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Cosmic Queries – The Big Stretch

2024/10/22
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AI Deep Dive AI Insights AI Chapters Transcript
People
N
Neil deGrasse Tyson
以主持《宇宙:时空之旅》和《星谈》等科学节目而闻名的美国天体物理学家和科学传播者。
Topics
Neil deGrasse Tyson: 光子是能量的纯能量包,以光速运动。它们来自原子中电子从高能级跃迁到低能级时释放的能量差。燃烧的蜡烛释放光子是因为蜡燃烧释放能量。 引力波是时空结构的涟漪,由大质量物体的运动产生,例如两个黑洞的碰撞。LIGO探测器通过测量激光干涉仪臂长的微小变化来探测引力波。 宇宙的结构可以比作一种可伸展的物质,它可以被拉伸,甚至可能最终撕裂(大撕裂)。宇宙大爆炸更准确的描述是宇宙的快速膨胀,而不是爆炸。 地球上的大部分能量最终都来源于太阳,潮汐能则主要来源于月球,但太阳也对其有贡献。锇的密度比金高,是因为锇原子间的堆积更紧密。 Harrison Greenbaum: (主要参与讨论,但没有提出独立的论点,而是与Neil deGrasse Tyson一起探讨问题)

Deep Dive

Key Insights

Why do photons come from candles or stoves?

Photons are released when electrons in atoms drop from a higher energy level to a lower one. In candles or stoves, heat causes electrons to become excited and then drop back, releasing photons in the process.

Why did it take a century to detect gravitational waves after Einstein's prediction?

Einstein predicted gravitational waves in 1916, but the technology to detect them was not advanced enough until 2015. The first detection was made using LIGO, which can measure tiny distortions in space-time caused by passing gravitational waves.

Why is the universe described as a 'fabric' that can stretch and rip?

The Big Bang is not an explosion in the traditional sense but rather a rapid stretching of space-time. The term 'Big Stretch' more accurately describes the expansion of the universe from a singularity.

Why do black holes form after a star goes supernova?

Stars above a certain mass will collapse into black holes after a supernova. If the star's mass is sufficient, the gravitational pull will be so strong that it will collapse into a singularity, forming a black hole.

Why can't black holes be dark matter?

Dark matter does not interact with ordinary matter except through gravity. Black holes, made from ordinary matter, would interact in ways that would make the universe look different from what we observe. Therefore, dark matter cannot be black holes.

What are the sources of tidal energy?

Tidal energy primarily comes from the gravitational pull of the moon, with a smaller contribution from the sun. The moon's gravitational force causes tides to rise and fall, which can be harnessed for energy.

Why is osmium denser than gold despite having fewer protons?

Osmium atoms pack more closely together due to their atomic and quantum properties, making osmium the densest element, not the heaviest. This density makes osmium useful in applications requiring hardness and durability, such as fountain pen tips.

Chapters
Photons are packets of pure energy that travel at the speed of light. They're created when energy within atoms or molecules is released, such as when electrons drop to lower energy levels. This happens in fire, including birthday candles, where energy from a match or lighter ignites the wick and melts the wax, which then serves as fuel, releasing photons in the process.
  • Photons are packets of pure energy.
  • Photons are created when energy is released from atoms or molecules.
  • Fire creates photons by releasing energy from burning fuel sources like wax.

Shownotes Transcript

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欢迎来到 StarTalk,这是你在宇宙中的地方,科学与流行文化在这里碰撞。StarTalk 现在开始。这是 StarTalk。我是你的私人天体物理学家 Neil deGrasse Tyson。我们今天正在进行宇宙问答。抓,哦耶。

我向左看。我没有看到 Chuck Nice。Chuck,你做了什么?我们看起来有点不一样。Harrison Greenbaum,欢迎回到 Star Talk。是的,很高兴来到这里。谢谢你邀请我。是的,上次是野兽。

在新冠疫情之前。没错。你上次出现在这里的时候。我们之间经历了一场大流行病。一场大流行病。而且你还参加了拉斯维加斯的驻场演出。是的,那段时间我走遍了全国各地。然后又回来了。所以祝贺你的才华带你走到今天。谢谢。现在你就在我位于美国自然历史博物馆的办公室里。这里发生的事情和马戏团一样多,我得说。哦,我的天哪。

不,好吧,宇宙本身就是一个马戏团。绝对是。而且那里发生的事情远不止三个环。是的。土星有环。宇宙中的多环马戏团。所以这是一个大杂烩。太棒了。你已经拿到问题了。我还没看过。因为它是一个大杂烩,所以它是一个没有我们请来的专家的大杂烩。所以我是你的专家。太棒了。我会尽力而为。

如果我不知道答案,我会直接说,我不知道。好吗?好的。但你必须- 我们有 Siri。我们确实有,我们有可用的工具。我们有聊天 GPT。你的意思是,你有办法帮我解围?好的。好吧。

如果我们不知道,它可能是已知的。好的。好吧。你第一个问题是什么?好吧。我们有 Lena McGrath。她写道,你好,Neil。我是来自奥兰多的 Lena。光子从哪里来?例如,它们已经在我的生日蜡烛里了吗,还是它们是由火产生的?哦,我喜欢这个。没有具体说明她是哪一天生日。

没有。没有。但她仍然使用蜡烛。是的。你觉得你几岁停止使用蜡烛?一旦蛋糕太满了。是的。我想我在 30 岁时就停止使用了。哦,哇。那比我持续的时间长。我坚持了很久。我想高中毕业后,我就不用蜡烛了。所以这是一个很好的问题。它让人想起迈克尔·法拉第在 19 世纪写的一篇著名文章。它叫做《火是什么?》

