Cosmos: A Spacetime Odyssey -Cosmos: A Spacetime Odyssey

Poloha Země v superklastru Panny .

Tyson otevírá epizodu, aby se zamyslel nad důležitostí Saganova původního Kosmu a cíli této série. Představuje divákovi „Loď představivosti“, vypravěčské zařízení přehlídky zkoumající minulost, přítomnost a budoucnost vesmíru. Tyson bere diváka, aby ukázal, kde Země sedí v rozsahu známého vesmíru , definuje „adresu“ Země v rámci Superclusteru Panny . Tyson vysvětluje, jak lidstvo ne vždy vidělo vesmír tímto způsobem, a popisuje útrapy a pronásledování renesančního Itala Giordana Bruna při zpochybňování převládajícího geocentrického modelu, který zastává katolická církev . Aby ukázal Brunovu vizi kosmického řádu, používá animovanou adaptaci rytiny Flammarion , ilustrace z 19. století, která se nyní stala běžným memem pro odhalování tajemství vesmíru.

Rozmanitost druhů, jak ukazuje Strom života .

Epizoda pokrývá několik aspektů vzniku života a evoluce . Tyson popisuje jak umělou selekci prostřednictvím selektivního chovu , na příkladu domestikace vlků lidmi na psy, tak přirozený výběr, který vytvořil druhy jako lední medvědy. Tyson používá Loď představivosti, aby ukázal, jak funguje DNA , geny a mutace a jak to vedlo k rozmanitosti druhů, jak je představuje Strom života , včetně toho, jak se složité orgány, jako je oko, objevily jako společný prvek.

První stránka Isaaca Newtona z roku 1687 Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica

Tyson pak líčí spolupráci mezi Edmondem Halleym a Isaacem Newtonem v poslední části 17. století v Cambridgi . Výsledkem této spolupráce by byla publikace Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , první velké práce popisující fyzikální zákony matematicky, a to navzdory námitkám a tvrzením o plagiátorství od Roberta Hooka a finančních potíží Královské společnosti v Londýně . Tyson vysvětluje, jak tato práce zpochybnila převládající představu, že Bůh plánoval nebe, ale nakonec ovlivní mnoho faktorů moderního života, včetně letu do vesmíru .

Umělcova představa o černé díry ‚S akreční disk .

Tyson začíná epizodu vysvětlením podstaty rychlosti světla a toho, kolik z toho, co je vidět na pozorovatelném vesmíru, pochází ze světla vycházejícího z miliard let v minulosti. Tyson dále vysvětluje, jak moderní astronomie používala takové analýzy prostřednictvím hlubokého času k identifikaci události Velkého třesku a stáří vesmíru.

Tyson pokračuje popsat, jak práce Isaaca Newtona , William Herschel , Michael Faraday a James Clerk Maxwell přispěl k pochopení podstaty elektromagnetických vln a gravitační síly , a jak tato práce vedla k Albert Einstein je teorie relativity , že rychlost světlo je základní konstantou vesmíru a na gravitaci lze pohlížet jako na zkreslení struktury časoprostoru. Tyson popisuje koncept temných hvězd, jak je předpokládal John Michell, které nejsou viditelné, ale zjistitelné sledováním jiných hvězd uvězněných v jejich gravitačních jamkách , což byla myšlenka, kterou Herschel použil k objevení binárních hvězd .

Tyson poté popisuje povahu černých děr , jejich obrovské gravitační síly, které mohou dokonce zachytit světlo, a jejich objev prostřednictvím rentgenových zdrojů, jako je Cygnus X-1 . Tyson používá Ship of Imagination k poskytnutí postulátu pokřivení časoprostorové a časové dilatace při vstupu do horizontu událostí černé díry a možnosti, že tyto mohou vést k dalším bodům v našem vesmíru nebo jiných, nebo dokonce cestování v čase. Tyson končí konstatováním, že Herschelova syna Johna by inspiroval jeho otec, aby pokračoval v dokumentování známých hvězd a také příspěvků k fotografování, které hraje na stejné povaze hlubokého času, jaký používají astronomové.

