“有人说世界将终结于烈火，有人说将终结于寒冰……”——宇宙最终的命运是什么？或许它将终结于寒冰，如果我们打算相信今年的诺贝尔物理学奖的话。他们已经仔细研究了几十颗遥远星系之中被称为“超新星”（supernova）的爆炸恒星，得出了宇宙正在加速膨胀的结论。
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[2011诺贝尔物理奖]超新星与暗能量的发现
今年的诺贝尔物理奖授予了三位在发现宇宙加速膨胀的研究中做出杰出贡献的学者：Perlmutter, Schmidt和Riess. 应该说，由于这项工作无可争辩的巨大重要性，几年来他们一直是获奖的热门人选。但是，导致宇宙加速膨胀的暗能量是什么仍是一个未解决的问题，而相关的许多理论和观测还处在研究的前沿，存在许多疑问和争论。
新发现可窥视宇宙大爆炸之前情景
一项英国和亚美尼亚科学家的新发现可能将颠覆现有的宇宙学理论，他们可能已经发现了我们之前的另一个“宇宙”在我们的宇宙中遗留的痕迹。如果这项发现被证实，它将具有革命性的意义。
暗能量其实并不存在？
英国杜伦大学物理系学者们的最新研究表明，人们传统的对宇宙内物质总量的认识很有可能是错误的。研究者认真分析了威尔金森宇宙微波辐射各向异性探测器（WMAP）对大爆炸残留热量的观测结果，并从中找到了一些能表明其误差远远大于人们所预计的结果的证据。因此，现在的标准宇宙模型也很有可能是错误的。
从黑暗森林到银河联邦——对费米悖论的新回答
1950年，意大利物理学家费米提出一个问题：如果宇宙中存在技术远超人类的文明，那为什么我们还未能观察到这种超级文明？这个问题现在被称为费米悖论。
我们能遇到外星人，并与他们共同发展成银河联邦吗？最近物理学家提出了孤立文明是否能相互接触，并发展成遍布整个宇宙的超级文明的不等式，由此对费米悖论这一古老问题提出了全新解读。
宇宙的邪恶轴心（下）
宇宙的邪恶轴心究竟存在吗？以中科院李惕培院士，和他的学生刘浩博士为代表的批判派坚决说不。话说早在2003年，WMAP小组发布的第一篇数据分析报告一出炉，就引起了李惕培院士的怀疑。于是，当刘浩要报考他的博士生时，他对刘浩说，我很想重新分析WMAP的所有数据，你愿意跟我一起做这个工作吗？
宇宙的邪恶轴心（上）
人类从宇宙中获得的绝大部分信息来自于光。 人类从宇宙中获得的最古老的信息来自于宇宙中最古老的光。这缕最古老的光有个专门的名字，叫做微波背景辐射（Cosmic Microwave Background 简称CMB）。微波背景辐射给我们讲述了宇宙小时候的许多故事，其中最诡异的故事莫过于宇宙的邪恶轴心了。 宇宙的“第一缕光” 故事是这样的。我们的宇宙一直在膨胀啊膨胀，已经近137亿岁了。如果逆着时间之河的方向去看宇宙的小时候，我们会发现，那时所有的物质应该都挤在很小的一片区域内。宇宙的年龄越小的时候，宇宙的“体积”就越小，物质被挤压的越紧密，那时宇宙的温度也就越高。如果再顺着这个逻辑推导下去，那么我们不得不认为宇宙诞生于一次“大爆炸”。美剧《The Big Bang Theory》的片头曲就是这么唱的： “Our whole universe was in a hot dense state, Then nearly fourteen billion years ago expansion started. Wait...”