1
00:00:00,000 --> 00:00:05,642
目前 关于大爆炸发生时间的最好估计…

2
00:00:05,642 --> 00:00:08,661
重申一次 我不大喜欢这个提法

3
00:00:08,661 --> 00:00:12,562
感觉是某种爆炸 其实是空间膨胀

4
00:00:12,562 --> 00:00:16,067
空间从一个奇点膨胀开来

5
00:00:16,067 --> 00:00:18,924
关于其发生时间的最好估计是137亿年以前

6
00:00:18,924 --> 00:00:25,267
关于其发生时间的最好估计是137亿年以前

7
00:00:25,267 --> 00:00:28,584
讲到钱 我们对上百亿有一定的概念

8
00:00:28,584 --> 00:00:31,867
但这对于时间而言 有些难以想象

9
00:00:31,867 --> 00:00:34,575
看起来易于驾驭 实际并非如此

10
00:00:34,575 --> 00:00:37,841
在未来的视频中我将讲到时间尺度

11
00:00:37,841 --> 00:00:39,933
到时候你们就能意识到这有多长时间

12
00:00:39,933 --> 00:00:42,934
意识到137亿年是人类难以想象的

13
00:00:42,934 --> 00:00:47,267
我要强调的是 这个数字是目前最好的估计

14
00:00:47,267 --> 00:00:50,600
我要强调的是 这个数字是目前最好的估计

15
00:00:50,600 --> 00:00:53,522
据我所知 大爆炸发生时间的估计值是一直在变动的

16
00:00:53,522 --> 00:00:56,402
据我所知 大爆炸发生时间的估计值是一直在变动的

17
00:00:56,402 --> 00:00:58,600
我想 未来这个值可能会更精确 也可能会有所变动

18
00:00:58,600 --> 00:01:00,442
不过这是目前最好的估计值

19
00:01:00,442 --> 00:01:03,181
我希望考虑的是 从这如何推导得到可观测宇宙的大小

20
00:01:03,181 --> 00:01:05,271
如果所有膨胀发生在137亿年前

21
00:01:05,271 --> 00:01:07,779
我们的三维宇宙在当时只不过是一个点

22
00:01:07,779 --> 00:01:10,267
行驶了最久的光子 现在到达我们这里

23
00:01:10,267 --> 00:01:13,373
假设这是我的眼睛

24
00:01:15,635 --> 00:01:23,548
这是睫毛 有些光子行驶了很久

25
00:01:23,548 --> 00:01:28,333
直到现在才到达我的眼睛 或者到达望远镜

26
00:01:28,333 --> 00:01:29,933
这些行驶了最久的光子行驶了137亿年

27
00:01:29,933 --> 00:01:33,925
两三节视频之前 我们看了可观测宇宙的描绘 用一个圈表示

28
00:01:33,925 --> 00:01:35,271
两三节视频之前 我们看了可观测宇宙的描绘 用一个圈表示

29
00:01:35,271 --> 00:01:37,593
光从这些遥远天体过来 到达我们这里

30
00:01:37,593 --> 00:01:39,915
我们在中间这里 最外围是遥远天体

31
00:01:39,915 --> 00:01:42,516
这些遥远天体的光现在才到我们这里

32
00:01:42,516 --> 00:01:44,281
这些光花了137亿年才到我们这里

33
00:01:44,281 --> 00:01:47,950
这里我有些踌躇

34
00:01:47,950 --> 00:01:50,400
因为我们讨论的是

35
00:01:50,400 --> 00:01:53,718
很大的时间尺度

36
00:01:53,718 --> 00:01:55,902
而且空间本身还在膨胀

37
00:02:06,502 --> 00:02:09,498
所以你不能说这个天体离我们137亿光年远 "不能"我强调下

38
00:02:09,498 --> 00:02:11,267
所以你不能说这个天体离我们137亿光年远 "不能"我强调下

39
00:02:11,267 --> 00:02:12,841
