【科学讲座】武向平:宇宙的结构与命运

  • 王夺奎 (本科部)
  • 创建于 2018-10-10
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  2018年10月9日晚7点,中国科学院大学科学前沿进展名家系列讲座Ⅰ第78讲在玉泉路校区礼堂如期举行。中国科学院国家天文台研究员、中国科学院大学天文与空间科学学院院长武向平院士为同学们带来了题为“宇宙的结构与命运”的专题讲座。

  在展开主题之前,武院士首先概述了宇宙的基本性质。从地月距离、到太阳系直径、再到光年,武院士将各个宇宙尺度与生活中熟悉的度量在数量级上作了比较,让同学们更加清晰而真切的体会到了人类相较于宇宙而言的渺小。“我们人类是很渺小的,但如此无足轻重的我们,却依然可以认识宇宙、理解宇宙,这正是人类的伟大之处。”武院士如是说。

  紧接着,武院士从宇宙大爆炸理论的发展简史引入,根据微波背景辐射的不均匀性阐释了“大爆炸的种子”等相关概念。“宇宙是有结构的,这种结构是物理规律作用的结果。因此,宇宙是可以重构的,而科学家们的工作也验证了这一点。”武院士的话让同学们感受到了宇宙学作为一门科学的神奇之处。就“万物源起”的问题,宇宙学也给出了科学的解释:大爆炸伊始,宇宙中仅存在氢与氦两种元素。但随着宇宙结构的变化,重核开始在轻核的剧烈作用下产生,于是铁、金等我们现在所见的元素才得以登上宇宙的舞台。但是这些已知元素,其实只是宇宙所含物质的冰山一角——事实上,宇宙中百分之八十六的物质都是不发光的。“正如我们不能根据夜晚灯光的分布预测人类的分布一样,我们对宇宙物质分布的测量也不能简单的依靠光的辐射。”武院士通俗易懂地向我们阐述了暗物质理论的合理性。

  随后,武院士介绍了现有理论对宇宙未来及其结局的预测:根据现有的实验数据与物理理论,结合暗能量的假说,我们的宇宙处于加速膨胀之中。因此,随着星系的渐行渐远,随着10^32年质子的衰变,现有的能量火焰将会在宇宙的结局中熄灭。“闪亮登场,低调退场,这就是宇宙的命运。”武院士用生动的比喻对宇宙的演化进程进行了高度的总结。

  “宇宙科学如今取得的成果纵然璀璨,但暗物质和暗能量依然如同两朵乌云,悬在当今物理学的上空。”武院士说道。有关暗物质的探测实验在世界各地都如火如荼的进行着,然而遗憾的是,直至今日都未能取得具有突破性的成果。“但这对于在座的各位同学们来说也是一个十分珍贵的历史节点,时代需要大家来创造一个新的物理学。”武院士的话掷地有声。

  主体内容结束之后,武院士又就当代大学生较为关注的宇宙学问题进行了详细的解答。从一直困扰着许多同学的诸如“宇宙的边界”、“时间的开端”等问题,到“大爆炸的能量从何而来”、“人类的命运将何去何从”等启发同学们进一步思考的问题,武院士站在科研前沿的角度,针对每一个话题都给出了令同学们受益匪浅的解释与介绍。

  最后,在对提问的同学有关计算机技术与宇宙结构呈现的专业相关问题进行耐心的解答之后,讲座在一片掌声之中圆满结束。(文/王一佳  图/李聪仪  作者系国科大记者团成员)

武院士为同学们做精彩报告

报告人简介:

  武向平,中国科学院国家天文台研究员,中国天文学会理事长,中国科学院大学天文与空间科学学院院长,中国科学院院士,全国政协委员,中国科协常委。主要从事宇宙学的研究,包括宇宙中的引力透镜效应、星系团的动力学特性以及宇宙再电离探测,主持了在天山地区开展的“宇宙第一缕曙光探测”科学实验。目前担任中科院先导科技专项“多波段引力波宇宙研究”首席科学家,国际大科学工程“平方公里阵列射电望远镜SKA”中国首席科学家。曾获中国青年科学家奖、中国科学院自然科学一等奖、国家自然科学二等奖、何梁何利科技进步奖等奖励。

  

延伸阅读:

  “科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月,是中国科学院大学为本科生开设的必修课程,同时欢迎研究生与教职工参加,由中国科学院大学本科部主办,讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学等13个专业,邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展,让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展,拓宽学生的学术视野,为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。

 

责任编辑:黄巧