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。那是委员会，C-O-U-N-S-E-L。
嗨，我是梅雷迪思·霍德诺特。我是《无法解释》的高级制作人，这是我们的第一集。它完全是关于寻找暗物质的探索。我们实际上在 11 月在《今日解释》节目中播放了它作为试播集，你们中的很多人写信告诉我们制作更多节目，因此我们继续制作了一个全新的节目。如果您还没有听过，我们在这里重播第一集。
但如果您正在寻找新的内容，我们现在在您的节目中还有另一集，全部关于气味之谜。好的，这是《无法解释》。我记得我第一次看《黑衣人》电影。我当时可能还在三年级或四年级，整部电影都很有趣。它轻松愉快，充满动作。
然后我看到了最后一幕。摄像机逐渐拉远。你看到纽约市的所有树木、地球、月球、土星、整个星系，直到它拉远到你可以看到所有东西都只是在一个小小的弹珠里。袋子里还有很多其他的弹珠。这些外星人只是把它们扔来扔去。这有点吓到我了。我做噩梦，梦见被困在那个弹珠袋里。
仅仅想到我所知道的一切和所有我爱的人都如此渺小。甚至我们的宇宙也是微不足道的。但这只是一部电影。这是一个关于发现它真实存在的科学家的故事。明确地说，不是外星人的部分。但她发现，我们所能看到的一切，我们所能触摸的一切，我们所知道的一切，都只是宇宙真实存在的一小部分。
所以那是20世纪60年代末，是晚上，星星出来了。就在亚利桑那州图森市郊外，在被称为基特峰国家天文台的沙漠中。维拉·鲁宾是一位对星系运作方式非常感兴趣的天文学家，肯特·福特是她的合作者，他们正准备将其中一台望远镜指向基特峰。
指向夜空。他们拥有这台先进的望远镜，他们正将它指向仙女座星系边缘的恒星。他们试图获得这些恒星的速度。这些恒星围绕仙女座运行的速度有多快？在那之前，人们对其他星系中的恒星如何运动有一个假设。即靠近中心的恒星将围绕星系中心飞行
而较远的恒星将比靠近中心的恒星慢。其想法是它们基本上就像我们太阳系中的行星一样。
所以水星围绕太阳飞行是因为它离太阳很近。它速度非常快，超过每小时 100,000 英里。你知道，它从太阳那里获得了所有引力。冥王星离得很远。从太阳获得的引力较少，速度慢了 10 倍。所以它就像，嘟嘟嘟嘟嘟，总有一天我会到达那里。但是这种认为越远的恒星速度越慢的想法，就像冥王星一样，只是一个假设。
几乎没有人尝试过在星系中遥远的地方做事情。维拉于 2016 年去世，但我们有她旧采访的录音。我一直持怀疑态度，因为我认为如果你没有学到什么东西，你就不知道。你不能仅仅推断出来。维拉追求的是一件大事。我想我想要证实牛顿定律。
所以他们在望远镜那里，慢慢地收集数据，当他们这样做时，维拉注意到一些意想不到的事情。我们发现非常遥远的恒星运行速度几乎与内部恒星完全相同。这些恒星，这些仙女座中的年轻炽热恒星，运动速度太快了。
超过牛顿引力允许的范围。它们运行速度如此之快，以至于你预计它们会飞走，像弹弓一样射入太空。我的意思是，我不知道我是否允许说脏话，但我认为这有点像“这是什么鬼”的时刻。你知道，这与每个人的预期大相径庭。
有两个同样令人不安的解释。要么牛顿万有引力定律是错误的，要么我们不知道星系边缘发生了什么。那里一定发生了我们不了解的事情。《无法解释》是一个关于我们不知道的所有事情的节目。
