
拯救(大部分)世界寄生蟲的科學探索內幕
科學家們的使命是拯救寄生蟲,而不是殺死它們。氣候變化已經在殺死它們方面做得越來越好,而這可能對世界來說是一個大問題。
艾米麗·V·德里斯科爾是紐約的一位科學紀錄片製片人。

拯救(大部分)世界寄生蟲的科學探索內幕
科學家們的使命是拯救寄生蟲,而不是殺死它們。氣候變化已經在殺死它們方面做得越來越好,而這可能對世界來說是一個大問題。

認識印度的蝙蝠女和蝙蝠俠
他們用死蝙蝠來印證他們的愛情。現在,這兩位研究人員正共同肩負著拯救印度瀕危翼手目物種的使命。

一個思考引力、宇宙和一切的宇宙影片迷你係列
塵世的煩惱讓你倍感壓力?這裡有一個機會讓你從世俗的喧囂中抽身,思考三個宇宙問題

為了理解引力,把一個硬碟扔進黑洞
我們可能認為我們很瞭解引力。畢竟,我們對這種基本力的意識體驗比其他任何力(電磁力以及弱核力和強核力)都要多。但是,即使物理學家研究引力已經有數百年了,它仍然是一個謎團。
在我們的影片《為什麼引力如此不同?》中,我們探討了為什麼這種力如此令人困惑,以及為什麼仍然難以理解愛因斯坦的廣義相對論(涵蓋引力)如何與量子力學相適應。
引力極其微弱,幾乎不可能在量子層面直接研究。我們不能像用其他力那樣用粒子加速器來仔細研究它,所以我們需要其他方法來研究量子引力。
黑洞出現了。在 1970 年代初期的一篇論文中,已故物理學家雅各布·貝肯斯坦研究了當物質屈服於黑洞巨大的引力並穿過其事件視界時,熵會發生什麼的問題,熵是系統中無序或隨機性的度量。
貝肯斯坦指出,物質的熵似乎在黑洞內部消失了。然而,這將違反熱力學第二定律,該定律規定了兩件事:資訊不能被破壞,熵只能增加。因此,黑洞的熵必須彌補損失。貝肯斯坦認為,這種黑洞熵一定不是與黑洞的體積成正比,而是與其事件視界的面積成正比。
如果我們用面積而不是體積來描述黑洞的內容,我們也應該從面積的角度來思考物理定律。這意味著萬物理論(包括引力)應該能夠在少於三個時空維度中發揮作用。
現在,讓我們想象一下,描述整個宇宙狀態的資訊都儲存在一個硬碟上。然後把硬碟扔進黑洞。儲存的資訊不能丟失,所以它一定包含在黑洞的表面積中(儘管是雜亂無章的)。
這種情況導致了一種全新的思維方式,即宇宙可以有效地成為全息圖,一個看似 3D 的物體實際上只是一個來自 2D 表面的投影。我們表面上對世界的三維體驗將是一種錯覺,是由一個基本較低維度的現實令人信服地產生的。
也許我們都只是在引力的宇宙微風中飄蕩的紙片人。