在小时间尺度上

40
00:02:12,841 --> 00:02:15,117
或者小距离上 你可以近似这么说

41
00:02:15,117 --> 00:02:17,764
宇宙膨胀还不会造成太大差别

42
00:02:17,764 --> 00:02:21,108
我讲清楚一些 我讲的是这里的天体

43
00:02:21,108 --> 00:02:23,771
我们可以讨论时空中的坐标

44
00:02:23,771 --> 00:02:26,200
我们可以讨论时空中的坐标

45
00:02:26,200 --> 00:02:28,863
我们可以讨论时空中的坐标

46
00:02:28,863 --> 00:02:32,532
其坐标同我们的坐标之间不是137亿光年远

47
00:02:32,532 --> 00:02:38,656
原因有几个 首先

48
00:02:42,656 --> 00:02:45,489
这束光是137亿年前发射的

49
00:02:45,489 --> 00:02:47,533
光发射时 我们离这个坐标更近

50
00:02:47,533 --> 00:02:51,533
我们所处位置的坐标同那一点在宇宙中更近

51
00:02:51,533 --> 00:02:55,380
我们所处位置的坐标同那一点在宇宙中更近

52
00:02:55,380 --> 00:03:00,691
另外我们还需要考虑 我画一下吧

53
00:03:00,691 --> 00:03:02,744
考虑奇点开始膨胀后30万年的情况

54
00:03:02,759 --> 00:03:03,906
这是宇宙历史中的第30万年

55
00:03:03,967 --> 00:03:04,744
宇宙还只经过了30万年的岁月

56
00:03:04,744 --> 00:03:13,538
这时事物之间还没有有效区分开来

57
00:03:13,538 --> 00:03:16,125
讲宇宙微波背景辐射时我还会讲到这个

58
00:03:16,125 --> 00:03:18,043
这时的宇宙基本上都是均匀的白热氢等离子态

59
00:03:18,043 --> 00:03:19,892
以后我还会讲到 这会发射出微波辐射

60
00:03:19,892 --> 00:03:21,868
现在假设这里有早期宇宙中的两点

61
00:03:21,868 --> 00:03:24,285
早期宇宙中 假设有这一点

62
00:03:24,285 --> 00:03:26,854
然后是我们现在所处的位置

63
00:03:26,854 --> 00:03:28,709
我不把它放在中心

64
00:03:28,709 --> 00:03:31,867
方便形象化考虑

65
00:03:31,867 --> 00:03:34,127
假设这是宇宙的早期

66
00:03:34,127 --> 00:03:35,722
假设我们有一把尺子可以度量出

67
00:03:35,722 --> 00:03:37,533
这个距离是3千万光年

68
00:03:37,533 --> 00:03:43,121
假设此时 这个洋红色天体发出一个光子 也许是在微波频率范围内

69
00:03:43,121 --> 00:03:44,700
假设此时 这个洋红色天体发出一个光子 也许是在微波频率范围内

70
00:03:44,700 --> 00:03:46,464
假设此时 这个洋红色天体发出一个光子 也许是在微波频率范围内

71
00:03:46,464 --> 00:03:47,533
光子以光速行进 因为这是光

72
00:03:47,533 --> 00:03:51,533
光子心想 "我只需要行驶3千万光年"

73
00:03:51,533 --> 00:03:55,845
"这不算太糟 我到那里只需要3千万年"

74
00:03:55,845 --> 00:03:57,842
这里我进行离散考虑

75
00:03:57,842 --> 00:03:59,189
实际数学问题比这要复杂

76
00:03:59,189 --> 00:04:01,371
我这里只想让你们大致了解一下

77
00:04:01,371 --> 00:04:05,933
假设光子心想

78
00:04:05,933 --> 00:04:12,017
"大约1千万年以后 我可以到达这里"

79
00:04:12,017 --> 00:04:16,867
"我将行进1/3的距离"

