Deep Dive
Shownotes Transcript
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似乎每个新闻周期都充斥着人们挑战法律界限的故事。为了帮助阐明正在塑造我们国家的复杂法律问题，CAFE 汇集了一支法律专家团队，推出了一个名为……的新播客。
您将听到前美国检察官乔伊斯·凡斯和芭芭拉·麦克奎德、法律学者雷切尔·巴尔科、前联邦调查局特别探员阿舍尔·曼加帕，当然还有我，伊莱·霍尼格，前检察官和 CNN 高级法律分析师的评论。通过订阅您最喜爱的播客应用程序，每周两次收听来自委员会的评论。那就是委员会，C-O-U-N-S-E-L。
这是无法解释的。我是诺姆·哈森费尔德。这是我们关于即将发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜将如何改变我们对宇宙的看法的所有第二集。我们将直达可观测宇宙的边缘。如果您错过了我们的第一集，您应该先收听那一集。但如果您不能，我们在这里为您提供帮助。上周，我们谈论了宇宙。
我们谈论了网络有多大。哈勃的大小约为一辆校车。网络高约四层楼。它的大小约为一个网球场。网络也是一个红外望远镜，因此我们可以看到哈勃永远无法看到的所有这些东西。我们将获得的望远镜比哈勃强大约 100 倍，如果您能想象的话。我们与赢得比赛以获得网络研究时间的科学家进行了交谈。我从办公室的椅子上跳了起来。
并大声喊出来。是的！将研究行星和其他太阳系的科学家。我想使用这个詹姆斯·韦伯太空望远镜来观察熔岩行星。以及正在为在宇宙中寻找生命奠定基础的科学家。这是回答“我们是否孤独？”这个问题的第一步。我们走了多远。我们仍然必须走多远。我们走了多远。
每一个都告诉我们我们走了多远。
好的，布莱恩·雷斯尼克，高级科学记者。你好。你上周结束了我们第一集关于网络的节目，说科学家们正试图利用韦伯望远镜回顾过去，对吧？是的，是的。如果你观察非常遥远的东西，它的光就非常古老。因此，距离我们 100 光年远的东西，它的光已经传播了 100 年。
因此，对于网络，科学家们渴望尽可能地推动这一目标。他们想知道他们能追溯到多远，以及当他们到达那里时能看到什么神秘的东西。基本上，他们很高兴利用哈勃所做的工作，并走得更远。哈勃也这样做过，有点像看看它能回顾多远？是的，是的。哈勃做过这个。但它以一种激进的方式做到了这一点。
其想法只是将哈勃指向这片空白的天空 10 天，这听起来比实际情况更奇怪。通常情况下，天文学家会选择一些东西来研究，然后他们会将望远镜指向它。是的。
事实上，你总是知道你在看什么。你不会只是打开快门，看看那里有什么。这是罗伯特·威廉姆斯。他曾在 90 年代负责哈勃望远镜。但在我的情况下，我认为这样做非常重要。我认为，如果你想做出重要的发现，你必须承担风险。所以我告诉人们，如果我们没有结果，我会拔剑自刎。
但后来照片回来了，我应该给你看看。好的。这是哈勃深场。哦，我以前见过这张图片。它只是一个正方形，上面散布着大量不同颜色的点点。我想那些是星星？不，不，不，不，不。那些是星系。哦，好的。所以这真的很巨大。是的。
事实上，如果你看得足够远，你实际上可以看到时间的倒流，就像宇宙的岩心样本一样。
岩心样本，就像你向下钻入地球，你可以看到所有这些沉积物等过去的层次？是的，是的。因此，这张图像看起来是二维的，但它实际上很深。就像你可以取这张图像并将物体排列到时间轴上，就像在地球上的岩心样本中看到的时间层一样。所以这有点像他们在进行考古挖掘，但却是针对太空的。♪