（我们的宇宙曾处于炎热致密的状态， 然后大约一百四十亿年前它开始膨胀。 等一下…… ） 宇宙诞生之后，先是经历了一段不为人知的量子时期，然后是加速膨胀的暴胀时期（见《娶不到媳妇怨宇宙》）。暴胀结束之后的一瞬间，宇宙是一锅高温的基本粒子汤，还没有形成原子。经过了“最初三分钟”的原初核合成的过程，宇宙的化学元素组成才比较接近我们今天看到的模样。 那时候宇宙的温度仍然有几万K，比现在太阳表面的温度（约6000K）还要高。这么高的温度自然要伴随着强烈的发光过程。由于温度很高，发出的光的能量也很高，“寿命”也就很短：还没跑出多远，很快就被附近的原子（主要是氢和氦）吸收，使后者都电离成原子核和电子了。 随着宇宙的膨胀，温度越来越低，宇宙中高能光子的比例渐渐减少，而低能光子的比例却渐渐增多了。在宇宙大约38万岁时（仍然是幼儿时期），宇宙的温度降低到了约3000K。此时的高能光子寥寥无几，而低能光子又没有足够的能量再把中性原子拆散成原子核和电子了。从此，中性原子们“无视”了低能光子的存在，任由它们在宇宙中自由穿行，这才有了宇宙的“第一缕光”[1]。 WMAP——“第一缕光”的微波照相机 “第一缕光”发出时宇宙的温度有3000K。要知道把加热到1000K的铁就已经能发出暗红色的光来，3000K宇宙背景还不把黑夜照的跟白昼一样？可是从38万岁到现在的一百多亿年间，宇宙的尺度变大了1100多倍，这些在宇宙中旅行的光的波长也像房价一样被拉长了1100多倍。波长所对应的温度也有原来的3000K降低到了2.725K，仅仅比绝对零度高出一点点。人类懂得仰望星空时，宇宙的“第一缕光”早已成为“嘶嘶”的微波背景辐射。因此，当美国贝尔实验室的彭齐亚斯和威尔逊在1964年惊奇的发现，天空中存在各向同性的，不随时间和季节变化的微波噪声时，他们最自然的想法是天线上的鸟粪和鸽子窝在作怪。 为了获取宇宙留给我们的最古老的信息，科学家们准备了许多“微波照相机”。例如，1989年11月，宇宙微波背景探测器（Cosmic Background Explorer，简称COBE）由NASA发射升空。1998年和2003年，“飞镖”球载望远镜（Boomerang）乘坐热气球两次在南极洲升空。2001年6月，威尔金森微波各向异性探测器（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe，简称WMAP）由NASA发射升空。2009年5月，普朗克巡天者（Planck）由欧洲空间局和NASA共同发射升空。到目前为止，已成功发回数据的“微波照相机”中，精确度最高，影响力最大的当属WMAP了。 WMAP的名字是这么一回事。在彭齐亚斯和威尔逊正为了鸟粪和鸽子窝而犯迷糊时，美国的天文学家威尔金森等人已经试图着手探测微波背景辐射了。得知彭齐亚斯和威尔逊发现天线有微波噪声的事情之后，威尔金森等人撰文指出，不用擦鸟粪掏鸽子窝了，噪声的来源不是它们，而是宇宙。1978年，彭齐亚斯和威尔逊被授予诺贝尔物理学奖，其中威尔金森等人的解释性工作功不可没。为了纪念威尔金森这位伟大先驱者，探测器就以他的名字命名。 WMAP是为了继它的前任COBE之后，以更高的精度来探测微波背景辐射的各向异性，所以叫做各向异性探测器。宇宙学家们认为，既然我们的宇宙已经形成了恒星、星系、星系团等结构，就说明宇宙小时候，物质的分布不是绝对均匀的。这里多一点点，那里少一点点，这样由于万有引力和宇宙膨胀的共同作用，才能形成宇宙今天的样子。