大爆炸、斑馬和我們宇宙的紋理
斑馬和宇宙的結構有什麼關係?在你的腦海中想象一隻斑馬。這隻動物有抽動的耳朵、簇狀的毛髮以及包裹在肌肉和皮膚上的視覺干擾圖案,它有自己的輪廓,這些輪廓很容易在近距離辨認出來。但是,把一大群斑馬聚集在一起(按定義,是一個眩目),當從遠處觀察時,個體就會融合並融入到看似同質化的頭部、蹄子和條紋的海洋中。宇宙中的物質似乎也以非常相似的方式令人眼花繚亂。
在這個影片《大爆炸如何支配我們宇宙的紋理》中,我們探討了宇宙不均勻性的概念,並使用斑馬來類比散佈在宇宙中的物質團塊。動畫師洛蒂·金斯萊克描繪了這些異想天開且熟悉的角色,它們像在星系中物質聚集的方式一樣,吃草並形成越來越大的群體。我們受到了瑪麗琳·丁滕法斯繪畫的調色盤的啟發,這些繪畫構成了影片實景部分中的背景。
這種視覺呈現提出了一個關於空間紋理的基本問題:它是光滑的還是崎嶇的?答案是,它兩者兼有。從很遠的距離觀察時,它是均勻的或光滑的,但在行星和星系的尺度上,它是不均勻的或崎嶇的。紋理上的這種差異為我們提供了關於宇宙早期歷史的線索,甚至讓我們能夠描述暗物質的分佈方式。
但宇宙具有現在的紋理到底意味著什麼呢?空的空間是光滑的,因為沒有物質來改變宇宙的平衡。在大爆炸發生後不久,宇宙經歷了一個膨脹時期,在此期間,宇宙呈指數級擴張。在這一點上,宇宙幾乎是完全光滑的,因為儘管它沒有恆星和星系(第一批原子直到大爆炸後大約38萬年才形成),但在時空中存在著微小的量子漣漪。
隨著時間的推移,這些微小的量子漲落被引力放大。形成了團塊和空隙,在相對較小的尺度上產生了崎嶇的紋理。隨著引力將團塊拉到一起,它們坍縮成恆星、行星和星系,而不均勻性在宇宙時間中逐漸增加。
在引力坍縮不起作用的非常遠的距離上,我們的宇宙仍然是光滑的或均勻的。但是,如果你放大,宇宙中的所有物質和能量都顯得均勻分佈。
下次你在動物園時,可以稍微思考一下這些精神食糧。

蘋果大小的恆星、土豆形狀的地球和創造我們現實的力量
生活的起起落落可能看起來像引力一樣不可避免,但不知何故,2020 年感覺比平時更糟糕。僅僅作為一個思想實驗,如果今年實際上變得如此奇怪,以至於甚至開啟了引力影響我們物質宇宙的方式的改變,會怎麼樣呢?
在影片《宇宙必須是現在這個樣子嗎?》中,我們研究瞭如果對造成我們所知道的世界的物理學進行一些調整,我們的宇宙,更具體地說,我們的生活可能會是什麼樣子。
如果引力在我們自己的三維世界中稍微強一點,時空的曲率會更大,物質會更容易向自身坍縮。與我們現實中的那些相比,這種安排會使恆星、星系和行星變得非常小。我們不僅在地球上的空間會減少,而且我們的太陽會更快地耗盡其核燃料,這意味著進化和生命本身會受到極大的限制。
如果引力較弱,地球會變得巨大,而且它的形狀可能像一些小行星或土豆一樣奇怪。我們可能不會走在地球表面上,而是可能會發現自己在籃球比賽中跳起來搶籃板,結果卻意外地最終進入高層大氣,或者作為微小的人類空間站繞地球執行。
如果我們根本不是三維的會怎麼樣呢?(想象一下把人看作是紙片人。)如果我們生活在二維空間中,引力的作用方式會大不相同。儘管我們仍然會有愛因斯坦廣義相對論中提到的時空曲率,但這種曲率將不再產生引力。對於這種扁平化的宇宙,我們可能會有“標量引力”,其中牛頓對引力的描述將是最終的定論,而黑洞將被降級為科幻小說。
值得慶幸的是,儘管 2020 年似乎顛三倒四,我們仍然有引力來保持我們的穩定。

認識《突破:科學界女性肖像》中的女性
一部新的紀錄片系列片跟隨處於職業生涯最前沿的女性

納瓦霍族地區的有毒洩漏
一部新電影突出了迪內水文學家為保護聖水所做的努力

雙性戀可以使動物受益
同性戀行為在動物界非常普遍。它可能是適應性的,有助於動物相處、維持生育能力和保護幼崽

沒有隱藏的人物
一部新電影展示了女性科學家和工程師對印度新興太空計劃的重要性

雙性戀可以使動物受益
同性戀行為在動物界非常普遍。它可能是適應性的,有助於動物相處、維持生育能力和保護幼崽

雙性物種:動物界的非傳統性行為
同性戀行為在自然界中很常見,它在生存中起著重要作用