因此，离我们更近，就像这张图像中更新近的东西一样，星系看起来很华丽。它们具有这些优雅的螺旋形状。但是，如果你在这张图像中看得更深，然后转到不同的地层，你会看到几十亿年前，你会看到看起来不规则的星系。它们看起来更像橄榄球。
然后更深的地方，在那之前几十亿年，它们看起来甚至像这些不规则的斑点。然后更深的地方，在那之前几十亿年，好吧，那时你到达哈勃几乎无法分辨它们的地步，你根本不知道这些星系到底是什么样子。
所以哈勃拍摄的深空图像几乎就像向我们展示了这些星系的化石？是的，就像化石冻结在时间里一样。这些星系也冻结在时间里，因为它们的光花了这么长时间才到达我们这里。因此，这张图像包含了几乎整个宇宙的历史。
那么哈勃最终能看到多远？哈勃可以看到超过 130 亿年前，这并非一无所获。那就像几乎所有的时间。但有了韦伯，天文学家希望看到更远的地方。因此，韦伯将使我们能够看到可探测、可观测宇宙边缘最微弱的星系。我和凯特琳·凯西谈过。她是德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家。
她将使用网络追溯到数亿年前，甚至比哈勃带我们走得更远。哈勃深场背景中的微小光点将变亮并变得更加详细。然后，我们将看到过去更远的地方，在网络深场背景中出现更多光点。那么凯特琳只是试图追溯到更久远的过去，还是她在寻找一些具体的东西？哦……
她在寻找一些让我不寒而栗的东西。她在找什么？宇宙黎明。
我们正在寻找在宇宙时间之初开启的第一束光及其对周围环境的影响。那是大爆炸吗？不，不，实际上根本不是。我们还无法看到大爆炸之前的一切，但宇宙经历了几个阶段才到达今天。你知道，我们都经历过阶段。首先是大爆炸，这场宇宙爆炸。
然后有一段时间，一切都是一种热汤。基本上，存在一种弥漫整个空间的热等离子体。你知道，你可以把它想象成一团糊状的热气。然后宇宙冷却了一点，进入它的下一个阶段，在这个阶段，它被这种稠密、遮蔽的原始气体雾所主导。根本没有光。
科学家称之为黑暗时代。那么当时的整个宇宙都是黑暗或不可见的？是的，但后来发生了一些事情。那层雾消散了。它变得透明了。这是怎么回事？那是她试图弄清楚的吗？我们知道吗……
是什么让我们看到光？是的，科学家们对导致这种情况的过程有相当好的猜测。因此，用科学术语来说，当雾变得透明时，它就被电离了。科学家们知道什么可以电离这样的气体，那就是星光。如果你有一团气体，它遇到高能光，这种高能光会电离这种气体并使云解离。
所以这里的想法是，光本身就是将宇宙从不可见变为可见的事物。是的。
宇宙的黑暗第一次被光所笼罩。因此，如果那束光刚刚开启，然后照射到那团气体上，并真正将整个宇宙从黑暗的地方变成光明的地方。但他们仍然不知道那束光究竟是什么。那就是凯特琳将试图寻找的吗？哦，是的。她在寻找改变我们宇宙的第一批恒星、第一批星系。
我们试图看看哪些星系首先开启。除了，我不知道，完全令人敬畏之外，我的意思是，凯特琳试图回答什么样的问题？
识别宇宙的第一束光能够帮助我们解决什么问题？因此，当我们识别宇宙的第一束光时，我们实际上是在识别第一批星系。一旦我们了解了这些第一批星系在哪里，这有助于我们了解早期宇宙中物质和暗物质的分布。
我们想知道为什么今天的一切都是这样。就像，你知道，如果你有一张动物进化图像，你知道，你可以类似地考虑宇宙的进化。就像你需要看到早期的例子才能完全理解我们是如何从那里走到今天的。你知道，在过去的这两集中，我们一直在谈论寻找更多的系外行星。我们一直在谈论寻找宇宙的第一束光。