哦。因为它是什么?这是我经常使用的表情符号。哦,好的。我见过这个表情符号。你能摸到它吗?你能抓住它吗?你能拿着它吗?不能。那它是什么?所以有一篇 19 世纪的著名文章。所以光子是一个能量包,纯粹的能量包,它以光速运动。

它唯一知道如何做的事情就是以光速运动。顺便说一下,能量可以通过多种不同的方式表现出来。好的。你可以拥有势能。现在,为什么你从窗户跳下去会伤到自己?好的。这是有原因的。好的。因为当你落地时,能量会杀死你。我以为是人行道。好的。你的身体里有能量。是的。

当你下落的时候。演出前喝了一罐红牛。哦,是的。随着你下落得越来越快,能量不断积累。对。然后你撞到了人行道。你运动产生的所有能量,动能,都以机械能的形式回到你的体内。你的身体适应机械能的唯一方法就是破坏东西。

因为骨折需要能量。当然。能量可以通过不同的方式表现出来。你在跳窗前乘坐电梯越高,落地时骨折所需的能量就越大。这就是为什么从高处跳下比从低处跳下造成的伤害更大的原因。但如果你正在观看此视频并思考这个问题,请不要这样做。不要在家尝试。不要这样做。超过一定高度,就会有空气阻力。你会达到所谓的终端速度,空气会吸收掉能量。

其中一部分能量。我即将终止。被终止。终端速度将被终止。所以还有其他方式可以储存能量,比如在原子内部。电子可以处于许多不同的能级。原子内部有能级。它不是能量的连续位置。如果一个电子处于较高的能级,并且发生了某些事情使其下降到较低的能级,

它就失去了能量。它去哪儿了?实际上,它可以去两个地方之一。如果另一个原子撞击它,该电子的一些能量可以转化为另一个原子的动能,因为它会偏离。这种情况经常发生。所以它是动能。掠夺它的能量。好吧。但偶尔,它只是轻推它一下。电子去激发。

进入较低的能级,那能量去哪儿了?砰的一声,一个光子从原子中释放出来,其能量恰好等于电子能级之间的差值。所有的能量都被解释了。所以,光子以光速向随机方向运动。这就是光子的来源。它们来自原子中曾经是能量的方式,

或原子、分子和其他粒子的振动。在这些振动中,它可以通过释放光子来损失能量。这就是正在发生的事情。它以各种方式发生。如果你有一个电炉,你打开它,最终它会发出红光,

它像蓝色、橙色,是不同的颜色。我希望你的炉子不会发出蓝光。你可以根据我做饭的方式判断我无法回答这个问题。你不知道炉子是什么。你不知道,你在天体物理学上是正确的,但在厨房里你完全错了。好的。所以你的炉子能达到的最高温度是红热。明白了。

但如果你有一个无限的旋钮,它会变成白热,最终变成蓝热。不代表我的乐队名称。如果我组建乐队,无限旋钮。哦,无限旋钮。蓝热更好。其中一个。选一个。我同意你的看法。我会去看你的。好的,太好了。所以炉子发出红光的事实正在发光。红光。所以你有振动...

炉子加热元件中的粒子,这些振动实际上会释放光。在某种程度上,这会冷却炉子,除非你不断地向炉子泵入能量。对。如果你关掉炉子,它仍然会发出红光,但随后它会逐渐消失。为什么?因为它在放弃所有能量而没有得到补充。如果它很热但没有发出红光,它仍然会发出光子,但不是红色光子。

如果它很热,通常是什么?你还记得吗?不要碰它。在它冷却之前仍然不要碰它。所以实际上,如果你戴上红外护目镜,它会在红外线下发光。这仍然是一种光。你可以拥有红外光子。所以所有这些方式都会产生光子。恒星在它们生命的每一刻都在这样做。光子不断地在宇宙中穿梭。

这种情况将一直持续到最后一颗恒星死亡。那么这与生日蜡烛有什么关系呢?哦,很好。谢谢你把它带回正题。我觉得 Lena 现在在家。她正在庆祝她的生日。蜡烛已经融化了。它毁了蛋糕。就像,Neil,答案在哪里?所以你必须从其他地方给蜡烛提供能量。

打火机或火柴,这里没有免费的午餐,能量必须来自某个地方,所以那将是蛋糕,好的,你会点燃蜡烛的灯芯,它通常涂有蜡,因为蜡烛是由蜡制成的,所以你点燃灯芯

它将使用熔化的蜡作为燃料来源。就是这样。现在,为什么整个蜡烛不会立即燃烧殆尽?因为灯芯正在吸入熔化的蜡,如果你有太多的蜡,它会熄灭火焰。你只需要适量的蜡来喂它并保持它燃烧,蜡烛在这方面很漂亮,好吗?如果蜡烛变得有点...你试过这个吗?