我是诺姆·哈森费尔德。这不是一个关于答案的节目。这是关于问题的。为什么它们很重要，什么阻碍了解决方案，以及如何应对未知。我们从最大的科学未知之一开始。宇宙是由什么构成的？
维拉在亚利桑那州沙漠中所做的观察，让她走上了一条面对这个巨大的科学问题的道路。最终，它会颠覆物理学家对宇宙的认知。但这并不意味着维拉当场就有了顿悟。我的意思是，回想起来，我非常愚蠢，因为我没有为此感到兴奋。当她进行观察时，维拉有几个选择。选项
选项一，她可以忽略它。就像，说这没什么大不了的。我的意思是，当你第一次看到它时，我认为你害怕的是，你害怕犯愚蠢的错误。
你知道，那里有一些简单的解释。选项二，她可以做科学中经常发生的事情。根据有限的数据得出宏大的、全面的结论。当然，你知道，在科学中，这可能有点像一场竞赛。但科学作家阿什利·耶格说，维拉选择了选项三。她想收集更多数据。
她从不假设任何事情。她总是说，好吧，我不只是想相信这一点。有什么数据可以支持这一证据？老实说，这就是让我如此钦佩维拉的原因之一。她有机会凭借一些疯狂的结论震惊科学界，但她等待了。她很谨慎。所以维拉和另外几个人，他们真的开始系统地研究星系。
这不仅仅是仙女座的一次性事件。它们都表现出恒星的这种奇怪行为。这些位于星系远处的恒星移动速度非常快。数据指向一个巨大的问题。恒星不可能仅仅依靠自身移动得这么快。它们需要某种额外的引力作为引擎。而且必须有所有额外引力的来源。这可能意味着……星系边缘有很多物质。是的。
正在牵引这些恒星。即使科学家们通过最先进的望远镜观察，也没有人能看到任何东西。这就引出了下一个问题，那是什么？
维拉和其他天文学家只能猜测。也许是黑洞，你知道，是我们看不到的非常暗淡的恒星和行星。他们会说那是棒球。他们显然是在开玩笑。但当他们向外看时，他们似乎找不到任何正常类型的物质的证据。在某种程度上，他们基本上不得不承认，我们真的不知道那是什么。
这就是一切变得更加奇怪的地方。存在这种看不见的质量，天文学家称之为暗物质。暗物质。潜伏在这些星系的边缘，牵引着这些恒星，使它们移动得非常非常快。比我们曾经假设的要快得多。要移动这么多的恒星，需要大量的暗物质。超过宇宙中所有其他正常物质的总和。
但它是完全不可见的，这自然会引发许多问题。这是什么东西？不知道。它是由你我构成的物质吗？它是普通物质吗？那甚至意味着什么？还是它是完全不同的东西，我们必须重新思考宇宙的整个结构？看起来就是这样。这可能是为什么在 60 年代，这个想法并没有被人们接受的原因。
在维拉之前几十年，其他科学家也看到恒星和星系的移动速度太快了。他们也有维拉在沙漠中遇到的三个选择。有些人选择了选项一。他们忽略了它。
有些人选择了选项二。他们对暗物质做出了全面的结论，但他们没有维拉拥有的所有数据，因此暗物质的想法在科学的边缘徘徊了几十年。我的意思是，要让科学家重新思考宇宙的整个结构需要付出很多努力。特别是当它涉及到……大量的物质……我们不理解。我认为许多人最初希望不需要暗物质。
这不是人们热情拥抱的概念。然后维拉和维拉的所有数据出现了，真正改变了暗物质的局面。你知道，她做了 20 个星系，然后是 40 个，然后是 60 个。它们都表现出这种奇怪的行为，即星系远处的恒星移动速度非常快。我的意思是，它积累得太快了。观测结果是不可否认的，因此……
大多数人只是不情愿地接受它。所以在那个时候，你知道，天文学界就像，好吧，我们必须处理这个问题。维拉说服了世界，而之前的科学家做不到。我认为这是因为她在这么多的星系中做了这件事。你知道，我们说的是 60 个星系。真的没有办法否认它。