我们谈到了网络比哈勃更先进的所有方式，以及哈勃比之前的更先进的方式。
这让我很好奇网络无法做的事情以及接下来可能发生的事情。我的意思是，我们知道这是人类有史以来建造的最先进、最酷的望远镜，但一定会有下一个望远镜，对吧？哦，是的。总会有更多的东西。网络不会是最后一个太空望远镜。总会有更多的问题需要回答，即使网络也无法真正解决的问题。
但我们并非完全处于黑暗之中。科学家们知道很多这些谜团是什么，他们甚至知道如何解答这些谜团。但首先，他们需要一些新型望远镜和遥远的地方来做一些疯狂的事情。它们还没有建造。所以科学家们需要开始工作。接下来，在韦伯太空望远镜之后仍然存在的谜团以及将试图解决这些谜团的未来望远镜。
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无法解释的。无法解释的。我们回到布莱恩这里。你好。我们最后谈到网络并非所有望远镜的终结，还有更多网络不够先进而无法探究的谜团。是的。所以我一直在与许多科学家交谈，我听说过三个非常酷的望远镜，它们确实可以突破网络无法做到的事情的许多界限，而且方式非常有趣。
好的，三个潜在的酷炫未来望远镜。让我们从第一个未来望远镜开始。第一个未来望远镜将被称为 HABX，即宜居系外行星天文台。好的。HABX 的全部意义在于寻找地球的孪生兄弟。
我们可以找到一颗像地球一样的行星围绕着一颗像我们的太阳一样的恒星运行，并将其识别为这样的行星。这是萨拉·西格。她是麻省理工学院的行星科学家，她的工作全部是寻找这些其他的地球。我喜欢将我的工作描述为我在寻找外星人。因此，网络的一个很大的局限性在于，尽管它可以看到各种各样的酷炫行星，但它
通常，它们会围绕着较暗的恒星运行。哦，所以熔岩行星围绕着一颗较暗的恒星运行？是的，是的。实际上，对于我们来说，用网络探索围绕着较暗恒星运行的这些行星并不少见。
但是，在像我们的太阳一样的恒星周围找到另一个地球会困难得多，因为像我们的太阳一样的恒星非常明亮。地球比我们的太阳暗 100 亿倍。并且靠近如此明亮的恒星的行星非常难以看到。因此，如果我们想出去寻找地球的孪生兄弟，我们需要进入下一个层次，使用不同类型的望远镜。
那么这就是 HABX，新的望远镜发挥作用的地方吗？是的，是的。因此，萨拉是真正推动这种望远镜，这种概念的科学家之一。这种望远镜背后的想法实际上很简单。好的。HABX 天文台将分为两部分。一个是望远镜，一个光学望远镜，很像哈勃。好的。但关键是第二部分。
它就像一把漂浮在望远镜旁边的伞。从字面上看，我们想竖起一个巨大的、形状特殊的屏幕，称为星影。星影？是的，它的名字取得非常好。因此，星影的存在是为了与望远镜和恒星完美对齐，从而阻挡来自恒星的一些光线。星影将位于远离地球的太空中，并将与太空望远镜一起运行。因此，这些东西将恰好对齐。
然后我们就能看到其他的地球、其他的木星或其他的行星，无论那里有什么。我几乎可以想象棒球中的外野手试图接住高飞球，举起他的手套来遮挡阳光以便看到棒球。是的，所以星影就是这样，但它非常巨大。它的直径达数十米。因此，它看起来像一个巨大的向日葵的轮廓。这仅仅是关于发现这些行星，还是关于……
更多地了解它们。是的，就像网络一样，它能够确定大气层的成分。它能够探测这些行星上的氧气，而网络则不适合探测氧气。如果 HabX 和星影发现一颗含有氧气的行星，我的意思是，这并不是生命存在的完美标志，但它确实增加了这种可能性。是的，我的意思是，它可能……