80
00:04:16,867 --> 00:04:19,867
但这1千万年时间内会发生什么

81
00:04:19,867 --> 00:04:22,177
这期间宇宙会膨胀

82
00:04:22,177 --> 00:04:28,214
宇宙可能会膨胀很多

83
00:04:28,214 --> 00:04:32,267
我画一下膨胀的情况

84
00:04:32,267 --> 00:04:34,315
1千万年后的宇宙可能是这样

85
00:04:34,315 --> 00:04:37,455
可能会更大 我这样画吧

86
00:04:37,455 --> 00:04:39,034
1千万年后 宇宙膨胀了很多

87
00:04:39,034 --> 00:04:41,249
这是1千万年后的宇宙

88
00:04:41,249 --> 00:04:43,678
就宇宙时间尺度而言 这可能仍然是宇宙的婴儿期

89
00:04:43,678 --> 00:04:45,015
因为现在宇宙有137亿岁

90
00:04:45,015 --> 00:04:48,067
这里过了1千万年 宇宙膨胀了一些

91
00:04:48,067 --> 00:04:51,109
我们所在的这个位置现在膨胀到这里

92
00:04:51,109 --> 00:04:52,966
而最初发射光子的位置现在到了这里 光子心想

93
00:04:52,966 --> 00:04:54,777
而最初发射光子的位置现在到了这里 光子心想

94
00:04:54,777 --> 00:04:56,082
"1千万年后 我会到这里"

95
00:04:56,082 --> 00:05:00,397
我这里只是近似用离散方式考虑 给你们一些大致理解

96
00:05:00,397 --> 00:05:03,467
我这里只是近似用离散方式考虑 给你们一些大致理解

97
00:05:03,467 --> 00:05:04,808
光子在1千万年后的位置大致是这里

98
00:05:04,808 --> 00:05:08,495
这里 因为整个宇宙膨胀了

99
00:05:10,202 --> 00:05:12,767
所有位置都相互远离了 这里是什么情况呢

100
00:05:12,767 --> 00:05:14,746
宇宙膨胀了 这个距离原来是3千万光年

101
00:05:14,746 --> 00:05:15,938
现在… 我这里假设一些非常粗略的数字 方便你们理解原理

102
00:05:15,938 --> 00:05:18,462
现在… 我这里假设一些非常粗略的数字 方便你们理解原理

103
00:05:18,462 --> 00:05:21,310
这里的距离不再是3千万光年 或许是1亿光年

104
00:05:21,310 --> 00:05:22,800
假设这里现在是1亿光年

105
00:05:22,800 --> 00:05:26,180
宇宙膨胀 空间越拉越开

106
00:05:26,703 --> 00:05:29,449
你可以把这看成是气球表面 越胀越开

107
00:05:35,187 --> 00:05:37,800
这里光走了1千万年 但实际距离远大于1千万光年

108
00:05:37,800 --> 00:05:40,799
这里光走了1千万年 但实际距离远大于1千万光年

109
00:05:40,799 --> 00:05:43,000
这里走过的距离可能在3千万光年左右

110
00:05:43,000 --> 00:05:45,880
这里我没有准确计算 只是给出大致思路

111
00:05:45,880 --> 00:05:48,462
假设这里它行进了3千万光年

112
00:05:48,462 --> 00:05:50,134
也许 我不应该给出相同比例 因为已经走过的距离和要走的距离

113
00:05:50,134 --> 00:05:51,996
也许 我不应该给出相同比例 因为已经走过的距离和要走的距离

114
00:05:51,996 --> 00:05:53,062
由于空间拉伸 不会完全是线性的 至少我感觉不会是这样

115
00:05:53,062 --> 00:05:54,536
由于空间拉伸 不会完全是线性的 至少我感觉不会是这样

116
00:05:54,536 --> 00:05:56,902
这里我就不下定论了

117
00:05:56,902 --> 00:05:58,354
不过光走过的这个距离也许是2千万光年

118
00:05:58,354 --> 00:06:00,252
因为每次光移动一些距离

119
00:06:00,252 --> 00:06:02,585
它所走过的空间也在拉伸

120
00:06:02,585 --> 00:06:04,656
虽然它走了1千万年

121
00:06:04,656 --> 00:06:06,435
但它穿过的空间已经不止1千万光年了

122
00:06:06,435 --> 00:06:08,010
这段距离拉伸到2千万光年

123
00:06:08,010 --> 00:06:10,056
而还没有来得及穿过的这段距离不再是2千万光年

124
00:06:10,056 --> 00:06:13,069
而是8千万光年

125
00:06:14,623 --> 00:06:17,274
这个光子肯定很沮丧

126
00:06:17,905 --> 00:06:20,645
不过它可以乐观地想

127
00:06:20,645 --> 00:06:25,800
"哇 我比光速还快 1千万年走了2千万光年距离"