现在谁还用蜡烛?但你有一根三英寸的蜡烛,比如说,它上面有液体。如果你把液体倒向灯芯,你可以熄灭灯芯。对。你说,如果它用灯芯点燃,为什么会这样?你有没有质疑过这一点?我有几根香味蜡烛。当我睡着时,它们中的大多数闻起来都像我的公寓着火了。为什么液体蜡会熄灭灯芯,而灯芯需要液体蜡才能燃烧?对。因为在给定时间内它太多了。太多了。

所以灯芯以你需要的速度吸入适量的蜡,它可以燃烧进入的小液滴。所以能量,启动能量来自火柴或打火机,你点燃灯芯。现在灯芯只是燃烧能量。

蜡。蜡是几个世纪以来让我们保持光明的重要物质之一。蜡烛,你知道,17、18 世纪。我们没有灯泡。所以蜡烛是一种东西。蜡烛。所以蜡是一种燃料来源。顺便说一下,如果你把蜡加热到足够热,它会熔化,你只要继续加热它,它就可以在没有灯芯的情况下燃烧。

什么?这发生在我家里。我点燃了锅里液体蜡的整个表面。我以为你告诉警察这是一场意外。不,我以前做过蜡烛,好吗?我只是想想象一下这个生日派对。我以前做过蜡烛。所以你融化蜡烛,然后你可以蘸。发生的事情是你蘸一根灯芯,所以它会被...弄湿

湿蜡。你把它放在空气中。室温空气会冷却蜡,然后它就变成了一根细蜡烛。你再次蘸它,它会不断地形成一层又一层的蜡,直到它达到你想要的厚度。好的,这是一种制作蘸蜡烛的方法。通常,你只需将其倒入模具中即可。好的,所以我融化了这个锅。我有很多蜡烛碎片,对吧?你把它们都放进去。你把死灯芯拉出来,现在我有液体蜡

蜡烛蜡。我把它放在炉子上太久了。它着火了。你不能往上面浇水。哦不。它比沸水还热。所以如果你把水放进去,水会被加热,开始沸腾,然后

然后它会把燃烧的蜡碎片煮出房间。所以只有一种方法可以扑灭那场火。把它扔出窗外。是的。

希望它的势能足够高。是的,现在你要给它额外的势能或动能。所以不,你得拿个盖子盖住它,这样就能闷住它。这是一个不那么令人兴奋的答案。它完全不那么令人兴奋,但我足够了解。你把它闷死了。我足够了解,是的,你把它闷死了。我足够了解热力学,这就是你这样做的方式。所以蜡烛不会一次全部燃烧,因为它一次只能燃烧一点,它会一直燃烧到尽头。就是这样。很好。好吧,祝你生日快乐,Lena,我想。是的,无论你多大。

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嗨,我是来自俄亥俄州哥伦布市的 Ernie Carducci。我和我的儿子 Ernie 在这里,因为我们每天晚上都收听 StarTalk,并在 Patreon 上支持 StarTalk。这是 Neil deGrasse Tyson 主持的 StarTalk。

哦,顺便说一下,这些都是我们的 Patreon 支持者。他们付费。所以你可以以我们的入门级金额(每月 5 美元)作为 Patreon 支持者提问。所以去吧。好吧,我们有 Alan Rayer。他写道,

挥手表情符号,牛仔表情符号。我是来自立陶宛的 Alan。那里有很多牛仔。一直对引力波感到好奇。请解释一下他们在 2015 年是如何以及实际探测到了什么?哦,非常好。是的,那是第一次探测到引力波。很好。有趣的是...

这是爱因斯坦预测这种东西存在的百年纪念,接近百年纪念。我认为这个预测是在 1916 年提出的,但基本上是爱因斯坦预测的百年纪念。所以花了一个世纪才证实他的预测是正确的。所以只是为了说明这一点。好吧。所以它的工作原理是,根据爱因斯坦的广义相对论,你在这里,对吧?

我们说你有一个引力。我不知道你是否知道,但你确实有,对吧?我喜欢它。好的,你的质量越大,你的引力就越大。在过去的几年里,我的引力越来越大。是吗?好的。所以它会根据你的质量增加。更重要的是,我们可以测量它。如果你在时空中移动,

那么你的引力场需要以某种方式对此做出反应。因为它以前在这里,现在你在那里。牛顿将引力描述为一种远距离的力。好的?远距离作用。但他仍然感到困惑。它如何跨越空间的真空?发生了什么?我们如何了解彼此?我们如何知道什么...为什么我们知道...为什么?他知道他的方程式有效。

所以他继续研究,但是...这需要一些信心。它仍然...他就像,我知道这些是对的。我无法证明,但我 100% 确定。我无法证明它?空间真空中发生了什么,但它正在起作用。证据 A,相信我。相信我。所以它正在起作用。爱因斯坦说,引力与其说是远距离作用,不如说是一种...

时空结构的扰动。所以,扰动太剧烈了。它是物质和能量存在于任何地方的时空结构的形状。让我们以黑洞为例。黑洞是对时空的扭曲,以至于连光都无法逃脱。这就是为什么我们称它为黑色的原因。

你出不来,这是一个黑洞。有史以来最好的命名。所以如果你只是在黑洞附近徘徊,你会感觉到你的轨迹被它改变了。牛顿会说这是远距离作用。爱因斯坦会说这是弯曲时空的形状。你只是跟随时空想要带你去的地方。就像在 NASCAR 中,他们真的在左转吗?

不,因为赛道是倾斜的。倾斜使他们向前,使汽车向前。我觉得车手们会对此感到非常不安。就像,我们在训练什么?是的,所以他们的转向主要是为了在车流中 maneuvering,而不是在绕赛道行驶时左转。所以赛道正在塑造他们的路径,就像时空会塑造交通的路径一样。

任何移动的东西,但光是最好的示踪剂。当两个黑洞碰撞时会发生什么?我的天哪。黑洞碰撞,它们已经是时空连续体的扰动。现在它们走到一起,这是一个如此大的扰动,以至于它们会在时空结构中产生涟漪,以光速传播。

涟漪。因为当它们越来越近时,它们旋转得越来越快,然后它们走到一起,就在那一瞬间,噗的一声,出现了一个涟漪。第一个被发现的涟漪已经传播了 30 亿年。你如何探测到它?我们需要特殊设备。