既然微波背景辐射是宇宙小时候的第一张“照片”，那么这个原初的不均匀性就应该在照片上有所体现。也就是说，我们探测到的微波背景辐射应该是这里热一点点，那里冷一点点，否则，宇宙现在就不可能是这个样子。 1992年，COBE发回的数据证实，微波背景辐射确实存在各向异性，这个温度的涨落大约在十万分之五，正好符合宇宙学的预期。2006年，COBE小组领导人的斯穆特（Smoot）和马瑟（Mather）获得诺贝尔物理学奖。 COBE圆满的完成了任务，那么比它分辨率更高，灵敏度更高的WMAP又为我们带回了什么新的信息呢？故事讲到这儿，宇宙的邪恶轴心（axis of evil）要出场了。 四极矩、八极矩和邪恶轴心 2001年，WMAP上天，2003年，WMAP小组第一篇数据分析报告出炉了。2005年，2009年，随着WMAP数据的日积月累，WMAP小组又陆续发表了多篇分析报告。科学家们从WMAP小组发布的温度谱和功率谱中发现，CMB的各向异性大体上符合理论预期，但是四极矩和八极矩的数值偏低。而且，四极矩和八极矩的轴心几乎指向同一个方向：室女座（Virgo）。 和绝大多数信号一样，微波背景辐射的信号看起来也是杂乱无章，似乎毫无规律可言。为了分析它，物理学家将其中不同频率的部分“提取”出来，叫做球谐函数展开。球谐频率的高低用字母l表示，l=0时频率最低，叫做单极子（monopole）,l=1时叫偶极矩（dipole），然后是四极矩（quadrupole），八极矩（octopole），十六极矩（hexpole）……再往后就只能用l的大小来表示了。 在WMAP小组的数据分析中，l的数值至少分析到了1000以上。因此，四极矩算是其中的低频信号。八极矩的频率略高于四极矩，也属于低频信号。不确切的说，四极矩的信号应该是这两大片区域热一些，那两大片区域冷一些；而八极矩的信号就是这四小片区域热一些，那四小片区域冷一些。[见维基百科的动画] 每一组频率的信号的冷热交替都有特定的“对称轴”。不同频率的信号的轴心方向之间应该没有关联，你走你的阳关道，我走我的独木桥。可是在WMAP的数据分析结果当中，四极矩和八极矩串通起来给物理学家出难题，它们的振幅不但远远低于理论预期，还同时指向室女座。这看起来有些不可思议，仿佛宇宙学的各项同性假设被破坏了，宇宙中凭空多出来一个特殊方向。 更加邪恶的是，这个特殊方向所指的室女座方向，位于黄道面上。我们都知道地球绕着太阳转，如果以地球为参照系，也可以认为太阳绕着地球转，而黄道就是太阳的“公转轨道”。也就是说，一百多亿年前宇宙发出的“第一缕光”，就已经“预知”一百多亿年后，它所包含的万亿颗恒星当中，有一颗叫做“太阳”的恒星与众不同。“第一缕光”决定降低四极矩和八极矩的振幅，并使它们的轴心同“太阳”的轨道平面方向保持一致……于是，一群充满正义感的物理学家把这个现象叫做宇宙的邪恶轴心。 从宇宙学标准模型的意义上讲，发生这样事件的概率是1/24000，几乎没有可能发生。既然已经发生了，就要认认真真的找个理由来解释。这时，我想起高中做英语阅读理解时，有个同学很擅长解释答案的合理性。比如当他解释完为什么应该选A时，有人发现标准答案是B，于是，他马上就能解释为什么B比其他选项更合理。假如老师宣布答案印错了，应该是C，他又能列出一堆理由来解释选C的理由。后来我才明白，这位同学有研究理论物理的潜质！ [...]
