Vol.20 和天文学家共同探索宇宙的黎明时期Podcast 退相干

Vol.20 和天文学家共同探索宇宙的黎明时期

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本期封面图片是詹姆斯·韦布望远镜用近红外相机拍摄到的“创世之柱”,在我们看到这张经过渲染的照片时,人类科学对宇宙的探索已经又迈出了重要的一步。

据观测天文学家理查德·艾利斯证实,从詹姆斯·韦布太空望远镜发回的第一批数据来看,有两个方面非常令学界振奋:“一方面是我们观测到了超出哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)能力的早期星系。有很强的证据显示,我们已经观测到了很多红移超过了10的星系。另一方面在于目前我们已经仔细分析了数百个星系的光谱数据(很多数据还没有对外公布),因为数据的质量相当高,我们第一次可以分析宇宙中早期星系的化学成分。对于地面探测来说,分析星系的化学成分,以及星系内气体的化学成分一直都是难度很大的工作。现在通过詹姆斯·韦布太空望远镜,我们可以理解宇宙中早期星系中气体化学成分的演化。”

人类探索肉眼可见之外更广阔世界的愿望是从哪一刻开始实现的?

折射望远镜中的核心元件是透镜,而世界上最古老的透镜--尼姆鲁德透镜,可以追溯到公元前750年到公元前710年,于1850年由英国考古学家奥斯汀·亨利·莱亚德发现于古代亚述城市尼姆鲁德(位于现在的伊拉克)。我们为了挣脱肉眼的局限,为了望向宇宙的最深处已经跋涉了约2800年。
人眼的分辨率十分惊人,相当于一台 5.76 亿像素的相机。望远镜的发明从本质上拓宽了眼睛的基本官能,并彻底改变了天文观测的方式。从生物学上讲,增大眼球内部天然晶状体的直径是不可能的,但在 1608 年,荷兰眼镜制造商汉斯·李普希另辟蹊径,用光学元件模拟出了这种增大效果。他用一个凸的“物镜”和一个凹的“目镜”创造出第一个3倍放大率光学仪器,用他的话说是“能将远处的事物展现在眼前”。李普希发明“荷兰透视玻璃”的消息很快就传遍了整个欧洲,英国人托马斯·哈里奥特受到启发,在 1609 年的夏天制造了一台6倍放大率望远镜。这个消息后来传到了意大利人伽利略·伽利雷的耳中,他开始研磨抛光镜片改进原始设计,最终制造出 21 倍放大率望远镜。1609 年,伽利略开始用他自制的设备进行天文观测,成为第一个窥见夜空细节的人。伽利略制造的望远镜的独特之处在于所成的像是正像,而不是此前那些简单光学仪器中常见的倒像。利略还利用自己制造的先进仪器经营副业,主营制造并向水手出售他的“伽利略望远镜”
  • 1611 开普勒式长镜筒望远镜
  • 1668 牛顿式反射望远镜
  • 1789 赫歇尔的“大炮”
  • 1845 罗斯伯爵的“利维坦”
  • 1897 叶凯什望远镜
  • 1918 胡克望远镜
  • 1948 海尔望远镜
  • 1974 英澳望远镜
  • 1987 威廉·赫歇尔望远镜
  • 1990 哈勃空间望远镜
  • 1996 凯克“双胞胎”望远镜
  • 2022 詹姆斯·韦布太空望远镜

reference

为什么我们要关注宇宙的黎明时期?为什么我们想追溯宇宙中第一束光产生的时刻?欢迎收听本期节目。

🌟本期嘉宾🌟

👦方和斐:中国科学院国家天文台硕士研究生 (豆瓣@方和斐)

👦浮生:欧洲天文博士研究生

⏳时间轴⏳

00:20 远程处理数据

01:12 西班牙拉帕尔玛天文台,阿卡塔玛干涉阵等

03:37 使用光学望远镜的观测经历:将云层踩在脚下,昼伏夜出的科学家与“危险的”夜空保护计划等

10:16 dream job:观测助手

11:40 详谈望远镜选址:南极洲,智利阿卡塔玛沙漠,夏威夷莫纳克亚山,西班牙拉帕尔马山

13:36 青海冷湖天文观测基地

16:50 如何毁掉一个天文学家一年的研究成果

17:27 射电波段(在毫米与亚毫米之间)与红外波段的差异

19:12 为什么不将望远镜建立在外太空

22:30 口径较小的太空望远镜,外太空望远镜的技术难度

28:25 外太空望远镜可以像乐高那样拼装吗

30:54 曾经备受嘲笑的哈勃望远镜,哈勃戴“近视镜”的艰难经历

32:28 韦布望远镜的任务,光:时空在宇宙中统一

36:58 为什么使用红外波段研究宇宙早期,宇宙处于加速膨胀阶段,红移与多普勒效应

40:00 宇宙的历史:黑暗时期,黎明时期与宇宙中的第一束光,氢的再电离(红移为6)