我们称之为 LIGO,激光干涉仪引力波天文台,明智地缩写为 LIGO。所以他们有两个,我忘了它们有多长,几公里长的隧道被抽空,没有空气。他们有激光同时从另一端的镜子进入隧道并返回。这两束激光相互了解。它们是相干的。

发射时,它们以相同的节拍前进。如果在往返过程中时空结构发生了变化,那么其中一条路径将与另一条路径略有不同,略长或略短,然后波将不再匹配,你可以得出结论,这里发生了一些事情,而那里没有发生。

它们彼此成直角。所以这个波,这个引力波,当它冲刷天文台时,取决于哪个角度相对于波的方向,它们会彼此拉伸或膨胀不同的量。他们测量了这个。他们测量了它。他们知道两个碰撞的黑洞在他们的实验中应该是什么样子。匹配上了。宣布了这一消息。诺贝尔奖被授予。

现在,只是为了说明情况。你用一种语气说它们是,后来发现它是错的。不,不,不。我有一个后续问题。2017 年,他们收回了它。事实证明,其中一个只是稍微震动了一下机器。不,他们只是在 2015 年发现了它。诺贝尔奖是后来的。明白了。好的。好吧。很多人不知道爱因斯坦写下了第一个方程式,使激光器后来得以发明。

这是他盘子里的面包屑。对。好的?当你那么聪明的时候,面包屑会做伟大的事情,因为你专注于主要事件,比如相对论和其他事情。他的笔记本背面只写着隧道激光。所以爱因斯坦发明了一个新的宇宙理论,广义相对论,它预测了引力波的存在。

此后不久,他写下了允许发明激光的方程式。几十年后,人们发明了激光。几十年后,他们使用激光来测量和发现引力波的存在。并娱乐猫。是的。爱因斯坦是个 badass。100%。人们从他盘子里掉下来的面包屑中获得了诺贝尔奖。

他应该获得八项诺贝尔奖。对。他获得了吗?是的,他获得了一项。好吧。好的。好的。好。他获得了一项。但对于其他东西,我的意思是,不是因为他最伟大的工作。对于非常重要的工作,但不是因为他最伟大的工作。他证明了原子确实存在。

那很好。我想说。他还证明了光以称为光子的离散数据包的形式出现。我们刚刚谈到的。我们刚刚谈到的。所以那很好。那很好。一生中,你做得很好。但你做到了,然后继续前进。是的,但与此同时,我正在学习魔术,而你差点用最大的蜡烛烧毁你的房子。这就是背景故事。

这方面的首席科学家是基普·索恩。是的。基普·索恩。看过电影字幕的人会认出基普·索恩是电影的联合执行制片人之一,

很好。这就是你知道如果里面有任何黑洞,他们会把它弄对的原因。是的。好的?你不必再次检查那个。他明白了。是的。是的。我喜欢这个。好吧。再给我一些。好吧。好吧,你刚才在谈论空间结构。所以提出这个问题是有道理的,因为 Matt D 写道,Neil deGrasse Tyson 博士,您好。我是来自俄克拉荷马州的 Matt,我对空间结构有一个疑问。全部大写,它是什么?

你像撕布纤维一样撕开它,然后把它缝合起来。别激动,Matt。好的。好吧。所以他对“结构”这个词有疑问。也许。我的意思是,听起来他认为它是一种结构。好吧,它确实会拉伸,莱卡风格,好吧?所以宇宙会拉伸,但我们不知道它会继续拉伸多久。哦,就像我的裤子最终会拉伸一样?它会断裂?去过那里,做过那件事。我想我们做了一整集关于,

或者一整节关于宇宙未来的内容。一个可能的未来是它会膨胀得如此之快,以至于宇宙的结构无法跟上它,它会撕裂。它被称为大撕裂。我很害怕,因为我终于习惯了时空的拉伸,无论这意味着什么,对吧?现在你要告诉我它正在拉伸,它会撕裂?

哦,我的天哪。我们知道它会在哪里撕裂吗?我们在撕裂点附近吗?我们需要移动一点吗?在上面放一些预缝线以保持它继续下去?它会在它的核心处撕裂。结构内的所有地方都会分解。撕裂和结构这两个词连在一起。但在我们使用结构中的撕裂这个词之前,我们将空间称为拉伸的橡胶板。

也许它可以永远拉伸。就像,我们不知道。我们只是不知道。所以现在问题的具体内容是什么?它只是说,它是什么?结构是什么?我们只能说空间的行为就像它是一种有弹性的物质。

选择任何你想给它的词。对。也许我们应该称它为宇宙的莱卡。氯丁橡胶。氯丁橡胶。对。我不知道。随便叫它什么,但我们试图找到一个类比,让它更容易被你、任何人、我们自己理解。所以宇宙的结构似乎非常符合这个说法,一直到撕裂。

对。所以这就是原因。那就是宇宙中的一切都分解的时候,包括我们?哦,你也是宇宙中的一部分。所以是的。我试图保持乐观。是的。所有的电子、质子和中子,它们不会全部

分裂,但你会完好无损。好的。没错。就是这样。我会感觉到吗?是的。我很害怕。如果它真的发生了,它将在 220 亿年后发生。哦,所以我们没事。我们没事。不,我已经把它记在我的日历上了。所以结构是一个比喻,但它是一个非常恰当的比喻,用来描述宇宙是什么,因为宇宙可以弯曲并弯曲回自身。它可以拉伸。是的。

