(图片来源:Chris Michel,美国国家科学院,2023)
这次广泛的访谈内容如下,它是在今天早上日出之前进行的。
你小时候是在哪里长大的,是什么让你对天体物理和科学感兴趣呢?
我在以色列特拉维夫以北约20公里的一个小村庄贝特哈南长大,那里有一个农场。小时候,我每天收集我们养的2000只鸡的鸡蛋,并开着拖拉机去村子周围的山丘,在大自然中阅读哲学书籍。我对人类存在的根本问题很感兴趣。我被存在主义吸引,读了很多让-保罗·萨特、阿尔贝·加缪和弗里德里希·尼采的作品。
鉴于以色列18岁男子必须服兵役,我加入了名为“Talpiot”的精英项目,这使我并于1986年在耶路撒冷希伯来大学完成了物理博士学位,时年24岁。1983年至1988年间,我领导了里根总统的“星球大战”计划下的第一个国际项目中的理论研究工作。这使得我经常访问美国,在其中一次访问美国期间,普林斯顿高等研究院提供了一个为期五年的奖学金给我,条件是我需要将研究重点从等离子体物理转向天体物理。
1993年,我被哈佛大学天文系(https://astronomy.fas.harvard.edu/)聘为初级教职。在我收到康奈尔大学的终身教职邀请之前,我已在哈佛大学获得了终身教职。2011年,我担任了哈佛大学天文系的系主任,并在此职位上连续任职了三个任期,直到2020年。自2005年起,我还担任哈佛大学理论与计算研究所(https://itc.cfa.harvard.edu/)的所长。目前,我是贝尔德科学教授,并担任伽利略项目的负责人。过去四十年来,我在过去四十年中发表了超过一千篇科学论文,并撰写了八本书。在华盛顿特区,我曾在白宫担任总统科技顾问委员会成员,并在2018年至2021年期间担任国家科学院物理学与天文学委员会主席。
更多关于他的生平细节,请点击这里(点击查阅):https://lweb.cfa.harvard.edu/~loeb/Loeb_Autobiography.pdf。
当我们想到我们所在的宇宙,很难理解所有这些组成部分是如何相互关联的。
确实,宇宙的历史显示了从简单到复杂的演变。宇宙最初是一个均匀度达到十万分之一的高温基本粒子汤。宇宙在大爆炸后极短时间内,其初始条件可以用纸张上的统计数据来总结。为什么这些初始条件会发展成复杂性?原因在于引力。
微小的密度波动导致了密度略高于平均值的区域最终坍缩。这些地方就像小宇宙一样,密度特别高,因为引力太强,最终被引力拉向了一起。这导致了类似银河系的形成,在这些星系内部,诞生了像太阳一样的星星。星星周围的碎片形成了像地球一样的行星,在这些行星表面,出现了像地球上的生命形态。现在的宇宙如此复杂,所有的书都描述不完它的复杂。这一切的复杂,都是因为引力的作用。
一个经常被忽视的观点是,我们存在的根源在于暗物质。这是因为,在大爆炸后的前400,000年里,普通物质与辐射紧密结合。这种结合使初期的密度波动在星系尺度上变得平滑,因为辐射扩散的作用。然而,由于暗物质没有与辐射耦合,它保留了密度波动的记忆。星系的形成是由暗物质作为种子启动的。没有暗物质,我们就不会存在。
暗物质是什么?尽管经过了近一个世纪的深入研究,我们仍然不清楚。
在宇宙不断膨胀的情况下,你怎么能证明大爆炸发生至今已有大约138亿年?
最初的密度波动在宇宙微波背景中留下了亮度变化,这些波动是早期宇宙的遗留。根据这些亮度变化的模式,我们可以推断出宇宙在大爆炸后40万年变得透明时的视界大小,这在天空中大约是一度,相当于满月直径的两倍。亮度波动的幅度与角尺度的关系,让我们可以确定宇宙学参数,从而推断出当前宇宙的年龄大约为138亿年。
我们观察到,星系远离我们的速度随着距离的增加而增加。这种情况类似于一个正在发酵并布满葡萄干的蛋糕。随着蛋糕的膨胀,葡萄干彼此远离;同样地,随着空间的膨胀,星系彼此远离;同样地,星系彼此远离。充满宇宙的物质、辐射和真空的能量密度决定了它的宇宙膨胀的速度。爱因斯坦的引力理论解释了这种现象。
在1998年,两组天文学家发现宇宙在其过去历史的最后三分之一阶段,宇宙膨胀的速度一直在加快。这归因于真空能量密度,也就是所谓的暗能量,或者说宇宙常数。在这里,我们仍然不清楚暗能量的本质。
当我们逆向时间,回溯宇宙历史时,宇宙会变得越来越密集,直到密度变得如此之大,接近无穷。人们把这个时刻称为大爆炸。对于大爆炸之前发生了什么,我们一无所知。为此,我们需要一个既能预测又能统一量子力学和引力的理论。
你觉得反对‘某个创造者’想要阻止发现超出我们现实的任何东西这种想法吗?
