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新闻消息文字稿
00:00这是QSOE
00:08詹姆斯
00:10微博太空望远镜于2023年首次发现了它
00:14它是望远镜在早期宇宙中观测到的数百个类似天体之一
00:20这些天体被称为小红点
00:22发现这样一群天体非常罕见
00:25我们对此感到困惑
00:27不知道自己看到的是什么
00:29我们都在共同努力
00:31试图揭开早期宇宙的奥秘
00:33以及这些小红点的谜团
00:35在过去的两年里
00:38研究人员对微博望远镜进行了训练
00:40让它能够观测各种小红点
00:42并捕捉它们在不同波长范围内的光
00:45它们的光谱能量分布呈现出一种V型特征
00:49这表明有气体以非常高的速度围绕某个物体运动
00:55在2025年
00:58一个研究团队确认了QSOE的身份
01:02这是一个超级巨大的黑洞
01:04其质量相当于5000万个太阳
01:06在宇宙早期几乎是独一无二的
01:09这里令人惊讶的发现是
01:12我们基本上没有在这个黑洞周围
01:15发现任何星系的痕迹
01:18宇宙能够在几乎没有其他物质的情况下创造出这样的怪物
01:23这真是非同寻常
01:26这确实是一个了不起的新发现
01:30关于QSOE本质的第一个线索来自于对其质量的直接测量
01:36这是早期宇宙中黑洞的一个前所未有的壮举
01:41这些结果挑战了我们对黑洞形成方式的理解
01:46并可能改写我们关于和宇宙历史的假设
01:49我们知道几乎每个星系的中心都有一个超大质量黑洞
01:54但即使这些黑洞质量巨大
01:57它们也只是所在星系总质量的极小部分
02:00通常
02:03它们的质量比其宿主星系小1000倍
02:06QSOE的质量几乎占了周围物质的三分之二
02:11看到这样一个几乎完全占据总能量的黑洞是非常不寻常的
02:17因为它周围的物质非常少
02:19有些人甚至称它为几乎裸露的黑洞
02:22当然我们还能看到一些气体
02:25否则根本无法观测到这个黑洞
02:27当研究人员分析围绕QSOE运行的气体时
02:31他们只发现了氢和氦这两种元素
02:33这些元素是大爆炸产生的
02:36这看起来像是原始气体
02:38它并没有被其他元素丰富
02:40星星在诞生和消亡的过程中会形成更重的元素
02:44这些元素的缺失表明
02:46在附近的恒星形成之前
02:48QSO依旧已经发展成了一个超大质量黑洞
02:52这是一个令人惊讶的常规观点的反转
02:55因为人们原本认为星系会孕育出其中心的黑洞
02:59这在我们对黑洞和星系的理解上是一个范式的转变
03:06这些小红点就是今天超大质量黑洞的前身
03:09问题是他们究竟起源于哪里
03:12一个主要的观点被称为虫种子理论
03:18他认为早期宇宙中的第一个黑洞是由巨大的气体云直接探索形成的
03:23但最令人兴奋的可能性可以追溯到1971年史蒂芬
03:29霍金的一个提议
03:31他认为黑洞起源于大爆炸最初的混沌状态
03:35在这种情况下
03:36黑洞将是宇宙中最早形成的天体
03:39远在恒星和星系之前
03:41因此
03:42他们等待周围的气体散开
03:45以便能够真正看到他们
03:47我认为我们目前没有任何理论能够完全解释这一点
03:52这很棒
03:53因为这意味着我们还有更多的东西可以学习
03:56在接下来的几年里
03:58网络将继续收集关于这些小红点的数据
04:02但天文学家对Lisa特别感兴趣
04:08这是一个未来的太空任务
04:10她将使用激光来探测来自宇宙中最庞大和最遥远事件的引力波
04:16我们可以实际进行观测
04:18试图证明或反驳关于这些小红点的理论
04:22这基本上就是科学方法在起作用
04:26我们有了一些新的发现
04:27人们提出了他们认为正确的预测
04:30然后观察者们去验证这些预测是否成立
04:33这确实是一门非常基础的科学
04:362024年4月
04:42近1000名天体物理学家的合作项目宣布了一个惊人的结果
04:47长期被认为推动宇宙膨胀的神秘力量
04:51暗能量可能正在减弱
04:53通过使用名为DESI的暗能量光谱仪器
04:58该团队精确绘制了超过600万个星系的位置和运动轨迹
05:03初期的结果令人兴奋
05:06但研究人员们
05:07当这一发现于2024年首次公布时
05:10人们普遍持怀疑态度
05:12当然
05:13保持怀疑态度是我们的职责
05:15但在2025年
05:17通过三年的DESI观测
