Cosmos: A Spacetime Odyssey -Cosmos: A Spacetime Odyssey

Jordens plats inom Virgo Supercluster .

Tyson öppnar avsnittet för att reflektera över vikten av Sagans ursprungliga kosmos och målen med denna serie. Han presenterar betraktaren för "Imaginationens skepp", showens berättande enhet för att utforska universums förflutna, nutid och framtid. Tyson tar betraktaren för att visa var jorden sitter inom ramen för det kända universum och definierar jordens "adress" inom jungfrun . Tyson förklarar hur mänskligheten inte alltid har sett universum på detta sätt, och beskriver svårigheterna och förföljelserna från renässansen italienaren Giordano Bruno när han utmanade den rådande geocentriska modellen som innehas av den katolska kyrkan . För att visa Brunos vision om den kosmiska ordningen använder han en animerad anpassning av Flammarions gravyr , en 1800 -talsillustration som nu har blivit en vanlig meme för avslöjandet av universums mysterier.

Mångfalden av arter som visas via Livets träd .

Avsnittet täcker flera aspekter av livets och evolutionens ursprung . Tyson beskriver både artificiellt urval via selektiv avel , med exempel på mänsklighetens domesticering av vargar till hundar, och naturligt urval som skapade arter som isbjörnar. Tyson använder Ship of the Imagination för att visa hur DNA , gener och mutation fungerar, och hur dessa ledde till mångfalden av arter som representeras av livets träd , inklusive hur komplexa organ som ögat kom till som ett vanligt element.

Första sidan av Isaac Newtons 1687 Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica från 1687

Tyson berättar sedan om samarbetet mellan Edmond Halley och Isaac Newton under den sista delen av 1600 -talet i Cambridge . Samarbetet skulle resultera i publicering av Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , det första stora verket för att beskriva fysikens lagar i matematiska termer, trots invändningar och påståenden om plagiat från Robert Hooke och ekonomiska svårigheter från Royal Society of London . Tyson förklarar hur detta arbete utmanade den rådande uppfattningen att Gud hade planerat himlen, men skulle komma att påverka många faktorer i det moderna livet, inklusive rymdflykt .

En konstnärs begreppet svart hål 'är ackretionsskiva .

Tyson inleder avsnittet med att förklara ljusets hastighet och hur mycket av det som syns i det observerbara universum är från ljus som härrörde från miljarder år tidigare. Tyson förklarar vidare hur modern astronomi har använt sådana analyser via djup tid för att identifiera Big Bang -händelsen och universums ålder.

Tyson fortsätter att beskriva hur arbetet med Isaac Newton , William Herschel , Michael Faraday och James Clerk Maxwell har bidragit till att förstå arten av elektromagnetiska vågor och gravitationskraft , och hur detta arbete ledde till Albert Einstein : s relativitetsteorin , att hastigheten av ljus är en grundläggande konstant i universum och tyngdkraften kan ses som förvrängning av rymdtidens struktur. Tyson beskriver begreppet mörka stjärnor som postulerat av John Michell som inte är synliga men detekterbara genom att spåra andra stjärnor fångade i deras gravitationskällor , en idé som Herschel använde för att upptäcka binära stjärnor .

Tyson beskriver sedan de svarta hålens natur , deras enorma gravitationskrafter som till och med kan fånga ljus och deras upptäckt via röntgenkällor som Cygnus X-1 . Tyson använder Ship of Imagination för att ge ett postulat om förvrängning av rymd- och tidsutvidgning när man kommer in i det svarta hålets händelsehorisont och möjligheten att dessa kan leda till andra punkter i vårt universum eller andra, eller till och med tidsresor. Tyson avslutar med att notera att Herschels son, John, skulle inspireras av sin far att fortsätta att dokumentera de kända stjärnorna samt bidrag till fotografering som spelar på samma natur av djup tid som används av astronomer.

