宇宙一直膨胀,我们会被“冻死”? 武向平院士带学子们认识宇宙

广东科技报 2019-04-17 12:16

讲座现场。武向平院士。本报讯(记者莫文艺通讯员彭柏洪陈功)宇宙大爆炸的能力从哪里来?宇宙中是否有其他生命?真的会有世界末日吗?宇宙会继续膨胀还是收缩回去,决定宇宙命运的暗物质和暗能量是什么……近日,广东省英才计划大师讲座在广州市天河区外国语学校举行,天体物理学博士、中国科学院国家天文台研究员、中科院院士武向平为该校近千名师生介绍了宇宙的基本特性,以图片、视频、动图等形式,深入浅出地带大家追溯宇宙的起源,开启宇宙之旅。

巨大的宇宙只是个“小宝宝”

讲座中,武向平院士从“我们想象中的宇宙是什么样的?”引出了本次讲座的核心主题,用浅显易懂的语言和幽默风趣的故事,通过讲述“宇宙的基本特征”“宇宙从哪里来?”“将向哪里去?”引出人类在认识宇宙时提出的有关宇宙的名字、宇宙多大了等问题,把纷繁复杂的宇宙呈现在师生面前。

宇宙,就是指无尽空间与无尽时间的总和。自大爆炸以来,我们的宇宙已经有138亿岁,但是,对于宇宙应有的寿命而言,它还处于“婴儿期”,武向平院士这样谈到。

宇宙到底有多大呢,目前天文学家们观测的尺度是4.2895E+27米。不过,如此巨大的宇宙,其中的物质却没有那么多:虽然宇宙中大约有千亿个星系,包含了百万亿亿颗恒星,其中质量巨大的天体很多,但事实上,宇宙的平均密度比地球表面的空气要低1E+27倍,也就是千亿亿亿倍。

如何理解宇宙巨大的尺度呢?武向平院士举了一个生动的例子:一名三四岁的小朋友身高大约是1米;将其扩大1000倍,就大致成了人类目前将建设的最高建筑的尺度;将其再扩大1000倍,就是中国国土的大致尺度;将其再扩大1000倍,就是地球到月球距离(38万公里)的数量级,我们离开了地球;将其再扩大1000倍,就是太阳系的大致尺度;将其再扩大1000倍,虽然离开了太阳系,但只能在其周边找到几颗恒星;将其再扩大1000倍,就到了100光年左右,已经能看到更多的恒星了;将其再扩大1000倍,就接近于银河系的直径,但这还不算是我们讲的宇宙;将其再扩大1000倍,银河系看起来只是一个小白点的时候,我们终于进入了宇宙的尺度;不过,这个数字需要再扩大1000倍,才能与天文学家计算的宇宙尺度同数量级。

武向平院士图文结合带领大家通过位置上的旅行直观地认识宇宙的大小,武向平表示,“人类在宇宙中并没有特殊的位置,人类在宇宙中显得如此渺小和无足轻重的,但大家不要觉得我们的寿命短就觉得很悲哀,人类在宇宙中显得如此特殊,虽然体积很小,脑袋很小,但是是最聪明的,人类可以认识宇宙,看到宇宙的起源,知道宇宙的演化规律。”

宇宙中有600亿颗与地球相似的星球

武向平院士强调,宇宙学是一门科学,并且是一门最精密的科学,而认识宇宙的第一步也是最关键的一步便是测距,由此而引出了一系列相关的诸如“宇宙膨胀”和“大爆炸”等宇宙学说,并对此做了深入浅出的阐述,说明“宇宙大爆炸”为现在存在的一切物质创造提供了必要条件。武向平院士还对宇宙的未来进行了预测,宇宙的结局都是由宇宙物质和能量所决定的。

针对黑洞的照片引发大家对黑洞的热切关注,武向平院士特别向大家介绍了黑洞,黑洞有多大?武向平院士举例说,“把地球上所有物质压缩成一厘米直径的大小,地球就是黑洞,把太阳上所有物质压缩成直径3公里的大小,太阳就是黑洞。”黑洞有400万个太阳质量,黑洞会吞噬行星,太阳什么时候会被吃掉,1028年后太阳会掉黑洞里去,银河系里的任何一个星星会掉进黑洞里,黑洞会越来越大,宇宙自大爆炸以来,一直在不断膨胀,目前,人类已经大致摸清了宇宙尺度范围内物质的分布与大致温度涨落。但是,宇宙将来会何去何从,宇宙会一直膨胀下去吗?在解释宇宙的未来会如何变化时,武向平院士表示,宇宙能否继续膨胀,取决于其中的物质能否通过万有引力最终限制住宇宙:如果宇宙中的物质足够多,那么宇宙最终会因万有引力作用而开始收缩,温度上升;反之宇宙会无限膨胀下去,温度会一直下降,

茫茫宇宙中是否有和人类一样的生物存在,天文学家通过寻找适合人类居住的星球,从是否能截获外星人通话,是否能找到构成生命的大分子等方面寻找外星人,目前,围绕太阳周围300光年的位置,已经找到5000颗不属于太阳系的星星,4%与地球相似,科学家们相信,在银河系的2300亿颗恒星中,其中600亿颗与地球相似。”此外,武向平院士,虽然现在全球多方合力,目前并没有找到外星人的信号,但是我们也没有停止寻找外星人的脚步。

广州市天河外国语学校霍志刚副校长在致辞中介绍,目前该校有一名同学入选国家英才计划樱花计划,20名学生入选2018广州市中学生英才计划,5名学生入选2019广东省中学生英才计划,29名学生入选2019年广州市中学生英才计划。同时,他希望同学们能以本次报告为契机,更加努力学习,谨记院士的教诲,树立不屈不挠的科学精神,专心致志,一丝不苟做好每件事情,掌握好科学知识和本领。为我国科技跻身世界之巅不懈努力。

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