AI+宇宙学，会产生什么奇妙的反应？

宇宙有137亿年的历史，相比之下，宇宙学的存在非常短暂。那么在过去的20年里，宇宙学研究了什么？我们的未来在哪里？让我们听听皇家科学院成员、达勒姆大学教授卡洛斯·弗伦克是怎么说的~

研究领域:宇宙结构的形成和冷暗物质

获奖者:皇家天文学会金奖、德国物理学会梅克斯·玻恩奖、格鲁伯宇宙学奖、霍伊尔奖、乔治·达尔文奖等

原始发言:

人类天生对我们的起源和我们生活的环境感到好奇。说到起源，没有比宇宙起源更重要的话题，当然也没有比宇宙更大的环境。这些大问题是宇宙学要讨论的主题，也是现代物理学的重要分支。今天，我想给大家简单介绍一下宇宙学和我们目前对宇宙的理解。

我们知道宇宙有137亿年的历史。在过去的20年里，宇宙学研究了什么？宇宙学主要研究宇宙由什么组成。宇宙由5%的普通物质组成，如原子，它们是行星和恒星的基本组成部分。另外25%的成分是暗物质，它不产生任何种类的光，但是在宇宙的进化中起着重要的作用。另外70%由暗能量组成，这使得宇宙以越来越快的速度膨胀。我们已经知道了很多关于普通物质和暗物质的知识，但是我们对暗能量的了解非常有限。未来的科学家仍有许多问题需要解决。

我们学到了许多有趣的现象，比如对星系形成的深刻理解。我们居住的银河系由数千亿颗恒星组成。地球离银河系中心有三分之二的距离。那么我们星系的起源是什么？

物理学家和天文学家需要解决的问题在过去几年里取得了重要进展。在大爆炸后的一秒钟内，宇宙经历了一些非常重要的时刻:它在很短的时间内迅速膨胀；起初，宇宙只是一个奇点，在爆炸期间出现了量子波动。爆炸后10到10秒钟，暗物质出现了，然后其他现象出现了。

那么我们怎么知道宇宙是这样创造的呢？光速是每秒30万公里。我们只看到物体过去的样子。与其他科学家不同，天文学家是一群观察过去的科学家。

像银河系这样的星系有数千亿颗恒星。光从一端传播到另一端需要10万年。最近的星系M31距离我们超过200万光年。还有一个星系团。最近的一个是室女座星系团，它有5400万光年。因此，我们现在看到的星系团看起来像5400万光年以前，在人类诞生之前。

可以看出，宇宙中有1000亿个星系，恒星的数量甚至更多。每个星系都有超过1000亿颗恒星，所以恒星是巨大的！有些星系离我们太远了。虽然我们现在看不到它们，但是物理学家可以理解星系形成之前的条件。

注:哈勃深空照片

大爆炸后，现在看到的微波背景辐射已经产生，这可以为我们提供关于宇宙的第一手资料。在宇宙膨胀的137亿年历史中，它也一直在向我们发送相关的信息，让我们知道早期宇宙的样子。

现在的宇宙学是基于物理定律，通过实验和数学来研究宇宙。虽然我们不能在其他星系做实验，但我们可以通过截取不同时期的一些信息来研究宇宙学。这种方法非常强大，但也有一定的局限性。

以前，计算机模拟技术可以帮助我们模拟和推断宇宙的进化过程。要做这样的实验，我们首先需要了解宇宙的初始状态，然后我们需要对宇宙的组成有基本的假设，然后我们可以在此基础上建立一个模型。通过求解一些物理定律，我们最终可以形成宇宙的现状。

我们的未来在哪里？人们已经决定花费数百亿美元开发一些探索宇宙的设备，中国也参与了其中的许多项目。此外，人工智能也有一些应用，可以通过计算机展示恒星和星系，甚至在大爆炸期间的量子波动。在接下来的几十年里，我们也许能够在电脑上模拟行星和初始生命。