Representativa Fraunhofer -linjer som används i astronomisk spektroskopi för att bestämma sammansättningen av avlägsna stjärnobjekt

Det här avsnittet utforskar vågteorin om ljus som studerats av mänskligheten och noterar att ljus har spelat en viktig roll i vetenskapliga framsteg, med sådana tidiga experiment från över 2000 år sedan som involverade camera obscura av den kinesiska filosofen Mozi . Tyson beskriver arbetet från den arabiska forskaren från 1000-talet Ibn al-Haytham , som anses vara en av de första som postulerade om ljusets och optikens natur som ledde till teleskopkonceptet , samt en av de första forskarna som använde vetenskaplig metod .

Supernova SN 1987A demonstrerade förekomsten av neutrinoer .

Det här avsnittet ser till kosmos karaktär på mikro- och atomvågen, med hjälp av Imaginationens skepp för att utforska dessa riken. Tyson beskriver några av de mikroorganismer som lever inom en daggdroppe, vilket visar paramecium och tardigrader . Han fortsätter att diskutera hur växter använder fotosyntes via sina kloroplaster för att omvandla solljus till kemiska reaktioner som omvandlar koldioxid och vatten till syre och energirika sockerarter. Tyson diskuterar sedan molekylernas och atoms natur och hur de förhåller sig till artens utveckling. Han använder exemplet av Charles Darwin som postulerar förekomsten av den långtungade Morgans sfinxmöl baserad på kometen orkidéns natur med pollen långt inuti blomman. Han visar vidare att dofter från blommor används för att utlösa luktcentra i hjärnan , vilket stimulerar sinnet till hot som hjälper till att överleva arten.

Meteorfragment från Meteor Crater i Arizona användes för att uppskatta jordens ålder och andra material i solsystemet.

Det här avsnittet är centrerat kring hur vetenskap, i synnerhet Clair Pattersons verk (uttryckt i animerade sekvenser av Richard Gere ) i mitten av 1900 -talet, kunde bestämma jordens ålder . Tyson beskriver först hur jorden bildades från materiens sammanslagning några miljoner år efter solens bildning, och medan forskare kan undersöka formationerna i bergskikt för att ge några geologiska händelser, kan dessa bara spåra miljoner år tillbaka. Istället har forskare använt skräpet från meteorpåverkan, till exempel Meteor Crater i Arizona, med vetskap om att materialet från sådana meteorer som kommer från asteroidbältet skulle ha gjorts samtidigt som jorden.

Tyson skisserar sedan det arbete Patterson gjorde som examen under sin rådgivare Harrison Brown för att ge en exakt mängd bly i zirkonpartiklar från Meteor Crater, och att arbeta med liknande resultat som samlas in av George Tilton på uranräkningar; med den etablerade halveringstiden för uranets radioaktiva sönderfall till bly, skulle detta användas för att uppskatta jordens ålder. Patterson fann att hans resultat var förorenade av bly från den omgivande miljön, jämfört med Tiltons resultat, och krävde byggandet av det första ultrahöga renrummet för att ta bort alla spår av miljömässigt bly. Med dessa rena resultat kunde Patterson uppskatta jordens ålder till 4,5 miljarder år.

Den Harvard datorer som bidragit till att klassificera olika typer av stjärnor

Det här avsnittet ger en översikt över stjärnornas sammansättning och deras öde i miljarder år. Tyson beskriver hur tidiga människor skulle identifiera stjärnor genom användning av konstellationer som kopplade till olika myter och övertygelser, till exempel Pleiaderna . Tyson beskriver arbetet av Edward Charles Pickering för att fånga spektra av flera stjärnor samtidigt, och arbetet från Harvard Computers eller "Pickerings Harem" , ett team av kvinnliga forskare under Pickerings mentorskap, för att katalogisera spektra. Detta team inkluderade Annie Jump Cannon , som utvecklade stjärnklassificeringssystemet , och Henrietta Swan Leavitt , som upptäckte sätten att mäta avståndet från en stjärna till jorden med dess spektra, som senare användes för att identifiera andra galaxer i universum. Senare inkluderade detta team Cecilia Payne , som skulle utveckla en god vänskap med Cannon; Paynes avhandling baserat på hennes arbete med Cannon kunde bestämma stjärnornas sammansättning och temperatur, i samarbete med Cannons klassificeringssystem.