最终，在亚利桑那州沙漠的那一刻近二十年后，在 1985 年对世界上最大的天文学家团体的一次演讲中，维拉拥有足够的数据来宣布她宏大的全面结论。大自然戏弄了那些认为自己正在研究宇宙的天文学家。她说，我们一直在研究只构成宇宙一小部分的物质。宇宙的其余部分是我们不理解也看不见的东西。
构成你我、行星和星系中心的物质，就像，那是普通物质，那是日常物质，但这并不是宇宙中大部分物质。我的意思是，你完全颠覆了我们对宇宙的理解。
这有点类似于地球并非宇宙中心的认识。现在，地球不仅不是宇宙的中心，我们所知道的物质也不是宇宙的中心。就像宇宙中的大部分物质都是我们甚至无法描述的疯狂事物一样。我们不知道那是什么。
我的意思是，这令人难以置信。想一想会让你头疼。这几乎是一个反向的顿悟。维拉·鲁宾没有发现什么东西。她发现了我们不知道多少。我们知识中的空白。今天，这个空白仍然存在。当他们试图填补它时，科学家们凝视着深空，在旧矿井底部收集线索，并想知道，如果这一切都不是真的怎么办？
那是眨眼之后。对《无法解释》的支持来自 Greenlight。有孩子的父母告诉我，时间过得快得多。在你意识到之前，你的孩子已经长大了。他们有自己的信用卡，却不知道如何使用它。但你可以提供帮助。如果你想让你的孩子尽早获得一些金融知识……
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无法解释。无法解释。我们回来了。布莱恩，你想自我介绍一下吗？是的，我是布莱恩·雷斯尼克。我是 Vox 的科学记者。好的，布莱恩，我知道，那里有很多暗物质。我的意思是，比宇宙中所有其他物质的总和还要多。
但是除了它的作用，比如加速恒星和星系之外，它究竟是什么物质？暗物质是由什么构成的？是的，没有人知道。所以如果你不知道，如果你感到困惑，那就是科学的现状。我们不知道暗物质是什么。我们对它是什么样的东西有任何猜测吗？好吧，科学家认为它是一种粒子。
那是什么？那是像原子一样的东西吗？小于原子？小于原子。所以粒子是自然的基本构成要素。它们就像构成现实的最小乐高积木。所以我们认为暗物质可能只是这些小乐高积木中的另一个。好的。但它就像，作为自然的构成要素，它真的很奇怪。如果你尝试的话，你无法触摸暗物质。它会直接穿过你的身体。它就像一个幽灵。好的，所以它是无形的。你碰不到它。
它听起来像是编造的。它不是编造的。这就是我们的观察让我们想到的。天文学家甚至看到了这些星系团相互碰撞。当这种情况发生时，暗物质直接穿过了。这就是暗物质很难找到的原因。
是的，我的意思是，你怎么找到看不见也摸不着的东西？这听起来像是一个不可能的问题。它几乎是不可能的，这真的很酷。而且，你知道，为了解决这个问题，我们实际上必须去地球上最深的地方。
我的名字是普里斯卡·库什曼，我是明尼苏达大学的物理学教授。所以我跟这位物理学家普里斯卡谈过，我不得不说，在我们的一次视频聊天中，她的两只宠物鸟飞进了镜头，一只落在她的每个肩膀上，她继续进行采访。真的吗？是的。我不会称她为海盗，但她至少是一位非常酷的探险家。她正在矿井底部进行这项实验。
你穿上带有安全帽和工具带的套装，然后
你进入一个巨大的电梯，当然还有其他矿工一起下去。矿工们在科学家们之前下车，实际上是因为矿井在地下很深，那里实际上很暖和，因为你知道，它更靠近地球中心。然后你进入一个尘土飞扬和炎热的环境。你在普通的矿井巷道里。所以你必须步行大约一公里才能到达实验室本身。