如果你对结构不满意,想出另一个词,但我认为我们很好。我认为它很好。好吧。好吧。这个问题来自 geezer windbag。Neil deGrasse Tyson 博士,您好。我很好奇为什么我们说宇宙在大爆炸中爆炸了。在我看来,更有可能的是奇点膨胀并分裂,我们看到的宇宙仍然都在奇点内,奇点外的观察者仍然会看到一个奇点。但从我们的角度来看,宇宙是无比巨大的想法。

好的,所以有几件事。如果他不喜欢“爆炸”这个词,我也可以接受,因为孕育宇宙的奇点是时空的快速膨胀。就是这样。看到我做了什么了吗?所以快速的膨胀,你可以说,有没有爆炸?你知道什么是爆炸吗?它是在介质中快速移动的冲击波。这就是吹破窗户和吹倒门等的原因。

它是在空气中传播的冲击波。好吧,大爆炸并不是穿过其他东西的东西。它是空间和时间的膨胀。所以说它是“大膨胀”而不是“大爆炸”更准确。“大爆炸”这个词被——现在我们回到70年前——被大爆炸的反对者贬义地使用,他们无法想象宇宙会以这种方式开始。

他希望宇宙在任何时候都处于稳定状态。所以他用“大爆炸”这个词来侮辱人们的想法。他来这里说,你知道吗?这个理论有点牵强。他们说,你不知道你有多正确。完全正确。这是一个延伸。所以是的,这是一个比喻,但我们对此很满意。

好的,酷。好吧,谢谢你,Geezer Windback。不,不,但他还问了关于它的其他问题。他说,奇点膨胀和分裂的可能性更大吗?我们看到的宇宙仍然都在奇点内?我们不再是奇点了。所以任何观察我们的人都不会说他们看起来像一个奇点。有趣的问题是,如果你观察我们宇宙的数学到地平线……

其中的物质密度,地平线的尺寸,如果你运行数学,我们拥有真实黑洞的所有相同属性。黑洞中心有奇点。那么我们是不是某个巨大的黑洞?相似之处在哪里结束?我们不知道。我们都可能在一个黑洞里?是的。是的。是的。是的。

我的书架上有一本书,描述了你掉进黑洞后出现的新的时空。你的时间变了。相对于黑洞外的所有人,它走得更慢。所以当你掉进去的时候,你会看到整个宇宙的未来历史在你眼前展开,一个新的时空连续体出现。听起来很棒。也可能被撕裂。

我指的是被撕裂的部分。是的。所以如果它弯曲得足够大,潮汐力就不会把你撕裂。你可以幸免于难。哦,这很酷。是的,是的,是的。是的,很好。感觉有点像一种死法。我完全想这样死。你知道,而不是被公共汽车撞到或躺在医院里。

把我发射到黑洞里。我会提交我的所有报告,直到我不能为止。好的。我们有Eliezer Vega。你好,Tyson博士。我是来自波多黎各的Eliezer。波多黎各。我喜欢那个地方。这是你能最好地发音的方式吗?波多黎各。好的。

我给你B+。波多黎各。我有一个关于重力的最后空白需要填补。如果重力是质量弯曲空间的结果,那么当恒星发生超新星爆炸时,空间仍然弯曲以形成黑洞,而不是立即恢复弯曲?当物质被炸开时,或者说得更好,是什么让空间记住之前在那里的是什么,所以当它爆炸并且物质分散时,空间不会恢复,而是保持弯曲成黑洞。你都明白了吗?哇。

质量超过一定值的恒星,当它们死亡时,会变成超新星,并留下中子星。质量更大的恒星,我们不完全确定它的边界,但质量更大的恒星可以变成超新星并形成黑洞。质量更大的恒星,超新星永远不会爆发。一直都是黑洞。所以在最后一种情况下,整个系统的全部质量都是黑洞的一部分。

最终的时空曲率与开始时相同。而那些有些物质被炸开,另一些物质变成黑洞的呢?是的,那个黑洞没有整个系统之前拥有的全部重力,因为其中一半被炸飞了。就这么简单。所以他思考这个问题是对的,但答案并不深奥。

这很好。好的。Matthew Jury写道,大家好。如果无限曲率意味着无限时间,那么引力奇点怎么可能存在?我们没有一个好的方法来谈论奇点。你会说陪审团还在审理吗?我会说这就是我们有弦理论家的原因。

弥合量子物理学和广义相对论之间的差距。一个是微观理论,另一个是宏观理论。但在宇宙的开始,宏观是微观的。整个宇宙都在量子领域运行。我看过《蚁人》。我明白了。是的,是的。好的。如果是这样的话,奇点发生了什么?因为你在量子物理学中得不到奇点。你可以在广义相对论中得到它。对。

所以这就是人们所说的奇点是上帝除以零的地方。你最近除以零了吗?错误。是的。是的。是的。错误。我会变魔术,让人们把东西放进计算器里,如果他们除以零,就没有魔术了,因为只有一个错误。所以对我来说,这非常重要。哇。好的。为了避免除以零。如果你除以零,这是一个错误。这是未定义的。我们不知道该怎么做。

然而我们知道这两个理论在它们自己的领域、它们自己的体系中有效,即微观和宏观。你把它们放在一起,这是一场不太可能像你计划的那样有效的 shotgun 婚礼。所以我们有顶尖的人在研究它。所以,我们不能告诉你奇点内部发生了什么。好的。仍然是一个谜。是的。星巴克冰苹果酥燕麦奶摇摇浓缩咖啡。

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Yogesh Jog写道,向我个人的天体物理学家问好。如果有人不断地在普朗克长度的距离来回旅行,这是否意味着它在永恒地旅行?他加了一个括号,说:(一个想法/试图说粒子不会出现和消失。它们只是在普朗克长度的距离上永恒地旅行,四种力在正确的时间击中它们,让它们存在于这个宇宙中。)