05:19我们得到了一个包含1500万个星系的庞大星图
05:23以及两个额外的独立数据集
05:26这些线索正在变得更加确凿
05:28当我们之前考虑最初观测到的信号时
05:32完全有可能一个更新更大的数据集
05:36尤其是规模大三倍的数据集
05:38会导致该信号消失
05:40但事实并非如此
05:42如果暗能量在发生变化
05:45这将颠覆宇宙学家对宇宙的理解
05:48首次在27年后
05:50我们有了关于暗能量的新数据
05:53新特性可以研究
05:55这就像梦想成真一样
05:58在90年代末
06:00研究人员发现
06:01似乎有某种力量在加速宇宙的膨胀
06:05这些观测结果
06:08与埃尔伯特、爱因斯坦
06:10关于宇宙常数的假设非常吻合
06:13即一种贯穿空无一物的空间的不变暗能量
06:16这一假设是当前宇宙学家所采用的
06:20Lambda CDM模型的基础
06:22但DESI的结果对此提出了质疑
06:25DESI测量了被称为
06:27Baron声学震荡Boss的古老声波的微妙痕迹
06:31这些声波曾在早期宇宙中传播
06:34随着宇宙的膨胀
06:36这些Boss标记的距离也随之拉伸
06:40正是通过这种方式
06:42我们可以利用Boss来测量宇宙本身的膨胀
06:46DESI的第一次调查显示
06:48BOO的增长率并不是恒定的
06:50宇宙膨胀似乎正在放缓
06:53然后在2025年3月19日
06:57该团队发布了更大的数据集
06:59其中包括超新星观测结果
07:02和对宇宙微波背景的测量数据
07:04这些数据来自大爆炸后的微弱余晖
07:07综合这些证据
07:09宇宙膨胀放缓的现象变得更加难以忽视了
07:12处理如此大量的数据
07:14确实是一项了不起的成就
07:17最终他们发现的星系数量
07:20大约是首次数据发布时的三倍
07:24这种不断演变的或解冻的暗能量的信号仍然存在
07:28同一天
07:31另一个宇宙学家团队
07:33暗能量调查Dark Energy Survey也支持了DESI的研究结果
07:38现在我们有多组数据指向同一个方向
07:41即便你能够质疑其中一个数据集
07:44还有另外两个数据集仍然指向这种不断演变的暗能量
07:48要宣称一项发现
07:49物理学家必须证明达到5C格码5C的置信水平
07:54即发现结果是由于随机因素的概率约为百万分之一
07:58之前的数据集达到了3.5C格码的水平
08:02即这种结果是统计巧合的概率约为三百分之一
08:06根据DESI最新的数据集
08:08这个概率已经上升到了4.2C格码
08:11也就是三万分之一的可能性
08:14要提出伟大的主张
08:16就需要有强有力的证据
08:17而我们目前还达不到这个标准
08:19合作项目中的研究人员正在重新审查数据
08:24以检验他们的分析中是否存在可能影响结果的假设
08:28但如果暗能量确实在发生变化
08:30那么下一步就是弄清楚它变化的具体原因
08:33以及它到底是什么
08:35也有可能这与能量的形式无关
08:38而只是爱因斯坦广义相对论
08:40在宇宙尺度上的某种修正
08:47但我个人的想法是
08:49这可能表明我们在拼凑这些信息时方法不对
08:53这可能是某种全新的东西
09:00研究人员们认为
09:02现在是一个成为宇宙学家的激动人心的时刻
09:06而确定暗能量是否在变化的最佳希望
09:09可能来自下一代强大的望远镜
09:11尤其是维拉、鲁宾天文台
09:14这真是太不可思议了
09:15这是一个全新的天文台
09:17我们将观测到数十万颗超新星
09:19这比我们迄今为止观测到的数量要多几个数量级
09:22这将是一股源源不断的新数据洪流
09:25潘多拉盒子被打开
09:27让我们得以尝试理解宇宙
09:30这可能会彻底改变宇宙学
09:32就像一百年前发生的那样
09:36这非常接近于宇宙学的一个范式转变
09:41我们认为这是必要的
09:45以便真正弄清楚暗能量和暗物质是什么
09:56板块构造论是20世纪的伟大科学革命之一
10:00它将我们对地球的理解
10:02从一块固体的岩石转变为一个活跃的引擎
10:06这是一个巨大的启示
10:08地球是一个充满活力的地方
10:11在地球表面之下
10:14地漫缓慢地搅动岩石
10:16驱动火山活动和大陆的移动
10:19在地漫之下
10:20外合形成了一个融融的金属海洋
10:22几十年来
10:24许多科学家认为
10:25这些层次之间有明显的界限
10:27但在2025年
