三体中的空间物理学:闪光的宇宙!
导读:贾宝玉传奇
最近一段时间,拜读了全网无论真假科幻迷一律热捧的《三体》三部曲。
我当年曾经在《新发现》杂志上,看过李淼老师的专栏:《<;三体>中的物理学》。这一专栏后来扩编整理,也正式出版。
李淼老师是中科院理论物理研究所的研究员,他在阅读三体的过程中,产生的科学思考,也主要集中在理论物理学,以及科学哲学的方向,视角宏大,极具启发性。
用刘慈欣为《<;三体>中的物理学》作的序中的话来说:“……以三体中的科幻内容作为引子和起点,描绘了一幅现代物理学和宇宙学的宏伟图景。”
笔者作为一名刚刚迈入科研大门的菜鸟,要与李淼老师这样的大牛比肩,着实不自量力。但我也在阅读《三体》的过程中,看到了属于我们学科的一些知识和故事,也希望能在这里和各位分享。
2020.6.5
不同于理论物理学,空间物理学研究的对象和过程,通常都在经典物理的框架下讨论。
在这种框架下,我们通常不考虑相对论和量子效应,我们认为电子和离子等,都是粒子,忽略其波粒二象性呈现出的波的性质。在这样的一个前提下,今天我们来带大家看一看《三体》中第一个著名的现象——闪光的宇宙微波背景辐射。
闪光的宇宙
《三体》第一部中,有一位材料科学家,名叫汪淼。他研究的纳米材料极为坚固,可以被用来制作太空电梯,帮助人类向宇宙迈进,因此也成为了三体人入侵地球的绊脚石。
三体人和ETO(地球三体组织)对他无不欲除之而后快。也是因此,ETO在“智子”的配合下,对他进行了深入灵魂深处的恐吓。
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不同于理论物理学,空间物理学研究的对象和过程,通常都在经典物理的框架下讨论。
在这种框架下,我们通常不考虑相对论和量子效应,我们认为电子和离子等,都是粒子,忽略其波粒二象性呈现出的波的性质。在这样的一个前提下,今天我们来带大家看一看《三体》中第一个著名的现象——闪光的宇宙微波背景辐射。
闪光的宇宙
《三体》第一部中,有一位材料科学家,名叫汪淼。他研究的纳米材料极为坚固,可以被用来制作太空电梯,帮助人类向宇宙迈进,因此也成为了三体人入侵地球的绊脚石。
三体人和ETO(地球三体组织)对他无不欲除之而后快。也是因此,ETO在“智子”的配合下,对他进行了深入灵魂深处的恐吓。
具体来说,三体组织向汪淼展现了超出人类理解的力量,其中就包括——
“……在凌晨一点钟至五点钟,整个宇宙将为你闪烁。”于是,在约定的时间,汪淼通过多种手段观测宇宙微波背景辐射,发现宇宙微波背景辐射在用摩尔斯电码传递着非常规律的信息,翻译出来,就是一个倒计时。
具体来说,三体组织向汪淼展现了超出人类理解的力量,其中就包括——
“……在凌晨一点钟至五点钟,整个宇宙将为你闪烁。”于是,在约定的时间,汪淼通过多种手段观测宇宙微波背景辐射,发现宇宙微波背景辐射在用摩尔斯电码传递着非常规律的信息,翻译出来,就是一个倒计时。电脑无声音
微波背景辐射中,显示出一个倒计时。原图是由WMAP卫星于2010年测量的宇宙微波背景辐射。
这个倒记时,在此之前的很多天里,都会出现在汪淼的视野中。如果他不停下纳米材料的研究,倒计时就会继续。他认为这是三体组织恐吓他的某种“小魔术”,直到出现这种他无法用科学理解的现象,完全击垮了他。
具体的剧情比较复杂,感兴趣的读者最好是去阅读一下原文。我们在这里,则要分析一下,这样的宇宙闪烁是什么,能用什么来制造。
让宇宙对卫星闪光
宇宙微波背景辐射(Cosmic Microwave
Background,CMB),是宇宙诞生之初的残响。
这种辐射的峰值波长1到1.9毫米左右(与峰值的定义有关),而不是《三体》中说的7厘米——我们这里还是以李淼老师和的说法为准。7厘米的数据可能来源于,最早发现CMB的彭齐亚斯和威尔逊,是在7.35厘米波段检测到的。
首先要注意到,三体的第二部,第三部对于更多宇宙中的文明的描写,让我们知道,三体文明虽然相
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对地球文明来说,极为先进,但是比起宇宙中更强大的文明——比如歌者文明和归零者文明——还是要差了太多。
中秋节祝福语精选exp是什么意思如果真的直接操纵CMB,如此大尺度的对宇宙的修改,必然会引来黑暗森林中的杀身之祸。三体文明早就知道黑暗森林法则,隐藏自己唯恐不及,当然不会真的大张旗鼓去修改CMB。
所以汪淼猜的没错,这是个“小魔术”;大史(史强)也说,“邪乎到家必有鬼”。
三体并没有操纵CMB,而是通过别的方法,蒙蔽了地球上当时的所有观测者。这么看来,并不是“宇宙在闪光”,而是,“所有的观测者看到闪光”。

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