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CAFA讲座丨天体物理学博士武向平:谁将主宰宇宙的命运?
来源:cafa.com.cn  作者:CAFA ART INFO  点击量:489  时间:2017/4/11 21:34:51

2017年4月5日晚,由中央美术学院主办、中国科学院科学教育联盟协办的“实验艺术学院科学大讲堂”的第一场讲座——“谁将主宰宇宙的命运”在中央美术学院5号楼电教学术报告厅举行。本次讲座由中央美术学院实验艺术学院院长邱志杰主持,邀请了中国科学院院士、国家天文台研究员、天体物理学博士武向平担任主讲嘉宾,同时还邀请了中科院科学传播局局长周德进、中科院行政管理局党委副书记胡伟、中科院科学传播处处长陆建伟、中科院科学传播局科普与出版处业务主管马强、北京中科科教发展基金会理事长侯瑞虹、北京中科科教发展基金会秘书长葛勇以及中央美术学院党委书记高洪、实验艺术学院的教师们出席本次讲座活动。

讲座伊始,邱志杰院长首先向观众们介绍了本次讲座的各位嘉宾,并谈到“科学大讲堂”将会在今后的每周邀请来自中国科学院及全国科技前沿领域的专家学者就当前国际最新的科学技术发展情况进行讲座,在总数多达80场的讲座当中,内容将涵盖天文、物理、自动化、微生物、航空航天、高新材料、数学等领域,希望通过这一系列的课程讲座,为艺术与科技在未来的融合提供基础。邱志杰院长还介绍到,“科学大讲堂”由中央美术学院实验艺术学院、中央美术学院研究生院与北京中科科教发展基金会承办,并由多方合作进行系列教学、访问、课题联合发展等计划,合作规模也将持续扩大。本次讲座之后,“科学大讲堂”的系列课程将常规化地设置在中央美术学院研究生院讲堂。

接下来,作为“科学大讲堂”启动仪式的本次讲座活动,还邀请了中央美术学院党委书记高洪、中科院科学传播局局长周德进与北京中科科教发展基金会理事长侯瑞虹分别致辞,就科技与艺术相结合的必要性和趋向性作出肯定的表态,表示艺术利用科技的视野、手段与思路能够开启自身更大的发展空间,而科技在艺术思维的影响下也将打开更丰富的想象空间,科技的传播也需要艺术的参与。因此,“科学大讲堂”为科技与艺术在未来的融合提供了必要的教育基础。

主讲人武向平在讲座正式开始时首先谈到,本次讲座的主题“谁将主宰宇宙的命运”是一个想象与观测结合的话题。在我们的想象中,宇宙的形态具有多种可能性,如泡沫宇宙、数字宇宙、镜像宇宙和平行宇宙等,但在真实的物理语境中,“宇宙”只有一个。真实的宇宙由时间与空间构成,至今已有137亿年的生长历史。尽管宇宙的起源问题是宗教和科学共有的最深刻的问题之一,但现代的宇宙学不再是宗教化与哲学化的一门学科,而成为了在测量数据上极度精确的朴素的宇宙学,因此,现代人类对于宇宙空间大小的理解与感知得以建立在精确的测量数据及可视的观测图像基础上。

通过武向平博士所提供的宇宙数据来看,人类在宇宙的时间与空间中都并无特殊地位。从时间上来看,天文学家勒梅特于1927年首次提出的“宇宙大爆炸”假说,同是天文学家的哈勃于1929年根据假说提出哈勃定律,并推导出星系都在互相远离的宇宙膨胀说,进而推算出宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的。这一观点认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史,宇宙爆炸后的持续膨胀,导致温度和密度很快下降,逐步形成原子、原子核、分子,并复合成为通常的气体。气体逐渐凝聚成星云,星云进一步形成各种恒星和星系。根据哈勃望远镜最新观测显示,宇宙中存在1千亿个星系,因此,从空间上来看,人类的活动范围也同样微不足道。在1965年和1992年,天文学家分别寻找和观测到了宇宙大爆炸的火球与火球的种子,为宇宙大爆炸理论的证实及进一步研究提供了新的出口。

武向平博士接下来谈到宇宙之万物的生成问题。宇宙大爆炸创造了世间两种基本元素,即氢(77%)与氦(33%),而在人体的物质构成中,氢的比重也高达61.56%。地球在宇宙中第一代恒星的一次爆炸后将其所流散的铁全都吸附,因此,地球上铁的含量极大。而作为地球上较为珍稀的金子,则是由于两颗配对极为稀少的中子星相撞所形成。不仅宇宙万物的生成受到宇宙大爆炸的影响,在生活中,人类所惯常经验到的多种现象也同样受其影响。

武向平博士还介绍道,在自然界中存在四种基本力,即强相互、弱相互、电磁及引力。长期以来,将这四种力进行统一是很多科学家的努力方向,但到目前为止,由于仍未寻找到引力子,科学家所能做到的是统一引力之外的三种力。而大爆炸宇宙为大统一理论提供了理想的平台。

“宇宙的未来”是所有人最为关心的宇宙问题之一,讲座中,武向平博士也就此问题给出了明确了答案:宇宙将持续加速膨胀。此外,笼罩在21世纪物理学上的两朵“乌云:暗物质与暗能量,也同样影响着宇宙的未来。在宇宙中,暗物质与暗能量分别占比23%和73%,然而对于这二者的研究与发现,却是科学界的第一大难题。有科学家曾称袭击地球的小行星可能由暗物质“驱动”,导致了恐龙等生物的灭绝。除小行星外,流星或陨石雨也有可能受到暗物质的干扰,进而撞击地球。科学家预测的“未来”显示:在160亿年后,银河系和大麦哲伦云将合并形成更大的椭圆星系;7千亿年后,随着宇宙加速膨胀,局部星系群以外的星系将从视界消失,局部星系群以外的天空变黑;经过一万亿亿亿年后,星系将瓦解,物质被抛入茫茫宇宙,所遗留恒星将被吸入黑洞;最后,黑洞蒸发,寒冷的辐射场将弥漫宇宙,宇宙进入冷、暗、无生命的永恒。对于地球而言,“世界末日”也将随着伽玛爆、15亿年后水的完全蒸发以及50亿年后太阳的耗尽而到来。

在本次讲座中,武向平博士从专业科学的角度向观众们解析了宇宙在现代天文学认识下的多个方面,从宏观进入微观、从过去指向未来,以深入浅出的讲述方式立体呈现了一个真实的物理宇宙。讲座最后,现场的美院师生积极地向武向平博士提出疑问,通过激烈的交流引发了更多延伸性的思考,也激活了艺术思维与科学思维的互动。

文/韦娴坤
编/林佳斌
图/杨延远