在含氧行星上存在生命的可能性比在熔岩行星上存在生命的可能性更大，对吧？我的意思是，据我们所知，我们对哪些行星适宜居住，哪些行星不适宜居住做出了许多以地球为中心的假设。韦伯完全可以打破这些假设。但与此同时，如果生命可以在地球上存在，我们应该寻找类似地球的行星。当你抬头仰望夜空，看到上面所有的星星时，你会想知道那里有什么。
你知道，我们几乎可以肯定你看到的恒星都有行星。对我来说，令人惊奇的是，我们可以了解到关于那颗行星的一些信息。也许不是地球所拥有的一切细节，但我们可以了解一些信息，并了解遥远的世界。
好的，这是一个潜在的未来望远镜，HAB-X，它有一个星影伞来遮挡太阳并看到类似地球的行星。是的。另一个可以带我们超越网络极限的未来望远镜是什么？因此，天文学家希望建造望远镜来观察比韦伯更久远的过去。就像宇宙第一束光之前？是的，是的。我们甚至可以认为我们可以做到这一点，这有点大胆，但这是可能的。这仍然是天文学家梦想有一天能够做到的事情，
能够做到。我和保罗·赫兹谈过。我是美国宇航局天体物理学主任。他讲述了一个关于科学家们认为宇宙第一束光之前发生的事情的故事。当宇宙第一次被创造出来时，在大爆炸之后，它非常热，以至于原子无法存在。它只是亚原子粒子的等离子体。所以这是你之前谈到的宇宙大爆炸后的热汤阶段？是的，是的。然后是黑暗时代。
我们无法用光来观察宇宙的那一部分。但是有一些望远镜可以探测到非光的东西。在黑暗时代，所有这些氢原子都发射出非常微弱的无线电波。因此，如果你建造合适的无线电望远镜，非常大，非常灵敏，那么你将能够探测到无线电波，我们可以研究第一批恒星和第一批星系之前的宇宙。
为此，你将在月球的远端建造一个巨大的无线电望远镜。这是月球永远不会面向地球的一面。这是一个真实的想法。那里有几种设计。一种称为远端。另一种称为黑暗时代无线电探测器。啊。
所以月球有点像阻挡辐射和光线之类的东西？是的。因此，这些早期的无线电波非常微弱。这里太吵了，听不到它们。我们产生大量的无线电噪声。但是整个月球都可以充当这个巨大的屏障。当然。它是数千英里的岩石。因此，无线电波无法穿透它。
好的，我们有星影，它允许第一个潜在的未来望远镜遮挡太阳并看到类似地球的行星。是的。然后我们有远端，这是一个潜在的无线电望远镜，可以带我们回到宇宙第一束光之前。第三个可以带我们超越网络的潜在未来望远镜是什么？哦，第三个太酷了。我们可以追溯到这些无线电波之前。追溯到多远？
几乎回到大爆炸本身。好的。因此，这种望远镜的概念被称为 LISA，即激光干涉空间天线。很好的缩写。是的，让我们坚持使用 LISA。好的，那么这个望远镜如何带我们回到无线电波之前？
到目前为止，我们一直在谈论的望远镜“看到”的是不同的电磁形式，光学光、红外线、无线电波。这些都是电磁波。LISA 是一种可以探测引力波的望远镜。好的。
是的，是的。这有点奇怪，但就像波可以在海洋中形成一样，它们也可以在空间本身的结构中形成。好的。所以想象一下，如果一些黑洞相互碰撞。这种碰撞是如此巨大，以至于它可以震动空间。所以它就像拍打空间一样。空间将传播这种运动作为波。空间内的任何东西……
都会扭曲。事物会缩小，会伸展。这就像看哈哈镜，但我们是在镜子里面，可以这么说。我们能看到自己变得摇摇晃晃、像马戏团一样，或者至少能探测到这些波吗？是的，是的。我们实际上拥有这项技术。因此，在 2015 年，科学家们探测到了来自两个黑洞碰撞的引力波。
他们有可能探测到来自大爆炸之后、来自宇宙热汤阶段的引力波。在那段时间里，宇宙是不透明的，它是一种非常浓稠和热的等离子体，压力波在其中移动。这种压力使物质来回移动，从而产生引力波。这些引力波是……