128
00:06:25,800 --> 00:06:27,938
"哇 我比光速还快 1千万年走了2千万光年距离"

129
00:06:27,938 --> 00:06:30,118
实际上不是这样 这只是因为空间自身在拉伸

130
00:06:30,118 --> 00:06:32,538
光子仍然是以光速在前进

131
00:06:32,538 --> 00:06:35,498
但它在这1千万年间通过的距离

132
00:06:35,498 --> 00:06:37,967
大于1千万光年 这里实际上是2千万光年

133
00:06:37,967 --> 00:06:40,654
这种宇宙尺度下 不能用速度乘以时间得到距离

134
00:06:41,054 --> 00:06:43,071
任意两空间位置之间本身存在远离的时候 这样做是不行的

135
00:06:43,071 --> 00:06:45,000
这里你们应该理解了 此时这个光子会想

136
00:06:45,015 --> 00:06:47,132
"还剩下是8千万光年 再过4千万光年 也许我能到那里"

137
00:06:47,132 --> 00:06:49,470
再过4千万年 它可能会到这里

138
00:06:49,470 --> 00:06:53,419
再过4千万年 它可能会到这里

139
00:06:53,696 --> 00:06:56,839
但实际上 4千万年后

140
00:06:56,839 --> 00:07:00,104
宇宙膨胀到更大 我甚至无法画出整个"泡泡"

141
00:07:00,104 --> 00:07:02,550
光子发出的位置假设在这里

142
00:07:02,550 --> 00:07:06,875
而我们当前的位置在这里

143
00:07:07,644 --> 00:07:09,363
走过1千万年时光的位置是这里

144
00:07:09,363 --> 00:07:12,062
而又过了4千万年后 光可能在这里

145
00:07:12,062 --> 00:07:15,460
此时考虑这两点之间的距离

146
00:07:15,460 --> 00:07:18,774
开始时这个距离是1千万光年 之后这变成2千万光年

147
00:07:18,774 --> 00:07:21,425
现在可能到了10亿光年

148
00:07:21,425 --> 00:07:23,839
也许这个距离… 我只是随意编造的一些数字

149
00:07:23,839 --> 00:07:25,604
也许对于此时来说太大了点

150
00:07:25,604 --> 00:07:27,479
也许这现在是1亿光年

151
00:07:27,479 --> 00:07:28,887
而现在 这个距离或许是5亿光年

152
00:07:28,887 --> 00:07:30,454
也许两点之间的总距离现在是10亿光年

153
00:07:30,454 --> 00:07:32,604
光子又会郁闷掉了

154
00:07:32,604 --> 00:07:35,600
往回看倒是挺乐观

155
00:07:35,600 --> 00:07:37,210
它想 "哇 只过了5千万年 我走了6亿光年的距离"