一位研究量子引力的高级科学家可能想出了创造一个微小宇宙的方法。有可能我们的宇宙是由一位穿着白大褂的科研人员创造的。这种可能性为“神”的存在提供了一个科学的解释。
你觉得SETI和SETI@home有效吗?
公众肯定对一些靠近地球的不明异常现象(UAP)可能来自外星技术这一可能性感到好奇。当然,学术界成员也是公众中的一员,所以他们内心深处可能也有类似的想法。然而,由于存在耻辱感,他们从不公开讨论这些问题。讽刺的是,正是SETI社区的成员禁止了在他们的会议上讨论UAP。
SETI主要集中在检测电磁信号,这种方式类似于等待电话。由于在等待的时候可能没有人会给你打电话,所以这是一次成功率很低的尝试。银河系的年龄约为100亿年,而一百万年前发出的无线电信号现在距离我们已有上百万光年。更好的方法是寻找我们邮箱里的包裹。即使发件人已去世,这些包裹仍然可以被找到。NASA已经发射了五个星际探测器,它们的速度仅达到逃离银河系引力场所需速度的十分之一。因此,这些探测器将一直被银河系束缚。我在最近的一篇论文中计算,旅行者号探测器将在一百亿年后位于银河系盘的另一侧。反过来,我们也可以在我们的后院搜寻其他文明留下的太空垃圾。他们的垃圾可能是我们的宝藏。
说说更多关于黑洞项目的内容?
2016年,我担任哈佛大学的黑洞倡议组织创始主任。这是全球研究黑洞的主要机构之一,汇集了天文学家、物理学家、数学家和哲学家。该中心的会议室里首次展示了黑洞的图像。斯蒂芬·霍金曾来访参加我们的开幕庆祝。
你觉得埃隆·马斯克及其公司SpaceX在月球建立基地以及安全地将人类送上火星的计划怎么样?
我认为这是一个很好的计划,因为我们应该尽量减少单一星球灾难带来的生存危机。最近,我给埃隆·马斯克提了一个建议,即可以将火星卫星火卫一作为SpaceX登陆火星的入口。
你对人们所说的“鬼魂”和多元宇宙的概念怎么看?
人生苦短,所以我们最好把时间花在寻找能引导我们在科学学习道路上前行的可靠证据上。来自精准仪器的可靠数据非常重要。现实并不需要讨好我们,让我们开心。
我知道你有一部将在2025年发布的Netflix纪录片。恭喜你。能给我们分享更多关于这部纪录片的信息吗?
过去几年里,一支 Netflix 摄制组跟随我工作中的拍摄,包括我那次太平洋之旅。他们记录了在探索未知的过程中科学是多么令人兴奋的过程。
认为我们是银河系十亿年历史中最聪明的物种是傲慢的。我们的银河系包含数百亿颗恒星,其中大多数在太阳形成之前就已经存在数十亿年了。说到底,肯定有某个地方的生物存在过,我们能从中学习到更好的做法。
就个人而言,不考虑你的职业,你平时有什么爱好?在闲暇时间喜欢做些什么?
我每天早上太阳升起时慢跑,有鸟儿、火鸡和兔子作伴。现在是早上五点,我真的得出去了。回答你的问题我很高兴,但现在大自然召唤我了。
关于作者的一些信息
(图片来源:Chris Michel,2023,美国国家科学院)
阿维·洛布 是伽利略项目的负责人,哈佛大学黑洞计划的创始主任,哈佛-史密森天体物理中心理论与计算研究所的主任,以及哈佛大学天文学系系主任(2011年到2020年)。他曾是总统科学技术顾问委员会的成员,也是美国国家科学院物理与天文学委员会的前主席。他著有畅销书《《外星人》:地球之外首次发现的外星智能生命迹象》和合著的教科书《宇宙中的生命》,这两本书均于2021年出版。他的新作《星际》平装版于2024年8月出版。
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