你可能会猜到它们非常微弱。因此，我们需要一个巨大的探测器。因此，我们需要一个引力波天文台，它的两端相距一百万公里。对不起，一个望远镜系统天文台的东西，它的两端相距一百万公里？是的。这怎么可能做到？
哦，你知道，你把它放在太空中。好的，有道理。是的，所以 LISA 是，它是三个形成三角形的卫星，这个三角形的每一侧，就像，都超过一百万公里长。它来回发送激光，并测量卫星之间距离是否发生了变化。如果它发生了变化，那是因为引力波经过并收缩或膨胀了空间。嗯。
那么这基本上是我们能接近大爆炸的程度了吗？我们还能比这更进一步吗？是的，这可能是目前的极限。当然，科学史表明，很多时候我们认为某些东西是不可测量的或不可知的，直到有人足够聪明地想出如何测量它以及如何知道它。在这里稍微放大一下。
这些望远镜有多现实？这些只是思想实验，还是这些实际上正在进行中？LISA 的计划正在进行中。我提到的另外两个……
它们在待办事项清单上，我们获得它们的顺序还有待确定。所以最后一个望远镜，LISA，这是一种终极望远镜，是我们能想到的最强大的望远镜吗？你知道吗？这很有趣。我们一直在谈论望远镜的升级，就像它是 iPhone 一样，但实际上……没有……
完美的或通用的望远镜。每个望远镜，无论是在地球上还是在太空中，都是为了进行特定类型的科学而设计的。因此，LISA 在听到这些原始引力波方面非常出色，但它对其他一些东西，如星光，却视而不见。这只是你在制造望远镜时必须决定的权衡。你可以建造一个擅长一件事的望远镜，但它可能在其他方面有所欠缺。
当科学家们考虑建造这些未来的望远镜并将它们与哈勃或韦伯的当前益处进行权衡时，他们是否会问这样的问题，为什么？我的意思是，这只是一个不言而喻的问题，即我们想要更多地了解并看得更远并建造更好的望远镜吗？还是仅仅是……
试图为了知识而积累更多知识，只是试图了解我们是谁以及我们从哪里来。实际上，我从凯特琳·凯西那里得到了一个令人着迷的答案。她是德克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家，她想寻找宇宙的第一束光。她告诉我，如果你回顾大爆炸、黑暗时代、宇宙黎明、恒星、星系、行星的诞生，我们就是……
其结果。就像，我们不能认为自己与世隔绝。我们是其中一部分。人类试图理解宇宙实际上是宇宙试图理解自身。是的。我只是喜欢这个想法，而不是考虑
作为人类理解宇宙。我喜欢将自己视为星尘，并且与宇宙的相同物质构成，我们都是同一件事在理解自身。这对我来说似乎真的很美。是的，就像宇宙已经建造了望远镜一样。我确实感觉到这里有一个良性循环。因此，当我们产生能量时
韦伯和其他望远镜将提供令人难以置信的图像，我们只会激励更多人感到好奇，并参与到宇宙变得自我意识的这个良性循环中。我们仍然必须走多远。每一个都反对我们。本集由布莱恩·雷斯尼克报道，由我，梅雷迪思·霍德诺特制作。
诺姆·哈森费尔德创作了音乐并编辑了这一集，在吉利安·温伯格和伯德·平克顿的帮助下。曼迪·阮核实了事实，克里斯蒂安·阿亚拉负责混音和声音设计。特别感谢乔斯·方分享了她与罗伯特·威廉姆斯采访的音频。乔斯制作了一个关于 90 年代哈勃深场项目的精彩视频，你可以在我们的时事通讯中找到它。劳伦·卡茨负责我们的时事通讯，利兹·凯利·尼尔森是 Vox 音频的副总裁。
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