是的,我不知道他在说什么。我可以告诉你这一点。普朗克长度是我们能够测量的最小长度单位。它非常非常小。它几乎没有意义。它不是大小。它是你的用途。事实证明,在量子物理学中,一切都在运动。一切都在一直振动。

所以……令人筋疲力尽。要说有什么东西在普朗克长度来回移动,所有物质都在一直这样做。因为一切都在一直运动。总是。所以说让我们在普朗克长度做这件事,时间是无限的,我不知道这个问题中普朗克长度和无限时间是如何联系起来的,但是……

一切都在一直运动。这与测量无限时间无关。明白了。好的。尤其是在这个城市,对吧?纽约市?好的,我被解雇了。好的。这是来自Vinay Kashyap的。他说,你好。他的名字是什么?

Vinay?Vinay?好的。如果我很讲究的话,我会这样说Vinay。好的。Vinay。你好,我是来自印度的Vinay。我只是想知道为什么黑洞不能只是暗物质。它们似乎有很多。它们很大,似乎有更大的重力。最重要的是,我们看不到它们。让我们列出暗物质候选者。会有暗云吗?可能会有……

没有被宿主弧照亮的流浪行星被弹出到星系中。它可能是黑洞吗?事实证明,早期宇宙的物理学限制了普通物质的数量。黑洞算作普通物质,因为你是用普通物质制造它们的。它限制了它。我们在早期宇宙中调整着一组精细的旋钮

来理解宇宙是什么以及它变成了什么。所以这些旋钮很有趣,因为有些旋钮组合根本不起作用。你得不到宇宙。或者你得到的宇宙与我们拥有的宇宙大相径庭。所以暗物质的问题在于它不与……

与普通物质相互作用,除了通过重力。所以如果你看看它在早期宇宙中所做的事情,它不可能是普通物质。否则我们将拥有一个与我们拥有的宇宙完全不同的宇宙。而黑洞是由普通物质构成的。它必须是某种

超越我们对电子、质子、中子、原子、分子、固体、生物学、化学、物理学、心理学所做的测量的奇异物质。我们所知和所爱的一切都超出了暗物质的范围。所以让我们说我们有非常好的理论证据,理论支持为什么暗物质不可能是黑洞。

我们有Mike Muhammad Kake。我认为它的发音像鸟一样。Kake。Tyson博士您好。我是来自德国柏林的Mike Kake。众所周知,地球的大部分能量都来自太阳,但我很好奇潮汐能量的来源。它可以追溯到太阳吗,还是源于不同的起源?潮汐能量可能有不止一个来源吗?我喜欢这个。因为当我们谈论绿色能源时,我们谈论的是可再生能源。如果你能……

把植物变成汽油,我们用乙醇来做。这是玉米里的那个吗?我妻子是内布拉斯加州人,如果我不知道玉米的事,她会非常失望的。她会踢你的屁股。是的,我认为乙醇,我们是从玉米中提取的,玉米是一种可再生资源。它不是化石燃料,你把它取出来,你不能等待新的化石形成。那不是那样运作的。这就是为什么一个是可再生的,而另一个不是的原因。顺便说一句,你知道化石燃料最初的能源来源是什么吗?

太阳。哦,你来了。哦,你会说恐龙吗?我会说恐龙。当时主要是植物,但植物从哪里获得能量?来自太阳。太阳。把我们带入这个。所以所有化石燃料都是来自阳光的能量。它只是不可再生,因为它是一次性使用的。所以所有植物都从太阳获得能量,所有地表植物都从太阳获得能量。你吃植物,你从植物中获得能量。如果你吃肉……

你吃了一些吃动物或吃植物的动物。所以追踪可以追溯到太阳。现在,这里有一些深刻的东西。鱼通常吃什么?

我本来想说鱼食。这是我首先想到的。鱼食,当然。它们吃,嗯,它们吃海洋里的东西吗?藻类之类的东西?吃其他鱼。是的。但是谁吃?好吧,我快到了。好问题。好问题。这就是我的目标。好的。这是乌龟一直到最后。这就是一直到最后。但这不可能一直到最后。这就是为什么你不能,没有稳定的食人族社会。对。

它不稳定。除其他原因外。对不起。我没有对原因进行排名。我只是在提供原因。因为你不能一直吃对方。对。因为你会耗尽人。当然。但你可以说,为什么我们不比我们吃的速度更快地繁殖呢?这是不可能的,因为如果你是一个营养充足的人——

你必须至少吃掉另一个完整的人。对。因为你是一个人,对吧?你必须至少吃掉那么多。如果你只是计算一下数字,你永远不可能拥有一个稳定的东西,你只吃在其中出生的其他东西。在某些时候,你需要来自外部的来源。所以大鱼吃小鱼,吃小鱼,吃小鱼。这一直持续到……

你得到浮游生物。所以鱼开始一直吃到最后。对。然后你到达某个点,如果这就是正在发生的一切,海洋就会自相残杀,海洋中就不会有生物,不会有鱼了。必须有东西从外部进来。有人必须送货上门。海绵宝宝。他在海底有一个菠萝。你明白了。你明白了。他的菠萝实际上在海里。

是的,那是真的。我们需要纠正这一点。好的,我只是说说。我不是想对海绵宝宝太技术化。但你最终达到了浮游生物的水平。海绵宝宝。做到了。浮游生物有两类,好吗?其中一种吃海洋中的其他生物。另一种,为了营养。另一种从太阳获得能量。它们都生活在表面,在那里它们可以获得阳光。

