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當影迷們計劃本週末觀看夏季大片時,紐約人還有一個額外的選擇:《星際之旅》,這是一部新的太空展覽,將於7月4日在美國自然歷史博物館(AMNH)羅斯地球和太空中心的海登天文館開幕。
除了三年的計劃和18個月的電影製作時間外,《星際之旅》的特別之處在於其製作所涉及的國際合作,全球領先的天體物理學團隊貢獻了從觀測資料中獲得的計算機模擬。這些模擬有助於科學家深入瞭解遙遠的物體和事件——星系的碰撞、超新星爆發的程序、行星系統的形成——這些他們無法親眼目睹。
在23分鐘的播放時間內,這部電影試圖透過關注恆星來捕捉宇宙的整個歷史。
莫德凱-馬克·麥克洛和本·奧本海默,AMNH的常駐天體物理學家和該展覽的聯合策展人,展示了一系列令人信服的模擬,為觀眾提供了最先進的天體物理學演示。“我們希望人們瞭解他們的起源和生命支援系統,”麥克洛說,“並以新的深度和多樣性來觀察夜空。”
其中一個亮點是太陽內部的模擬,顯示了其對流和翻騰的磁場。該演示由尤里·圖姆雷在科羅拉多大學博爾德分校的團隊提供,需要大約1400萬小時的超級計算機時間,分佈在美國的四個主要超級計算中心。處理了數千億位元組的資料,所有這些資料都用於太陽內部的視覺化。
除了展示我們的太陽如何運作之外,這部電影還帶觀眾回到最初,正如天文學家所理解的那樣,大爆炸在大約130億年前創造了宇宙。早期,宇宙只由氫、氦和一些微量的鋰組成。在引力的幫助下,這些元素形成了第一批恆星。這些早期恆星中的一些巨大,是太陽質量的一百倍,它們生命短暫而壯觀,死於被稱為超新星的巨大爆炸中。
所有其他元素——從碳到金以及元素週期表中的其餘元素——都是在這些災難性的恆星死亡中產生的。超新星爆發將這些較重的元素吹入星際空間,在那裡它們與原始的氫和氦雲混合,並被回收成後代恆星。
我們的太陽大約在50億年前從這樣一片雲中形成。一些物質沉澱在太陽周圍的一個圓盤中,合併成行星,最終成為地球的居民。正如電影所指出的那樣,我們每個人都包含大約一茶匙由第一代恆星製造的物質。
考慮到所有實際的科學資料都用於模擬,令人遺憾的是,指令碼中幾乎沒有提及模擬及其具有挑戰性的複雜性。(麥克洛說,這在最終剪輯中被無意中刪掉了。)隨著我們對天體物理過程的瞭解隨著新望遠鏡的出現而提高,並且隨著計算機速度的加快,模擬將變得更加詳細。我們對宇宙的理解勢必會發生變化,因此提及一下是合適的。
不過,這只是一個小問題,尤其考慮到AMNH的新太空展覽所能提供的。可能瞭解恆星生命週期的科學家仍然會喜歡看到天體物理現象的計算機密集型模擬,而外行人應該會覺得這些材料非常容易理解。藝人烏比·戈德堡的旁白使複雜的主題聽起來像是一個在篝火旁講述的激動人心的故事。人們懷疑,對於一些年輕的觀眾來說,這23分鐘的宇宙之旅可能會讓他們開始一生探索天文學。