44:58 形成星系的材料与最终形成的恒星之间的复杂关系

46:00 为什么研究大质量星系、星爆与已经死亡的星系

48:37 恒星死亡速度与诞生速度的关系

50:30 平行研究中央黑洞对恒星形成的抑制作用,星系质量与中央黑洞质量呈正相关,两种复杂的负反馈

55:10 星爆,星系产生恒星的多少

56:32 恒星初始质量函数与金属丰度的关系

59:39 中国科学院国家天文台独家内幕与郭守敬望远镜

1:01:20 如何计算喷流导致的金属丰度变化

1:05:12 暗物质与冷暗物质模型

📖为天文爱好者推荐📖

书籍:《亲历宇宙史,21颗著名恒星为你讲述宇宙历史》, [英] 贾尔斯•斯帕罗
湖南科学技术出版社中国国家地理·图书 (在上一期节目中提到的双星系统(伴星),碳氮氧循环,恒星的颜色与质量,以及本期节目中提到的暗物质问题在本书中都可以找到详细阐释)


《剑桥插图天文学史》, 米歇尔·霍斯金山东画报出版社

课程:南京大学《普通天文学》,《宇宙简史》,《趣谈天体物理》等。

app:星图,sky guide等。

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特别鸣谢锦鲤为音质调整做出的特别贡献
展开Show Notes
听完了,在bgm中占个首评^^这两期连起来听非常惊喜,上期还没听完就留了评论,当时就想的是会不会谈天文观测,结果在节目末尾就听到了说下期会介绍观测,今天早上便收到了更新提醒,感慨一下发现退相干的时期真是太幸运(才发现播客名字也有物理意义)。干货满满,两位嘉宾的逻辑好清晰!在提到黑洞时候用的吃饭比喻也太形象了哈哈哈。给主持人小姐姐好评,感觉很会问问题,总之听完之后对天文的兴趣又更深了...总体而言,收音很好,内容有料,bgm也很对胃口,真的非常期待后面的节目!!
Podcast退相干
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谢谢你❤️收到并向嘉宾老师转达了你的赞美!开心😄如果你有什么期待听到的内容也可以告诉我们哦~
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6条回复
桔子味
桔子味
2023.3.03
希望方老师和浮生老师多来啊🙊
小时候对头顶灿烂的星空充满了想像,以至整个中小学时期看的课外书都是类似《外星人在月球背面》和《卫斯理》这种(歪一下,话说后面的会有有关科幻的吗?蹲一个)🙊记得多年前看过新海诚的《星之声》,这部片的译名叫“ Voices of a Distant Star”(来自遥远恒星的声音),比原名和中文译名都多一个“遥远”。看到这个名字时觉得,宇宙既孤独又神奇,我们现在看到的每颗星星,都是在亿万年前发出的光线,穿过宇宙空间时间投射在眼睛里,但它们可能正在经历爆炸或者死亡😥
Podcast退相干
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科幻这就来了~
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Toger
Toger
2023.3.04
32:18 哈勃望远镜原来承受了这么多心理压力,心疼哥哥!!!呜呜呜!!推荐看纪录片《哈勃望远镜》,有拍派航天员上去维修的过程。
Podcast退相干
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被你这么一说感觉哈勃望远镜有点可爱~
听完上一期就连着听了这期,好开心,复健小时候的科普天文知识。希望以后多多出这类播客!!!
Podcast退相干
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很开心帮助你进行天文知识复建😄未来我们会继续做天文科普分享的~一起期待🌟
周新标
周新标
2023.2.26
1:11:13 印象深刻,夜晚不开灯、不开雷达,开车上天文台观察点。
Podcast退相干
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通过浮生老师的分享可以感受天文学家着实科研不易。
Toger
Toger
2023.3.28
48:07 原来还有这么多未解之谜。
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UAAA
UAAA
2023.3.02
感觉老师的声音不太清晰捏
Podcast退相干
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请问具体是哪里听不清呢?