路边的野餐与宇宙的盛宴

作者: 于王玮

来源: 中国科学院理论物理研究所

发布日期: 2022-08-21 08:00:08

《路边野餐》通过梦境探讨时光倒流,而宇宙学通过光影研究宇宙的历史。文章探讨了宇宙的形成、宇宙微波背景辐射以及宇宙学的研究方法,展示了宇宙学的魅力和对未知的探索。

2016年7月15日上映的《路边野餐》,讲述了主人公陈升在梦境中完成一个个执念的故事。导演毕赣在影片中不停地追问一个问题——如何让时光倒流?在影片中,导演独具匠心,采用时钟、风扇的倒转,火车的逆行,错乱的梦境,一步步地在影片中,时光倒流,让遗憾得到弥补。电影是光影的艺术,宇宙学也是光影的科学。毕赣在接受采访时说他并不是一个影迷,但他最喜欢的导演是安德烈·塔可夫斯基。

而光子作为宇宙的“胶片”,雕刻了宇宙的时光。我们的可观测宇宙可以追溯至138亿年前的一次“热大爆炸”,宇宙这部电影的第一帧——“宇宙微波背景辐射”讲述了这个故事。当宇宙温度继续降低,“热汤”变得清澈,光子和其他物质开始脱耦合,在宇宙中自由地跑动,不会被其他物质半路拦截,打了很远的“水上漂”,得以传播到今天,被Planck等实验所观测到,形成了宇宙的第一帧。

拿到这张图之后,大家十分兴奋,但随之而来的是更多的不解。这张图太过“均匀”了,宇宙微波背景辐射不同方向的温度相较于背景温度只有十万分之一的差异,宇宙到处都是2.7K。这相当于宇宙遥远一端的“外星人”,在没有和你事先商量好的情况下,今天和你穿了同样款式的衣服。宇宙给我们变了一个“魔术”,就像克里斯托弗·诺兰在《致命魔术》里面那个贯穿影片的“空间瞬移”魔术一般。

宇宙也是一位电影大师,在宇宙微波背景辐射形成之前就产生了丰富的“声音”,宇宙也做了一个J-Cut,让我们能“听见”比宇宙微波背景辐射形成时更早的引力波,听见宇宙最开始的呐喊。研究宇宙学,很大一部分内容是在研究宇宙的历史,在光影之间,我们在观测实验、理论推演和计算机模拟上跟随宇宙,一起时光倒流,一直倒流到趋近宇宙“热大爆炸”理论的奇点。

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