10:29对火山岩和地球深处巨大团块状结构的独立研究表明
10:34核心和地漫可能正在相互作用
10:37地球的核心充满了未知的奥秘
10:42这些结果引发了关于地漫核心的各种疑问
10:46这些问题指向了地球表面下3000公里处的巨大结构
10:50我们在地震图像中非常清楚地看到了它们
10:55在地漫的底部有两个巨大的大陆区域
10:58我们知道这两个区域的地震波速度较低
11:03科学家利用地震产生的地震波来探测地球的内部结构
11:09由于这些类似团块的区域的地震波速度较慢
11:13科学家将它们称为
11:14大型低减切速度区Large Low-Share Velocity Provinces
11:17简称LLSVPs
11:19我们对它们所做的事情感到困惑
11:21我们只知道地震波会减速
11:23阿尔温、杜斯和他在乌特雷大学的团队
11:27仔细研究了来自100多次强烈地震的地震数据
11:30这些地震的震动足以穿过LLSVPS和周围的地脉
11:34我们想研究中
11:36当波穿过这些区域时能量会损失多少
11:39当波穿过岩石时
11:41它可能会因为岩石比周围物质更热而失去能量或减弱
11:46科学家们长期以来一直认为LLSVPS的热量会减弱地震波
11:52因此我们开始测量这种
11:54令我们惊讶的是
11:56我们发现这两个LLSVP区域的阻尼非常小
12:00所以波在穿过这些区域时没有损失任何能量
12:05这与我们预期的完全相反
12:07波在穿过这些区域后并没有减弱
12:12反而保持了原有的强度
12:14这让研究人员了解了LLSVPS中精力的大小
12:19小精力会减弱波的强度
12:23而大精力则会让波更自由地通过
12:26当我们进行了一些计算后
12:28我们意识到如果这些LLSVPS的精力非常大
12:32即使它们很热
12:33波也不会损失太多能量
12:35当我们意识到这一点后
12:38的相关现象就都解释得通了
12:40如何获得较大的精力尺寸
12:42嗯 这是则是时间推移而发生的
12:44如果你将物质留在地脉中
12:46那么随着时间的推移
12:48精力尺寸会不断增大
12:50这也意味着
12:51由于LLSVPS的精力尺寸很大
12:53它们一定非常古老
12:552025年1月
12:57该团队发表了他们的研究结果
12:59表明LLSVPS是保存了来自地球内部物质的古老储库
13:05几个月后
13:06另一组研究火山岩中元素同位素
13:09或不同形式的科学家
13:11发现了更多关于地球内部的线索
13:14这些岩石经历的每一个过程
13:18都会在岩石中留下一种同位素指纹
13:22通过测量这些同位素
13:24你可以部分地解析出
13:25这些岩石的历史
13:27该团队专注于Ruinium这种稀有金属
13:30它倾向于与铁结合
13:32而不是与岩石结合
13:34地球内部有一个巨大的铁质团块
13:40也就是地核
13:41在地球形成过程中
13:45乳100同位素会跟随铁一起进入地核
13:48导致地蔓中的乳含量减少
13:51之后添加的乳将具有不同的同位素组成
13:55如果研究人员在火山岩中发现了100
13:59那就意味着有物质从地核泄漏出来
14:02可能是通过低粘度部分LLSVPS上升的
14:06这基本上就是我们所谓的尤里卡时刻
14:10我们真的找到了答案
14:11这几乎就像确凿的证据
14:14这两项发现共同暗示了一个更加紧密相连的深层地球结构
14:20在这里地核和地蔓相互作用
14:23而LLSVPS低速对流注有助于塑造地蔓对流
14:27这是板块构造的动力来源
14:28我认为这些斑点就像巨大的稳定锚点
14:32我们观察到板块在移动
14:35也存在某种心理上的对流
14:37但这一切都是围绕着位于地蔓底部的这两个大锚点来组织的
14:42理解板块构造对于理解地球为何在地质上是活跃的
14:48以及这对生命本身有何重要性至关重要
14:52地核的搅动原因及其持续时间对于理解什么
14:57造就了一个移居的星球具有核心意义
15:00为什么地球上有生命而火星上没有
15:05火星非常古老
15:07其地蔓几乎从未发生过运动
15:10当你不移动地蔓
15:12也没有中的那些平面结构时
15:14真的很难保持温度稳定
15:16使得中的行星足够稳定以支持生命存在
15:20火星基本上是一个死寂的星球
15:23但地球却充满生机
15:25这颗地质活跃的行星实际上帮助我们得以在这里生存
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