Reprezentativní Fraunhoferovy linie používané v astronomické spektroskopii ke stanovení složení vzdálených hvězdných objektů

Tato epizoda zkoumá vlnovou teorii světla studovanou lidstvem s tím, že světlo hrálo důležitou roli ve vědeckém pokroku, přičemž takové rané experimenty z doby před více než 2000 lety zahrnovaly kameru obscura od čínského filozofa Moziho . Tyson popisuje práci arabského vědce 11. století Ibn al-Haythama , považovaného za jednoho z prvních, kdo postuloval povahu světla a optiky vedoucí ke konceptu dalekohledu , a také jednoho z prvních výzkumníků, kteří použili vědecká metoda .

Supernova SN 1987A prokázala existenci neutrin .

Tato epizoda se zaměřuje na povahu vesmíru v mikro a atomových měřítcích, přičemž pomocí lodi představivosti prozkoumá tyto říše. Tyson popisuje některé mikroorganismy, které žijí v kapce rosy, a ukazuje paramecium a tardigrades . Pokračuje v diskusi o tom, jak rostliny pomocí fotosyntézy prostřednictvím svých chloroplastů přeměňují sluneční světlo na chemické reakce, které přeměňují oxid uhličitý a vodu na cukry bohaté na kyslík a energii. Tyson poté diskutuje o povaze molekul a atomů a o tom, jak souvisí s vývojem druhů. Používá příklad předložený Charlesem Darwinem, který postuloval existenci dlouhosrstého Morganova sfingového můra na základě povahy kometové orchideje s pylem hluboko uvnitř květu. Dále demonstruje, že vůně z květin se používají ke spouštění čichových center v mozku a stimulují mysl k hrozbám, které pomáhají při přežití druhu.

Fragmenty meteorů z kráteru Meteor v Arizoně byly použity k odhadu stáří Země a dalších materiálů ve sluneční soustavě.

Tato epizoda se soustředí na to, jak věda, zejména dílo Clair Pattersonové (vyjádřené v animovaných sekvencích Richarda Gerea ) v polovině 20. století, dokázala určit věk Země . Tyson nejprve popisuje, jak byla Země vytvořena z koalescence hmoty několik milionů let po vzniku Slunce, a zatímco vědci mohou prozkoumat útvary ve vrstvě hornin k dnešnímu dni některé geologické události, ty mohou vysledovat pouze miliony let. Místo toho vědci použili úlomky z dopadů meteorů, jako je kráter Meteor v Arizoně, s vědomím, že materiál z takových meteorů pocházejících z pásu asteroidů by byl vyroben současně se Zemí.

Tyson pak nastiňuje práci, kterou Patterson odvedl jako absolvent u svého poradce Harrisona Browna, aby poskytl přesný počet olova v částicích zirkonu z kráteru Meteor a pracoval s podobnými výsledky, které sbíral George Tilton na počtech uranu; se stanoveným poločasem rozpadu radioaktivního uranu na olovo by se to použilo k odhadu stáří Země. Patterson zjistil, že jeho výsledky byly ve srovnání s výsledky společnosti Tilton kontaminovány olovem z okolního prostředí, a požadoval výstavbu první ultra vysoké čisté místnosti, která odstraní všechny stopy ekologického olova. Díky těmto čistým výsledkům dokázal Patterson odhadnout věk Země na 4,5 miliardy let.

Harvard Computers , který pomohl zařadit typy hvězd

Tato epizoda poskytuje přehled o složení hvězd a jejich osudu za miliardy let. Tyson popisuje, jak by raní lidé identifikovali hvězdy pomocí souhvězdí, která by souvisela s různými mýty a vírami, jako jsou Plejády . Tyson popisuje práci Edwarda Charlese Pickeringa na zachycení spekter více hvězd současně a práci Harvardských počítačů nebo „Pickeringova harému“ , týmu výzkumných žen pod Pickeringovým mentorstvím, na katalogizaci spekter. Tento tým zahrnoval Annie Jump Cannon , která vyvinula hvězdný klasifikační systém, a Henrietta Swan Leavittová , která objevila prostředky pro měření vzdálenosti od hvězdy k Zemi pomocí jejích spekter, později použitých k identifikaci dalších galaxií ve vesmíru. Později tento tým zahrnoval Cecilii Payneovou , která si s Cannonem vybudovala dobré přátelství; Payneova teze založená na její práci s Cannonem dokázala určit složení a teplotu hvězd a spolupracovat s Cannonovým klasifikačním systémem.

