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陈学雷:探寻天籁,聆听宇宙之声

核心提示: 10月19日晚,第274期狮子山讲坛在我校大学生活动中心报告厅举行。国家天文台宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家陈学雷做客狮子山讲坛讲述宇宙声音的奥妙。

陈学雷老师做客狮子山讲坛   学通社  冯芷阳
陈学雷做客狮子山讲坛 

天文爱好者协会会长与陈学雷交流【学通社记者 桑一铭 摄】
天文爱好者协会会长与陈学雷交流(供图 冯芷阳 桑一铭 )

南湖新闻网讯(通讯员李安悦 朱思琪 学通社记者 周雅晴 )10月19日晚,第274期狮子山讲坛在我校大学生活动中心报告厅举行。国家天文台宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家陈学雷做客狮子山讲坛讲述宇宙声音的奥妙。

陈学雷首先以庄子和南郭子綦的对话为引,诠释了“天籁”的独特内涵。“女闻人籁,而未闻地籁,女闻地籁而未闻天籁夫!”他说:“天籁指大自然的声音,是世间最美妙而具有魅力的声音。”陈学雷通过四张图片展示了地球、太阳系和银河系的相对位置,地球的渺小与宇宙的广袤震撼了现场观众。

陈学雷重点介绍了宇宙大爆炸理论发现与发展的历史过程:从早期天文学家斯莱弗通过望远镜观测到星系光谱,提出星系红移,到哈勃的理论性运算,有了哈勃定律;从勒梅特和费里德曼对广义相对论的研究与颠覆,推断出宇宙膨胀说,到俄国天文学家的宇宙膨胀反推设想,预言宇宙最开始是由一个点大爆炸而成;从天文学家们发现宇宙微波背景辐射,到通过测量的CMB黑体辐射谱验证宇宙大爆炸。他通过讲解,展现了一条宏观的历史时间轴,并对每一代天文物理学家的发现,进行了详细的阐述。为了帮助观众理解,他还引入了“暗物质”这一概念。他说:“宇宙的组成部分分为普通物质,暗物质和暗能量,所谓的暗并不是指它们不发光,而是由于它们大部分成分都不为人所知。”

谈及宇宙中的声音,他解释道:“宇宙中并非是完全的真空,在一些游离在宇宙空间中的低密度物质中,声波振动同样存在。在足够大的时间尺度上观察,依旧可以看到声波的作用效果。”通过对宇宙大尺度结构的介绍,陈学雷为观众提供了一种更加广袤的视野——宇宙并非是静谧寂寥的,而是丰富多彩和包罗万象的。

观测宇宙离不开观测工具,陈学雷讲解了闻名已久的世界上最大的射电望远镜——FAST。他说:“这是‘中国制造’中的奇迹,同时也是天文观测者的福音。”陈学雷还介绍了星系红移、21cm信号探测以及引力波等多种天文学观测知识,观众常颔首陷入沉思。

当被问及“宇宙大爆发奇点之前宇宙是什么状态”时,陈学雷解释道:“目前学术界对奇点的存在性仍存在质疑。其中奇点存在假说认为,宇宙在奇点前持续收缩,温度与密度无限增大,直到宇宙反弹;霍金的无边界假说则否定了奇点论,他认为时间、空间的概念均失效,所以没有‘之前’这一概念。目前何种假说正确还无法检验。”

【人物介绍】陈学雷,男,研究员,博士生导师。先后在俄亥俄州立大学物理系、加州大学重芭芭拉分校理论物理研究所等处工作,2004年底回国。入选中科院百人计划,获得国家生出青年科学基金,现为国家天文台宇宙暗物质与暗能量研究团组首席科学家,已发表论文一百余篇,主要从事宇宙学和粒子天体物理学的理论和数据分析研究,他的研究课题也包括星系形成,特别是宇宙第一代发光天体的形成、电离以及其21厘米观测等。

审核人:刘三宝

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责任编辑:罗林
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