寻找暗物质的真正难点在于它可以直接穿过普通物质。问题是，我们的大部分科学或所有科学设备都是由普通物质制成的。所以这就像试图用普通的球套接住一个幽灵棒球。数十亿甚至数万亿个暗物质粒子不断穿过地球，穿过你和我，穿过我们的探测器。
但它们大多不与探测器相互作用。它们大多直接穿过它，因为它们的相互作用非常弱。但是，这是希望所在，暗物质粒子偶尔可能会轻微地撞击普通物质原子的原子核。因此，该原子核所在的晶体
会产生一个微小的震动，我们实际上可以检测到。所以这里的隐喻，这非常简化，就像他们创造了一个极其微妙的铃铛。如果你把其中一个原子核移位，就像轻轻敲击铃铛一样。这种敲击声非常微弱，以至于当你听到所有其他粒子撞击它的所有其他敲击声时，几乎不可能听到。
这就是为什么他们要深入地下。这个东西受到来自太空、来自我们太阳的宇宙辐射的屏蔽。而且它有一种美丽的耐心，只是静静地等待和倾听，并希望宇宙中最常见的物质来源……
总有一天会向我们显现。他们已经找到粒子了吗？没有。我确实从事这项工作是因为我认为我将在五年内检测到它。对她来说已经快 20 年了，仍然一无所获。我想我对五年内发现它的可能性不那么乐观了。
世界各地都有实验试图探测暗物质，他们甚至试图在欧洲大型强子对撞机（大型粒子对撞机）中创造暗物质。没有人发现任何东西。
我必须说，我的意思是，我知道所有这些科学家都在世界各地寻找它，但如果它根本不存在呢？我的意思是，它是无形的，是不可触摸的。我们已经寻找了几十年了。如果这里还有另一种方法呢？就像我与阿什利（科学作家）谈论本集前半部分时一样，我一直都在思考维拉·鲁宾在沙漠中所做的选择，我想，
她看到的现象有两种可能的解释。要么牛顿万有引力定律是错误的，要么我们不知道星系边缘发生了什么。天文学家基本上选择了第二个选项，对吧？那里有大量的暗物质。它解释了为什么这些恒星移动速度太快。但我们从未真正解决第一个选项，比如重新设计引力。
所以我的意思是，与其寻找这种听起来像幻想的无形粒子，不如我们稍微调整一下万有引力定律？这是可能的。真的吗？这使得许多物理学家，特别是那些我在学习这个过程中与之交谈过的物理学家，感到很不舒服。他们不想仅仅抛弃他们一直在做的所有这些伟大的观察。对。
但与此同时，他们知道另一扇门，即暗物质可能是一种由引力产生的海市蜃楼，是我们对引力不了解的东西。他们知道那扇门没有关上。我和另一位物理学家普里亚·纳塔拉简谈过，她非常喜欢思考科学中这些宏观问题。
她告诉我，无论是寻找物理事物还是重新思考我们的基本假设，这种情况以前都发生过。在 19 世纪中期，我们正在绘制天王星的轨道图，天王星绕太阳运行需要很长时间，对吧？发现的是轨道的实际形状与牛顿定律的预测略有不同。这是一个巨大的问题。就像牛顿定律不应该被打破一样。但是？
法国应用数学家厄班·勒维耶意识到，啊哈，有一个有趣的可能性，那就是我们可能错过了一个观测事实。
天王星之外还有另一颗行星。某种引力源正在拉扯它，使其摆动。根据摆动，根据天王星偏离牛顿定律的情况，他能够准确预测这颗行星应该位于何处。而且，你知道，果然，科学家们发现了这颗行星，他们称之为海王星。♪
有趣的是，在那之后不久，又发生了类似的事情。水星的轨道出现异常，厄班·勒维耶说，解释相同。你可能错过了一颗位于太阳和水星之间的行星。他称之为武尔坎。他们寻找它。