Mapa tektonických desek Země

Tato epizoda zkoumá paleogeografii Země po miliony let a její dopad na vývoj života na planetě. Tyson začíná vysvětlením, že lignin bohatý stromy vyvinuly v karbonského období před asi 300 miliony let nebyli jedlé druhy v té době, a místo toho by se převrátit a způsobit bohaté na uhlík uhlí . Asi o 50 milionů let později, téměř na konci permu , by vulkanická aktivita spálila uhlíkatou hmotu, uvolnila by oxid uhličitý a kyselé složky, čímž by se vytvořil náhlý efekt skleníkových plynů, který otepluje oceány a uvolňuje metan z oceánských lůžek , což vše vede k permské vymírání , zabíjení 90% druhů na Zemi.

Tyson poté vysvětluje podstatu deskové tektoniky, která by formovala pevniny světa. Tyson vysvětluje, jak vědci jako Abraham Ortelius předpokládali myšlenku, že v minulosti mohly být spojeny pevniny, Alfred Wegener, který vyslovil hypotézu o myšlence superkontinentu Pangea a kontinentálního driftu navzdory převládající myšlence na zatopené pozemní mosty v té době, a Bruce C. Heezen a Marie Tharp, kteří objevili středoatlantický hřbet, který podporoval teorii deskové tektoniky. Tyson popisuje, jak zemské masy Země ležely na plášti , který se pohybuje v důsledku pohybu a tepla vnějšího a vnitřního jádra Země .

Michael Faraday představující své experimenty s elektromagnetismem na vánoční přednášce , 1856

Tato epizoda poskytuje přehled o povaze elektromagnetismu , který byl objeven dílem Michaela Faradaye . Tyson vysvětluje, jak Isaac Newton postuloval myšlenku jiné přírodní síly podobné gravitačním silám již dříve. Tyson pokračuje Faradayem, pocházejícím z chudých začátků, by se po přečtení knih a zhlédnutí přednášek Humphryho Davyho na Královské instituci začal zajímat o studium elektřiny . Davy by najal Faradaye poté, co viděl rozsáhlé poznámky, které si dělal jako sekretářka a laborantka.

Poté, co se Davy a chemik William Hyde Wollaston neúspěšně pokusili navázat na objev elektromagnetických jevů Hansem Christianem Ørstedem, aby využili schopnost vytvářet pohyb z elektřiny, Faraday byl schopen vytvořit své vlastní zařízení pro vytvoření prvního elektromotoru použitím elektřiny zarovnané podél magnetu. Davy, trpký kvůli Faradayovu průlomu, dal Faradayovi za úkol zlepšit kvalitu vysoce kvalitního optického skla a zabránit Faradayovi pokračovat ve výzkumu. Faraday, který se nenechal odradit, pokračoval v práci v královské instituci a vytvořil vánoční přednášky určené k výuce vědy pro děti. Po Davyho smrti se Faraday vrátil k práci na plný úvazek studující elektromagnetismus a vytvořil první elektrický generátor vložením magnetu do cívky drátů.

Tato epizoda popisuje, jak se mohl vyvinout život na Zemi a možnost života na jiných planetách. Tyson začíná vysvětlením, jak lidský vývoj psacích systémů umožnil přenos informací přes generace, a popisuje, jak princezna Enheduanna ca. 2280 př. N. L. Bude jedním z prvních, kdo podepíše její jméno na jejích dílech, a jak Gilgameš sbíral příběhy, včetně příběhu o Utnapishtim dokumentujícím velkou potopu srovnatelnou s příběhem Noemovy archy . Tyson vysvětluje, jak DNA podobně zaznamenává informace k šíření života, a postuluje teorie o tom, jak DNA vznikla na Zemi, včetně evoluce z mělkého přílivového bazénu nebo z vyvržení meteorických srážek z jiných planet. V druhém případě Tyson vysvětluje, jak srovnání složení meteoritu Nakhla v roce 1911 s výsledky shromážděnými vikingským programem prokázalo, že materiál z Marsu může tranzitovat na Zemi, a schopnost některých mikrobů přežít drsné podmínky vesmíru. S pohyby slunečních soustav po galaxii po miliardy let by se život mohl myslitelně šířit z planety na planetu stejným způsobem.