156
00:07:37,210 --> 00:07:38,915
但看了前面它就会很沮丧

157
00:07:38,915 --> 00:07:39,877
它本来认为只剩下几千万光年 结果却越拉越长

158
00:07:39,877 --> 00:07:42,704
因为空间本身在拉伸 回到现实的情况中来

159
00:07:42,704 --> 00:07:44,129
这个到达我们这里的光子 经过了134亿年时间

160
00:07:44,129 --> 00:07:45,462
它现在到达我们 让我快进134亿年

161
00:07:45,462 --> 00:07:47,720
从此刻到我们现在

162
00:07:47,720 --> 00:07:51,853
这里我画一下整个可观测宇宙

163
00:07:51,853 --> 00:07:56,467
这是发射光子的位置

164
00:07:56,467 --> 00:08:01,946
我们在这里

165
00:08:01,946 --> 00:08:03,773
这里我画的是可观测宇宙

166
00:08:03,773 --> 00:08:06,333
我们应该处于正中心 因为是我们在观测

167
00:08:06,333 --> 00:08:09,215
如果没有特殊状况 观测到的四周的距离应该都相等

168
00:08:10,399 --> 00:08:15,476
所以我们应该在中央

169
00:08:15,476 --> 00:08:17,878
这是整个可观测宇宙 光子从这里发射

170
00:08:17,878 --> 00:08:21,080
这是134亿年前 大爆炸之后30万年后

171
00:08:21,080 --> 00:08:22,952
现在光子才到达我们这里

172
00:08:22,952 --> 00:08:25,197
光子确实行进了137亿年

173
00:08:25,197 --> 00:08:28,169
但问题在于 由于空间膨胀 这个发光天体一直在远离我们

174
00:08:28,169 --> 00:08:29,237
根据现在的最好估计 这个距离现在是460亿光年

175
00:08:29,237 --> 00:08:31,420
我强调一下 这个天体现在离我们有460亿光年远

176
00:08:31,420 --> 00:08:33,867
我们看到它的光

177
00:08:33,867 --> 00:08:39,000
由于光走了137亿年才到达我们

178
00:08:39,000 --> 00:08:42,707
看起来发光体离我们的距离应该是134亿光年

179
00:08:42,707 --> 00:08:44,098
最后一位我一直在变… 应该是134亿吧

180
00:08:44,098 --> 00:08:46,652
但实际上 如果用如今丈量光年的尺子量

181
00:08:46,652 --> 00:08:49,903
这个被拉伸到的距离实际上是460亿光年

182
00:08:49,903 --> 00:08:52,503
那么空间这一点看起来是怎样的呢 提前考虑一下

183
00:08:52,503 --> 00:08:55,243
微波背景辐射方面我要讲到的问题

184
00:08:55,243 --> 00:08:56,636
这个实际是460亿光年远

185
00:08:56,636 --> 00:08:58,333
但光子只花了137亿年就到了我们这里

186
00:08:58,333 --> 00:09:01,652
这里会是什么样子

187
00:09:01,652 --> 00:09:02,999
这个样子是基于我们现在看到的光子

188
00:09:02,999 --> 00:09:05,000
这些光子是134亿年前离开的 由原始的白热氢等离子体结构发射

189
00:09:05,000 --> 00:09:05,800
这些光子是134亿年前离开的 由原始的白热氢等离子体结构发射

190
00:09:05,800 --> 00:09:08,067
因此我们现在将看到白热的等离子体

191
00:09:08,067 --> 00:09:13,308
因此我们现在将看到白热的等离子体

192
00:09:13,308 --> 00:09:18,000
连稳定原子都没有 更别谈恒星和星系

193
00:09:18,000 --> 00:09:21,800
我们将看到白热等离子体

194
00:09:21,800 --> 00:09:27,194
而这些位置现在离我们有460亿光年远

195
00:09:27,194 --> 00:09:30,000
现在这些位置可能已经形成稳定原子 恒星 行星和星系了

196
00:09:30,000 --> 00:09:31,652
如果那里存在外星文明 他们在另一端观测我们这里发射出的光子

197
00:09:31,652 --> 00:09:33,933
如果那里存在外星文明 他们在另一端观测我们这里发射出的光子

198
00:09:33,933 --> 00:09:36,067
他们将看不到我们 他们看到的是134亿年前的状态

199
00:09:36,067 --> 00:09:38,339
他们会看到原始的白热等离子体状态

200
00:09:38,339 --> 00:09:40,986
后面我还会更详细讲到这些 想想

201
00:09:43,940 --> 00:09:46,931
任何经过这段时间过来的光子

202
00:09:46,931 --> 00:09:49,021
从任何方向 经过134亿年到达我们这里

203
00:09:49,021 --> 00:09:52,179
我们看到的都是这些光子发射时的原始状态

204
00:09:52,179 --> 00:09:53,898
我们看到的都是这些光子发射时的原始状态

205
00:09:53,898 --> 00:09:56,003
当时宇宙处在白热等离子态 物质没有分化

206
00:09:56,003 --> 00:09:58,867
但愿以上内容

207
00:09:58,867 --> 00:10:00,677
能让你们对宇宙微波背景辐射来自何方有一定理解