高能天体物理学最高奖Rossi Prize最年轻获得者，银河系巨型气泡结构发现人苏萌
CC讲坛第23期于2018年2月9日在深圳隐秀山居酒店举行。高能天体物理学最高奖Rossi Prize最年轻获得者，银河系巨型气泡结构发现人苏萌出席并以《探索宇宙的起源，读解全新的宇宙》为题进行演讲。他通过宇宙起源与演化，高能天体物理学，黑洞与引力波，暗物质与暗能量等的研究，带领听众们全新的认识了宇宙。
以下为演讲摘编：
大家有没有过这样的体验，走出城市到一个远离城市灯光污染的地方抬头仰望星空。
其实，仰望星空对每一个人来说都是一件不简单的事情。几千年以来，人类仰望星空感受到的是一种震撼是一种神秘。其实我们今天生活在一个非常不简单的时代，因为从古希腊开始人们去赞美星空、去思考星空。今天由于科学技术的发展，我们真真正正能以科学的手段去回答一些最基本的问题了。比如说看到星空，大家会问什么样的问题呢？很多人会问我：“宇宙是由什么组成的？我们从哪里来？到哪里去？到底是什么样的规律在统治着宇宙中千千万万的事物和物体？”如果50年前我告诉大家，人类已经了解宇宙的来龙去脉，可以很自信地告诉大家宇宙是从哪里来到哪里去的，那大家会认为我是个伪科学家。但是，在过去二三十年技术发展的情况下，我们真真正正地去回答了一些最基本的问题。同时，另一方面在回答问题的过程中，我们又发现了另一些未知的东西打开了对宇宙全新的认识。第一个问题：我想问问大家， 从古希腊、古罗马时期， 人们在观察星空的时候会很自然地想像我们站在地球上， 周围的东西好像都是围绕着我们转，太阳东升西落，月亮、行星都像是在围绕着我们地球在运动，所以很自然认为地心说的说法（宇宙和世界是围绕着我们人类存在的）。这地心说统治了人类很长时间，一直到文艺复兴时期哥白尼开始意识到有一些更仔细的观测数据，是没有办法用地球在世界中心的说法去解释。所以，他提出了日心说，第一次改变人类作为宇宙中心这样一个观念和意识。
在1609年伽利略发明了望远镜，望远镜彻底打开了人类认识宇宙的一个方式。我们除了用肉眼去观察星空，我们可以看到更远的、更细节的、更丰富的一些宇宙结构和现象。今天，不仅是在光学可见的波段，我们从射电波段（最长的波段叫射电波段）、微波、光学、红外、紫外、X线、伽马线、整个的电磁波段，人类的技术发展都已经实现了用不同种类的望远镜，巨大的射电天线，空间中发射的几十颗天文学卫星，都试图去回答越来越多的宇宙最基本的问题。在回答这些问题的过程中，我们发现了很多非常有趣的现象。首先，宇宙有多大？我们今天不知道宇宙有多大，因为我们能够看到的只是所谓的可观测的宇宙。宇宙从诞生到今天经过了137.9亿年的时间。光速是有限的，光能够跑的距离我们把它叫做可观测宇宙，今天我们能够原则上介绍的信号就是这么多。那这个宇宙的直径有多大呢，大概是1000亿光年（也就光要跑1000亿年）。在这个范围内，我们发现了太阳系在银河系里面，银河系大概由几千亿颗恒星组成的。在这个可观测宇宙里面有几千亿个星系组成的。什么概念呢？如果说天上每一个星，就是地球上的一粒砂子的话，地球上所有的沙子的总量都没有宇宙中星星的数量多。所以，大家可以想象这是一个多么庞大和震撼的一个客体— 宇宙！
那再往下，我们具体来看物质在宇宙中是怎么分布的。这张图展示的是：今天用现代的超级计算模拟宇宙演化的过程，发现宇宙的物质分布不是均匀的，是有这种絮状的集团性的结构（主要是由暗物质组成），这些丝丝缕缕的联系的中心， 由于引力的作用会有宇宙物质的聚集，在这些物质的聚集的范围内会有产生这种形成所谓的星系团的结构。也就是今天我们宇宙中所能形成最大独立的一个结构，在引力的作用下叫做星系团。成千上万颗星系组成了这么一个集团，我们银河系所在的星系团叫做室女座星系团。大概是长这么一个样子。再往下分，我们银河系又在本星系群里面，也就银河系和旁边的一个叫做仙女座星系，这两个主要的大星系周围还有几十个小的星系，我们叫矮星系组成的，我们在本星系群里面。虽然我们在银河系里面，仰望星空时我会看到所谓的银河，看到投影出一个带状的结构，我们认为银河系是一个悬臂的、盘状的星系，太阳系离银河系中心大概有20万光年。这样的圆，我们并不是在银河系中心，所以太阳只是一个非常普通的星系里面的一个非常普通的恒星。我们地球是在非常普通，恒星旁边一个非常普通的行星。天文学发展以来，我们对银河系最基本的认识就是这样的。
很有意思是我们做了一个研究，通过美国NASA的费米伽马射线望远镜进行一个伽马射线波段的银河系观测，发现银河系除了我们肉眼看到的一个带状的、盘状的结构之外，有一对非常巨大的对称气泡状态的结构，是从来没有被人看到过。只有在伽马射线波段展现出来。为什么我们能看到？当然是由于技术的进步我们在新的波段打开新的窗口，发现了以前从来没有想象过的一个结构，叫做所谓的费米气泡。它意味着我在我们银河系的中心有一个巨大的黑洞，这个黑洞的质量比我们太阳质量的400万倍还要再重。不仅如此，这个黑洞在几百万年前很有可能发生过剧烈的一个过程，吞噬了周围相当大质量的一团物质，然后产生了一个剧烈的喷射的雾团，这个雾团由很高能的电子组成的，被我们今天的望远镜观察到了。所以，即便我们今天生活的星系里面，银河系依然有很多很多的现象是我们不知道的。只有通过不断地去探索和用更先进的技术去观察， 用数据、用事实的方式才能告诉我们。我们深知生活在一个什么样的地方 ，我们在一个怎样的环境，太阳是一个很普通的恒星，在太阳周围大概几十颗恒星，是在50光年范围之内的。离我们最近的恒星叫比邻星，20年前天文学家，依然会认为我们地球是很不容易的。一颗星星有这样的环境去生长高能智慧生命，但其实即便离我们太阳最近的比邻星在去年也发现了很有可能存在着适合人类居住的行星带，而且有行星的确落在这个行星带。所以很有可能有生命，至少生命宜居的环境是在宇宙中大量存在的。这意味着只有科学不断地去探索，才能回答这些最基本的问题。