这是海洋食物链的基础,即浮游植物。如果你把它们消灭掉,你将系统地使海洋中所有其他吃鱼的鱼灭绝。现在,可能有一些鱼吃海带和海藻之类的东西。可能有一些。但是海带从哪里获得能量?太阳。对。好的。所以-

太阳是海洋中典型鱼类所有能量的最终来源。然而,海洋在某些地方是开放的,可以通向其下方。海洋下面是什么?好吧,你穿过地壳,地壳下面是地幔,地幔中是岩浆。在那之下,根据电影,是哥斯拉。哦,是吗?好的,我不知道。空心地球。

是的。感谢您丰富这里的科学讨论。所以我一直认为这应该是岩浆派。那将是一种有趣的……一个非常酷的胡子,已经超过沸点。所以在地壳之下,我们得到地幔,在地幔中是岩浆。好的,熔化的岩石。地球仍然保留了相当多的热量,这些热量来自它形成的时候。

而这些热量想要散发出来。它通过火山、海洋底部的裂缝散发出来。洋中脊就是这样一处地方。这些山脊之一穿过冰岛这个国家。冰岛正在增长,因为大陆板块正在分离。岩浆涌出,变硬,冰岛就更多了。这是未来一个非常好的计划。我们已经发现了在这里繁荣发展的生命形式。

依靠这些海洋底部热液喷口产生的地球化学能量。在世界末日的地球上,即使太阳燃烧殆尽,如果有人把太阳从太阳系中拔出来,我们沿着切线飞入星际空间,我们都会迅速死亡。但是海洋底部那些因岩浆从喷口涌出而变暖的生命形式,它们会没事的。它们将在地球表面的死亡中幸存下来。

所以这是另一个能源来源。顺便说一句,地热能,因为冰岛位于两个大陆板块的分离处,它们几乎完全是由地热驱动的。它们的碳足迹微不足道。它们有如此多的能量,它们在街道下输送水,这样它就不会结冰。

在冬天。我们不需要铲雪机。只要加热街道。对。所以这是另一个来源,就可再生而言,它就像我们可用的近乎无限的地球能量供应。好的。是的,它有一天会耗尽,但实际上不会,因为我们与它有关。好的。是火山……

你见过地球生气吗?好的,它有很多东西会在未来杀死我们。所以这是另一个能源来源。所以这些是不同的方式。所以另一种方式是水力发电。好的,所以那些将是水坝。你这里有水,它有一定的高度可以下降,获得动能。当然。它穿过涡轮机,然后驱动发电机发电。

那么这是基于什么的?水是如何到达水坝顶部的?太阳从海洋中蒸发了它,把它带到云层中。云层移到陆地上,降雨到陆地上。它把水带到了上层。那是太阳能。水力发电是太阳能。风呢?为什么空气在地球上水平移动?你知道奥格登·纳什说了什么吗?他说,风是由树木挥动树枝引起的。

我认为那很好。就像,你怎么知道不是那样呢?

我觉得我们确实知道。我觉得我们即将得出这样一个事实,即不可能是这样。是的,这只是一个巧妙的、有趣的、愚蠢的观察。关于纳什,我唯一知道的是他有一个伟大的均衡。哦,那是数学家。不同的纳什。那是完全不同的纳什。然后是纳什维尔的创始人。哦,我不知道那是谁。我认为他是一个纳什。所以风来自地球表面的不均匀加热,这会产生……

上升的空气,下降的空气,这也会产生压力差,使空气水平移动以及上下移动。所以风能是太阳能。安装一个太阳能电池板。我们称这种能量为什幺?太阳能。太阳能。这去掉了中间商,现在你有了太阳能是太阳能。所以所有这些都是太阳能,原则上是可再生的,直到太阳耗尽能量。好的。潮汐呢?潮汐来回冲刷。

喜欢它。好吧,我们通常将潮汐与月亮联系起来。当然。所以月球潮汐与太阳无关。所以如果你有一个随它漂移并产生能量的潮汐物,它也是可再生的,因为你将永远有潮汐,但它与太阳无关。然而,你测量的潮汐的三分之一来自太阳。

它是如何做到这一点的?好吧,全名是月球太阳潮汐。月球月亮,太阳太阳,月球太阳潮汐。我们都经历的潮汐是月球太阳潮汐。月亮占三分之二,太阳始终占三分之一。始终。如果你使用潮汐,其中一部分是太阳。大部分是月亮。就是这样。

这就是所有这些的区别。但是如果你从地下挖出化石,你就不会更新它。当你用完化石时,你就完成了。哦,顺便说一句,还有热核聚变。我们还没有利用它。我们知道如何创造它。它们被称为炸弹。但是当你利用它时——那是很多能量。那是很多能量。你可以建造一个发电厂,它将氢融合在一起形成氦。太阳每天都这样做。所以我们只是在地球上模仿太阳。

是核裂变产生了肮脏的副产品。最初的原子弹就是用裂变弹制造的。但是核聚变,那是圣杯。但是这里,我曾经看到过一个保险杠贴纸,上面写着“没有核武器”。这是一个非常绿色、进步、左倾的保险杠贴纸,没有核武器。但是“no”中的“O”是一个太阳贴纸。

- 这是终极核武器。- 最终的核熔炉是太阳,好吗?如果你没有核武器,你就不会在这里。好的,你知道他们是什么意思,当然。他们不想要核能。他们想要太阳能,但太阳能是核能。我认为在我看到这个保险杠贴纸的时候,冷战仍在进行。所以也许他们肯定是在谈论核武库。但他们在那里放了一个太阳,这仍然告诉我他们在考虑发电。