寻找武尔坎。我在 1876 年的《纽约时报》上看到了这个小故事。如果可以的话，请寻找武尔坎。寻找这颗穿过太阳的行星。但他们从未找到武尔坎。而且这种异常现象仍然存在。实际上，我们的引力理论需要更新。爱因斯坦需要出现。他告诉我们，像太阳这样的巨大物体实际上会弯曲周围的空间。
他的解释解决了这个问题。它解释了为什么水星的轨道位于它所在的位置。所以我们真的需要重新概念化引力。
嗯。一方面，我们可以像发现海王星一样发现暗物质。是的。但我们可能只需要再次更新我们的引力理论，这意味着没有暗物质，就像没有武尔坎一样？是的，武尔坎行星并不存在。而且，你知道，我们可能永远也找不到暗物质粒子。可能没有解决方案，因为科学的本质在于我们所知道的一切都是暂时的。是的。
而且，你知道，它很容易改变。所以我认为这就是激励像我这样的人继续从事科学的原因，因为它不断地提出越来越多的问题。最终没有什么能够得到解决。那意味着什么？我的意思是，我们可能永远无法确定地了解暗物质吗？不，我认为教训更像是知识来之不易。
但这个过程的一部分是相信我们的观察。人们正在寻找暗物质，因为我们的观察告诉我们它在那里可以找到。而且有很多证据表明它在那里可以找到。♪
像星系边缘快速移动的恒星一样多吗？是的，我们确实看到星系边缘的恒星移动速度很快。这是一个巨大的证据。但我们还在太空中看到了暗物质的这种气泡。就像物质可以扭曲周围的空间一样。我们看到光实际上绕着暗物质弯曲。
我们还可以通过观察它弯曲光线的位置来创建暗物质在宇宙中位置的地图。存在这些暗物质流，然后存在暗物质细丝相交的区域。这就是气体落入、冷却、形成恒星并形成星系的地方。暗物质是我们宇宙的支架。它不仅将星系结合在一起并防止恒星飞散。
这就是星系位于它们所在位置的原因。你知道，当我们仰望夜空并看到星系时，暗物质就是我们看到我们所看到的原因。可以说暗物质实际上塑造了整个可见宇宙。好的。让我看看我是否可以把这一切放在一起。开始吧。维拉·鲁宾通过说，你知道，恒星移动速度太快，我们需要一个解释来启动这一切。是的。现在的基本思想是它是暗物质，因为……
这可以提供我们需要的额外引力。是的，暗物质是质量的来源。但从技术上讲，我们仍然可以重写引力来解释这一切，有点像爱因斯坦那样？我的意思是，你尝试模仿爱因斯坦。是的，从技术上讲这是可能的，但暗物质方面的证据更多。对。我们可以看到它弯曲光线的方式。它帮助我们解释星系是如何形成的。
而且，你知道，归根结底，是的，我们仍然缺少暗物质真实存在的关键证据。我们还没有找到粒子。对。但这并没有减少我们对它的其他所有了解。这就像你在海滩上。你有很多沙丘形成。所以我们正处于一种能够理解这些沙丘是如何形成的境地，但我们实际上不知道沙粒是由什么构成的。
你知道，诺姆，我知道你曾经说过暗物质感觉像是编造的。你仍然这样认为吗？我想听了这些话后，我可以接受这样一个观点，即我们实际上不必了解事物的每一个细节，才能理解它如何运作以及它如何以所有这些方式影响宇宙。我可以理解为什么所有这些科学家都在花这么多时间寻找可能如此重要的东西。是的，暗物质需要很多东西来接受。
而且你不必完全相信它，因为你知道，我们没有完美的证据。那么，我们必须接受多少呢？我知道那里有很多暗物质，但我们知道确切的数量是多少吗？据信，宇宙中暗物质的数量是普通物质的五倍。即使称之为普通物质也很有趣，因为宇宙中大部分物质，绝大部分物质都是暗物质。是的。