En karta över jordens tektoniska plattor

Det här avsnittet utforskar jordens paleogeografi under miljontals år och dess inverkan på livets utveckling på planeten. Tyson börjar genom att förklara att den ligninet rika träd utvecklats i karbon period cirka 300 miljoner år sedan, var inte ätbara per art vid tidpunkten och skulle i stället falla omkull och blir kolrik kol . Ungefär 50 miljoner år senare, nära slutet av den permiska perioden, skulle vulkanisk aktivitet bränna kolhaltiga ämnen, frigöra koldioxid och sura komponenter, skapa en plötslig växthuseffekt som värmde haven och släppte metan från havsbotten , allt ledde till den utdöendet perm-trias och dödade 90% av arterna på jorden.

Tyson förklarar sedan arten av platttektonik som skulle forma landmassorna i världen. Tyson förklarar hur forskare som Abraham Ortelius antog tanken på att landmassor kan ha kopplats ihop tidigare, Alfred Wegener som hypotiserade idén om en superkontinent Pangea och kontinental drift trots den rådande idén om översvämmade landbroar vid den tiden, och Bruce C. Heezen och Marie Tharp som upptäckte Mid-Atlantic Ridge som stödde teorin om platttektonik. Tyson beskriver hur jordmassorna på jorden låg ovanpå manteln , som rör sig på grund av rörelse och värme från jordens yttre och inre kärna .

Michael Faraday presenterade sina experiment med elektromagnetism vid en julföreläsning , 1856

Det här avsnittet ger en översikt över elektromagnetismens natur , som upptäcktes genom Michael Faradays arbete . Tyson förklarar hur idén om en annan naturkraft, liknande gravitationskrafter, hade postulerats av Isaac Newton tidigare. Tyson fortsätter på Faraday, från en dålig början, skulle sluta bli intresserad av att studera elektricitet efter att ha läst böcker och sett föreläsningar av Humphry Davy vid Royal Institution . Davy skulle anställa Faraday efter att ha sett omfattande anteckningar han hade tagit för att fungera som hans sekreterare och labbassistent.

Efter att Davy och kemisten William Hyde Wollaston utan framgång försökte bygga vidare på Hans Christian Ørsteds upptäckt av de elektromagnetiska fenomenen för att utnyttja förmågan att skapa rörelse från el, kunde Faraday skapa sin egen enhet för att skapa den första elmotorn genom att applicera elektricitet i linje längs en magnet. Davy, bitter över Faradays genombrott, satte Faraday på uppgiften att förbättra kvaliteten på optiskt glas av hög kvalitet, vilket hindrade Faraday från att fortsätta sin forskning. Faraday fortsatte att arbeta i Royal Institution och skapade julföreläsningarna för att lära barn om vetenskap. Efter Davys död återvände Faraday till heltidsansträngningar för att studera elektromagnetism och skapade den första elektriska generatorn genom att sätta in en magnet i en trådspole.

Det här avsnittet behandlar hur livet kan ha utvecklats på jorden och möjligheten till liv på andra planeter. Tyson börjar med att förklara hur den mänskliga utvecklingen av skrivsystem möjliggjorde överföring av information genom generationer, och beskriver hur prinsessan Enheduanna ca. 2280 f.Kr. skulle vara en av de första som skrev sitt namn till hennes verk och hur Gilgamesj samlade in berättelser, inklusive Utnapishtims dokumentation av en stor översvämning som kan jämföras med historien om Noaks ark . Tyson förklarar hur DNA på samma sätt registrerar information för att sprida liv, och postulerar teorier om hur DNA härstammar på jorden, inklusive evolution från en grundvattenpool, eller från ejecta av meteorkollisioner från andra planeter. I det senare fallet förklarar Tyson hur man jämför sammansättningen av Nakhla -meteoriten 1911 med resultat som samlats in av Viking -programmet visade att material från Mars kunde transitera till jorden och vissa mikroberas förmåga att överleva de hårda förhållandena i rymden. Med solsystemets rörelser genom galaxen under miljarder år kan liv tänkas föröka sig från planet till planet på samma sätt.