当然。是的,使用太阳能而不是核能。但另一个快速的能源来源,因为太阳能的一大问题是如何储存它?如果你想在晚上使用它,你怎么使用太阳能?不,你不能。好的,潮汐仍然在晚上进进出出。这有效。水力发电,你可以在晚上使用它。所有这些仍然有效。但是你怎么使用太阳能电池板?所以现在有人在谈论使用太阳能电池板来提升重物。

上山,将光子转化为势能,然后在以后转化为动能。所以你的储能电池变成了太阳能,将所有这些重物提升到空中。所以这是一个成功的方法来储存你之前拥有的太阳能。然后你可以在一天中的任何时间或晚上随时取用。太神奇了。非常聪明。是的。山顶有很多球,比如,不要碰它们。这是为整个城市供电。是的。

是的。总之,就是这样。这就是那个问题中甚至没有被问到的关于能量来源的所有答案。我喜欢肮脏的副产品。我将把它作为我的下一张喜剧专辑。它将被称为“肮脏的副产品”。肮脏的副产品。好的,我们还有一个问题。我们还有一个时间。把它给我。这是来自Cicero Artifon的。

嘿,聪明人。这是一个很酷的名字。你必须承认这是一个很酷的名字。这是一个非常酷的名字。它就像一个科幻英雄的名字。我想要那个名字。Cicero Artifon。是的,他是像《银翼杀手》那种三部曲的英雄。Cicero Artifon。或者他就像《饥饿游戏》中的总统。你需要这个的邪恶变体。是的,没错。他可以走任何一条路。所以希望……

希望西塞罗走向光明。是的。但他说道,嘿,聪明人,来自加拿大多伦多的西塞罗。他来自加拿大,所以可能是好人。尼尔曾经提到过,元素锇76比金79重。这怎么可能?元素在元素周期表上的位置越低,质量不就越大吗?他稍微记错了我说的话。哦,不。没关系。所以当你向上移动元素周期表时,元素会变得越来越大。

对。越来越大。毫无疑问。你正在将更多的质子装入原子核中。他提到了锇中有多少质子。我忘了他说76。我相信他。金是79,是吗?好的。这就是他说的,是的。好的。铀是92。这些都是更大的、更重的原子。这并不是区分锇的特征。如果你创造一堆这些材料,一堆锇,一堆金,一堆它们……

你创造的这堆材料中的原子会靠得多近?这就是问题所在。事实证明,鉴于原子和元素周期表的特性以及原子核和能级的量子物理学,你可以将锇原子堆积得比所有其他类型的原子更紧密,从而制造出密度最大的元素。

不是最重的元素,而是密度最大的元素,因为现在它们紧密地堆积在一起。所以,锇将成为世界上最好的镇纸。

我的意思是,它可以做成结婚戒指。为什么我们不把它用在这些贵金属的任何地方呢?你为什么希望它更重?我们喜欢黄金。这样你就会记得你结婚了。我会说,哦,我的上帝,我永远不会忘记。我几乎抬不起手。然后这是一个球和链的比喻。这是你要随身携带的锇球。所以这就是唯一的区别。为了量化这一点,

这些东西的密度有多大,一立方英尺的金子,哦,我的天哪。就像,你知道,金子的密度是铁的两倍半,那是金子,而锇超过了它。我认为锇可能用于某些钢笔的笔尖,因为它必须非常坚硬,因为你正在按压它,那里有很大的压力。所以它有它的用途,但镇纸不在其中。所以这就是原因。我们谈论的是这些原子的集合的密度,而不是原子本身的重量。

什么是火?引力波是如何在时空涟漪般传播的?尼尔·德格拉斯·泰森和喜剧演员哈里森·格林鲍姆回答了关于超新星如何形成黑洞、光子、奇点等等的一系列问题!注意:StarTalk+赞助者可以在这里收听完整无广告的剧集: https://startalkmedia.com/show/cosmic-queries-the-big-stretch/感谢本周给予我们支持的赞助者Tina Bartenfelder、scott white、Camelia Prodan、Wendy Tilles、Hank Hill、Cody White、Richard Vermillion、Lawrence Wolfe、darina spasova、Pablo Montufar、Alia Druid、Karthik、Jelmer van der Wijk、Anne ROBERTZ、Quentin、Sebastian Mueller、Marta Polo、Chelsea Mcclelland、Ross Hardie、Micheal和Kevin Danielson。 在Apple Podcasts上订阅SiriusXM Podcasts+,即可收听无广告的新剧集,并提前一周收听。</context> <raw_text>0 好的。谢谢你,西塞罗。我想我们的时间就到这里了。太棒了。很高兴你回来。谢谢。能来这里真是太好了。非常好。我真的很感激。是的,是的。那么,我们如何在城市里找到你呢?他们可以在Instagram上的Harrison Comedy上找到我。哦,Harrison Comedy?Harrison Comedy。HarrisonGreenbaum.com是我的网站。好的,非常好。你演出吗?

我每晚都演出。我到处演出。我的百老汇外喜剧和魔术表演在纽约庇护所每星期六都有。当你百老汇演出的时候。我不需要这个。不,不,这很好。好吧,如果足够多的人买票,也许吧。所以这是一个演出。不,这很好,因为你表演魔术和喜剧,我们在这里非常喜欢你。我们会努力让你回来。我很乐意。非常感谢你。好了。这是Star Talk,宇宙探秘问答版,与哈里森·格林鲍姆一起。那就是我。好了。我们下次再见。一如既往,抬头仰望。

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