[宅专题]宅男娶媳妇和时空曲率
曾经有一则报道说，到了2025年，中国将出现3700万光棍。还有一则笑话说，自然情况下生男生女的比例大约是106：100，于是“我”很担心自己不幸成为那个“6”，便刻苦学习，终于考上了某道口职业技术学院。考上以后发现该学院男女比例为7：1，不幸的“我”还是成为了那个“6”。这绝不是危言耸听，这是摆在每一个宅男面前的严重危机！作为一名资深宅男，我曾经茶饭无味，夜不能寐，在绝望之中翻开了霍金的《时空的大尺度结构》…你还别说，还真获得了一些关于宅男娶媳妇和时空曲率之间的启示。
本周日上海天文台精彩讲座
希腊天文学家带你畅游过去未来（现场口译：神秘害羞松鼠某某） Astronomy，from the past to the future. 海底不仅藏着美丽的人鱼公主，还藏着古代的科学与文化。7月22日N百年一遇的长江大日食遭遇N百年一遇日食雨，公众与天文爱好者们大多没能目睹黑太阳，让人扫兴。当天的《铿锵三人行》里许子东说，当他看到日食预报分秒不差的时候，他就信了科学家。如果真的这么简单的话，那么从古希腊的时候迷信就应该消失了，因为两千多年前，古希腊就发明了"超级天文计算机"！
[译]人类在宇宙中的位置
原载《自然》（Nature）2009年01月01日第457卷第28页 天文学领域的技术进步极大地帮助人们解开那些困扰人类的最宏大的问题,Owen ingerich为你详细评说。 整整四百年前，欧洲流传着一件令人吃惊的新发明的消息--两个透镜放在一个管子里，就可以魔术般地放大遥远的景物。它的确切起源已经在论战的迷雾中迷失了，但确切的是，荷兰Middelburg市一个叫做Hans Lipperhey的人曾于1608年申请过专利。他的申请被驳回，因为这项不具名的创新已经人所共知。
[小红猪]从大爆炸到大反弹
译者，Explorer，更多译作见这里和这里。 如果我们的宇宙不是从无而生，而是一个以前存在的宇宙的再生版本的话，会怎么样呢？请看 Anil Ananthaswamy的调查： ABHAY ASHTEKAR一直记得他第一次看到宇宙反弹时的反应。“我大吃一惊。”他如此描述道。当时他正注视着一个宇宙反向运行到大爆炸的模拟。基本上，模拟宇宙表现出预期的行为，随着星系的会聚宇宙变得越来越小，密度越来越大。但是，这个宇宙没有到达大爆炸的“奇点”，而是发生了反弹并重新开始扩展。这究竟是什么回事？
换个距离看世界
（这是小姬看片会第一期里Gerry解说的《powers of 10》观后写的一篇文章，如果没看到片子，也许可以当个简介。不过，youtube上可以找到这个黑白片的。本文发表于中青报冰点周刊） 故事是从美国芝加哥市一个宁静的午后开始的，时间是1968年。一对年轻的夫妇在洒满阳光的草地上野餐完毕，躺下来，享受着沉睡的静谧时光。这个时候，俯身在1米的高度悄悄打量他们，你会发现横条纹的野餐布，发现吃剩的葡萄和读了一半的早报——看上去，世界就是这个样子，而且只是这个样子。 但是请等一下，我很乐意给你一个机会，让你看看世界的另一副样子。你不需要做太复杂的动作，只需要站高一点——也许只是10米的高度而已，这时候，你看见了什么？
周末，和小姬一起看宇宙
这一次，小姬真的被感动了。 从容淡定的Gerry博士带着我们，从一块一米见方的草坪——镜头慢慢拉远——进入到茫茫宇宙太空——又瞬间回到草坪，从一个人的皮肤纹理进入到夸克的微观世界。 在奇遇咖啡，帘子一拉，我就不知道今夕何夕了。 在这片小小天地之中，我们讨论奇点，思考宇宙起源时的刹那，幻想宇宙空间之外的世界，探究时间倒流的可能性。 这些词汇把小姬从柴米油盐的日常琐碎里面，拉进了一个不可思议的世界。 当整个宇宙扑面而来，Gerry充满磁性的声音响起，我发现，我可以生活在别处。