而且你知道，我们一直在谈论暗物质就像它是一样东西，但它不必如此。就像可能存在整个幽灵宇宙一样。我的意思是，粒子物理学家正在玩这个非常有趣的想法，即一个完整的暗区。
就像一整套与我们已知的粒子镜像的粒子。就像存在一个我们无法接触到的“影子宇宙”，它由不同的组成部分构成，像幽灵一样笼罩着我们的星系。我们不知道更多，如果我们继续追寻暗物质这条线索，我们会在那面纱后面，在那深渊中发现什么更多的东西。
这真的感觉就像《黑衣人》电影里所有弹珠的那个场景，你知道吗？或者，想象一下，抬头看着星星，感觉自己如此渺小，但是，你知道的，就像乘以一百万一样。就像，即使那里所有的星星与暗物质相比也是微不足道的。我们所知道的一切，我们所看到的一切，我们所编目为宇宙的一切，实际上只是宇宙的一小部分。而这仅仅是……
哦，完全正确。我的意思是，我认为这会给你带来智力上的和某种认识论上的谦逊，对吧？我们同时是极其微不足道的，你知道的，宇宙中微小的尘埃。但另一方面，我们头骨里的大脑就像这些小小的胶状甜瓜。我们在宇宙的宏伟计划中已经弄清楚了这一切，对吧？
你知道，我们只是渺小的见证者，在这里停留片刻。我们的寿命很短，甚至连眨眼都不算。你知道，这应该让我们感到非常谦卑，同时也感到无比敬畏。我唯一能想到的是这种感觉，你有没有徒步走到大峡谷底部？
没有完全走到底部，没有。所以你到达大峡谷。它看起来很大。你在边缘。它看起来像这幅油画。它是如此巨大。但是当你开始下降到谷底时，
它只会看起来更大。就像你意识到你在顶部看到的那些小细节实际上是巨大的，就像下降数百英尺的崎岖岩壁。你感觉自己如此渺小。我喜欢这些时刻，意识到这些问题是如此深刻，如此巨大。你知道，问题中有一种乐观主义，对吧？它让你感觉我们可以知道它们的答案。我们可以填补我们无知的一点点空缺。
我觉得这正是维拉·鲁宾的故事。你知道，就像，她把我们带到了这个峡谷的边缘。老实说，这是科学并不总是庆祝的事情。我的意思是，维拉·鲁宾在她的一生中有点被忽视了。她从未获得诺贝尔奖。但实际上，是她让我们走上了这条道路。是的，我们不知道在这条道路上会发现什么。
我们一直在讨论的关于暗物质是什么以及它可能是什么的丰富讨论，这一切都是因为她。这一切都是因为她指出了我们不知道的这个巨大的空白点。那是《无法解释》的第一集。还有更多内容即将到来。就像现在。我们在你的节目中添加了一集关于鼻子是如何工作的。去看看吧。
如果你想了解更多关于我们为什么制作这个节目的信息，请访问我们的网站fox.com/unexplainable。你将看到我们资深科学记者布莱恩·雷斯尼克的一篇文章，解释了该节目的起源。随意发送你的想法。发送邮件至[email protected]。
本集由诺姆·哈森费尔德、瑞安·雷斯尼克和伯德·平克顿报道和制作。它由艾米·德罗兹多斯卡和利兹·凯利·尼尔森编辑，并得到了伊丽莎·巴克莱和艾莉森·罗基的帮助。塞西莉亚·莱伊进行了事实核查，诺姆创作了音乐，阿菲姆·沙皮罗负责混音和声音设计。
感谢凯蒂·麦克、凯瑟琳·苏黎世、艾伦·莱特曼和大卫·德沃金。本集中的档案录音来自大卫和美国物理研究所。如果你想了解更多关于维拉·鲁宾的信息，并且你想了解更多关于维拉·鲁宾的信息，阿什利·耶格正在撰写一本传记，将于今年秋季出版。它被称为《我们无法看到的所有物质》。《无法解释》是Vox Media播客网络的一部分。感谢收听。