湮灭。
- 不到半克的反物质，可以产生13万吨当量的爆炸，相当于广岛原子弹的威力。
- 质子加速器，可以把物质打碎成小物件，观察亚原子世界
- 要观察到反物质，需要从原子核中取出质子，将它们束缚在真空中，然后将它们射入一个有巨大电磁场的环中。质子在质子加速器中做圆周运动，并不断加速至接近光速。之后不同方向的质子，相互碰撞，质子被打碎，释放巨大能量，并产生反质子和反中子。
- 正电子+反质子
- 机器操作几千年才能产生几克反物质
- particle zoo 利用更大的加速器，科学家们发现了更多的，组织混乱的粒子，
- 夸克，上夸克下夸克（组成质子和中子） 中微子 光子
- 所有物质都是凝结成粒子形态的能量
- 原子中间看起来是空的，但是，这一空间内充满了某种交换的力量。
- 有四种基本力量：引力电磁力强相互作用力弱相互作用力
- 弱相互作用力决定了放射性衰变；
- 强相互作用力将质子组合在一起，将夸克组成质子。
- 电弱统一
- 粒子物理学的标准模型
- 当某种粒子与这个域发生交互，这种交互就会赋予粒子质量
- higgs玻色子 higgs理论
- 是质量因素造成了粒子动物园有那么多的粒子
- LHC创造粒子，创造原始爆炸
- 寻找higgs粒子
----------- 补充知识：
电弱统一理论是在假设存在higgs boson 和其他62种基本粒子的基础上建立的 第61种顶夸克早在1994年就被发现了 如果higgs boson 不存在 整个电弱统一理论就会崩溃 而这个理论现在已经被很广泛的接受…所以说它狠重要 它不存在 就会是一场物理学革命…
http://www.360doc.com/content/12/0707/18/153944_222839337.shtmlhttp://baike.baidu.com/link?url=csU1QIRqL92Wcz9Uq_telBr00d7jGpZZ3y6Ttbuc-c7bsuv1Orrn__Hg1tKE8BIz【穿越虫洞 S01E08】http://www.tudou.com/programs/view/VAx_MjTw9WM.htmlBeyond the Darkness
黑暗深处
根据牛顿的引力定律，距离中心越近的星球运行速度越快。
但对其他星系中的星球进行研究，发现它们的运行速度竟是一样的。这完全不同于太阳系。
这说明，与中心距离无论多远，它们受到的引力是一样的，那么，星系中一定存在着人们看不见的物质。实际上，星系中大约90%-95%的物质都是不可见的。——暗物质 dark matter
如果仅仅利用我们能够看见的材料，通过计算机实验模拟宇宙中星系的形成，往往得不到如今宇宙的现实结果。因为，没有足够的引力，气体凝聚不到一起。
如果在公式中加入暗物质，当暗物质加到普通物质的5倍时，却发现，气体在暗物质的引力中，相互凝结融合，形成了星系。
引力透镜。任何有质量的物质都会造成旁边的空间/光线弯曲，如果暗物质存在，我们观察到的遥远的星系图像看上去也会扭曲。
实际上确实是这样。
计算遥远星系传来的光线的弯曲程度，并将之与前景星系的可见物质的效应进行对比，发现产生效应所需的质量，比可见的质量大得多。
结论：所有的星系被暗物质包围了，这些暗物质大约是正常物质的5倍。
- 观察一部分宇宙分布图发现，存在普通物质的地方，就存在着暗物质
- 暗物质是宇宙的框架
- 宇宙网
- 子弹簇
暗物质相撞时，它们可以直接相互穿过，似乎感觉不到自身。
两团星系相互碰撞，暗物质跑的要比普通物质远的多，也是基于上述的特性。
发生于半个宇宙外的星系撞击，证实了暗物质的存在。
暗物质粒子——微交互作用质粒子 weakly interacting massive particles WIMP
它们几乎不与普通物质发生作用
宇宙中所有的物质都产生引力，彼此影响。理论上说，膨胀应该减缓的，但实际上，研究发现，宇宙在加速膨胀。科学家们把这种宇宙中不知名的斥力，称为暗能量。
WMAP 通过研究宇宙中大爆炸回声的微波的特性，来判断早期宇宙的特性
原子4.6%-5% 、暗物质23% 、暗能量72%
宇宙诞生的最初70亿年间，暗物质是决定宇宙形成的支配性力量，利用它无形的质量吸引普通物质，保证了星系的形成，在接下来的70亿年里，暗能量成长起来，顶替了暗物质的位置，甚至夺取了宇宙的统治权，将星系分离地越来越远。
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第一季完结。
搁了好久，终于弄完啦~~第二季有空再说~~
—— 2014.03.03