Ökningen av yttemperaturerna på jorden på grund av den globala uppvärmningen

Detta avsnitt utforskar växthuseffektens karaktär (upptäckt av Joseph Fourier och Svante Arrhenius ) och bevisen som visar att det finns global uppvärmning från mänsklighetens inflytande. Tyson börjar med att beskriva planeten Venus långsiktiga historia; baserat på avläsningar från Venera -serien av prober till planeten, hade planeten en gång ett hav och en atmosfär, men på grund av utsläpp av koldioxid från vulkanutbrott orsakade den flyktiga växthuseffekten på Venus att yttemperaturerna ökade och kokade bort haven.

Tyson noterar sedan den känsliga karaktären av mängden koldioxid i atmosfären som kan påverka jordens klimat på grund av växthuseffekten, och att halterna av koldioxid har ökat sedan början av 1900 -talet. Bevis har visat att detta beror på mänsklighetens förbrukning av olja , kol och gas istället för från vulkanutbrott på grund av koldioxidens isotopiska signatur . Ökningen av koldioxid har lett till en temperaturökning, vilket i sin tur lett till positiva återkopplingsslingor för de smältande polära iskåporna och avlägsnande av permafrosten för att öka koldioxidhalten.

Jorden som en ljusblå prick i mitten av ljusbandet, taget av Voyager I utanför Neptuns bana

Tyson inleder avsnittet med att notera hur förstörelsen av biblioteket i Alexandria förlorade mycket av mänsklighetens kunskap till den punkten. Han kontrasterar sedan mot strävan efter att mänskligheten ska fortsätta upptäcka nya fakta om universum och behovet av att inte stänga av ytterligare upptäckt.

Tyson fortsätter sedan med att beskriva upptäckten av kosmiska strålar av Victor Hess genom ballongresor på hög höjd, där strålningen ökade ju längre man var från ytan. Den schweiziske astronomen Fritz Zwicky , när han studerade supernovor , postulerade att dessa kosmiska strålar härrör från dessa händelser istället för elektromagnetisk strålning. Zwicky skulle fortsätta studera supernovor och genom att titta på standardljus som de sände ut uppskattade de galaxernas rörelse i universum. Hans beräkningar antydde att det måste finnas mer massa i universum än de som syns i de observerbara galaxerna och kallade detta för mörk materia . Ursprungligen glömd, bekräftades Zwickys teori av verket från Vera Rubin , som observerade att stjärnornas rotation vid kanterna på observerbara galaxer inte följde förväntat rotationsbeteende utan att beakta mörk materia. Detta ledde vidare till förslaget om mörk energi som en livskraftig teori för att redogöra för universums ökande expansionstakt.

Tyson beskriver sedan den interstellära resan med hjälp av de två Voyager -sonderna. Förutom förmågan att identifiera flera funktioner på solsystemets planeter kunde Voyager I nyligen visa förekomsten av solens variabla heliosfär som hjälper till att buffra solsystemet från interstellära vindar . Tyson beskriver Carl Sagans roll i Voyager -programmet, inklusive att skapa Voyager Golden Record för att inkapsla mänskligheten och jordens position i universum, och övertyga programledarna om att få Voyager I att ta en bild av jorden från andra sidan Neptuns bana, skapa bild av Pale Blue Dot . Tyson avslutar serien med att betona Sagans budskap om det mänskliga tillståndet i kosmos väldighet, och att uppmuntra tittarna att fortsätta att utforska och upptäcka vad universum har att erbjuda.