Nárůst povrchových teplot na Zemi v důsledku globálního oteplování

Tato epizoda zkoumá povahu skleníkového efektu (objevili Joseph Fourier a Svante Arrhenius ) a důkazy prokazující existenci globálního oteplování vlivem lidstva. Tyson začíná popisem dlouhodobé historie planety Venuše; na základě odečtů ze série sond Venera na planetu měla planeta kdysi oceán a atmosféru, ale kvůli uvolňování oxidu uhličitého z vulkanických erupcí způsobil uprchlý skleníkový efekt na Venuši zvýšení povrchových teplot a vykynutí oceány.

Tyson poté poznamenává, že delikátní povaha množství oxidu uhličitého v atmosféře může ovlivnit klima Země v důsledku skleníkového efektu a že hladiny oxidu uhličitého se zvyšují od počátku 20. století. Důkazy ukázaly, že se to být z lidstva spotřeby z ropy , uhlí a zemního plynu namísto z vulkanické erupce v důsledku izotopového podpisu oxidu uhličitého. Nárůst oxidu uhličitého vedl ke zvýšení teplot, což následně vedlo k pozitivním zpětnovazebním smyčkám tajících polárních ledových čepic a odmršťování permafrostu ke zvýšení hladin oxidu uhličitého.

Země jako světle modrá tečka uprostřed světelného pásma, pořízená Voyagerem I mimo oběžnou dráhu Neptunu

Tyson začíná epizodu tím, že si povšimne, jak zničení Alexandrijské knihovny do té doby ztratilo mnoho znalostí lidstva. Poté kontrastuje se snahou, aby lidstvo pokračovalo v objevování nových faktů o vesmíru a v potřebě další objevování neuzavírat.

Tyson pak pokračuje popsat objev kosmického záření od Victor Hess prostřednictvím výškových balón cest, kde záření zvýšené čím dále jeden byl z povrchu. Švýcarský astronom Fritz Zwicky při studiu supernov předpokládal, že tyto kosmické paprsky pocházejí z těchto událostí místo elektromagnetického záření. Zwicky by pokračoval ve studiu supernov a při pohledu na standardní svíčky , které vydávaly, odhadoval pohyb galaxií ve vesmíru. Jeho výpočty naznačovaly, že ve vesmíru musí být více hmoty, než kolik je patrné v pozorovatelných galaxiích, a nazval tuto temnou hmotu . Zwickyho teorie byla původně zapomenuta prací Věry Rubinové , která pozorovala, že rotace hvězd na okrajích pozorovatelných galaxií neprobíhala očekávaným rotačním chováním, aniž by zvážila temnou hmotu. To dále vedlo k návrhu temné energie jako životaschopné teorie, která by zohlednila rostoucí rychlost expanze vesmíru.

Tyson poté popisuje mezihvězdné cestování pomocí dvou sond Voyager . Kromě schopností identifikovat několik funkcí na planetách sluneční soustavy byl Voyager I schopen nedávno demonstrovat existenci sluneční heliosféry, která pomáhá tlumit sluneční soustavu předhvězdnými větry . Tyson popisuje roli Carla Sagana v programu Voyager, včetně vytvoření Zlatého záznamu Voyageru pro zapouzdření pozice lidstva a Země ve vesmíru a přesvědčování ředitelů programu, aby nechali Voyager I vyfotit Zemi zpoza oběžné dráhy Neptunu a vytvořit tak obrázek Pale Blue Dot . Tyson uzavírá sérii tím, že zdůrazňuje Saganovo poselství o stavu člověka v rozlehlosti vesmíru a povzbuzuje diváky, aby pokračovali ve zkoumání a objevování, co dalšího vesmír může nabídnout.