但光知道這些是不夠的。當我爬珠穆朗瑪峰的時候，第壹次——當然是自拍。發生了什麽事？要不要說“這山真高，這山真高”？不是，我想問為什麽珠穆朗瑪峰只能這麽高(因為地球引力不允許再高了，再高就塌了，火星引力還不如地球，所以火星最高的山能達到20千米)。對於直徑為1.3萬公裏的地球儀來說，壹座不到10公裏的山，就像臺球上的壹粒灰塵，絲毫不影響我們對其光滑表面的認識。來到中土第壹佛寺白馬寺，我並不是和佛祖進行利益交換——磕頭燒香換取佛祖的加持，而是從白馬寺的歷史中思考，為什麽兩千多年來，這片土地上頻繁發生滅佛運動(因為拆寺使國庫有錢，軍隊有兵)。
這兩個例子就是我理解的傳播模式——從時間和空間兩個維度傳播。歷史可以提高我們對時間維度的認知，天文學可以提高我們對時間和空間兩個維度的認知。從時間上來說，妳我的每壹個原子都可以追溯到654.38+03.3億年前的BIGBANG在太空中，我們只是在宇宙的壹個普通角落(室女座超星系團的外圍)，在壹個普通的星系(銀河系)，在壹個普通的區域(獵戶座的旋臂)，在壹顆普通的恒星(太陽)旁邊...註意這是宇宙，是否有多個宇宙，有多少個宇宙，最負責任的回答是——不知道。
當然，科普天文並不是在別人被大好河山感動，贏得知識優越感的時候給他們潑冷水。學習天文學，正是為了懂得謙遜。
這本《忙碌的人的天體物理學》是著名天體物理學家尼爾·德格拉斯·泰森的新作。他更出名的身份是科普專家，他主持了壹系列名為《宇宙》的紀錄片。
654.38+04億年前(書上是654.38+04億年，現在準確的數據應該是654.38+03億年)，已知宇宙中所有的空間、所有的物質、所有的能量都包含在壹個微小的尺度裏，這個尺度不到這句話結尾句號的壹萬億倍。那是壹個稠密的奇點。
首先，引力是逐漸分離的，其他三種自然力仍然是統壹的。隨著時間到達10的-35秒，宇宙繼續膨脹，稀釋了所有集中的能量。就在剛才，統壹力量分裂成了“弱力量”和“強核力”。後來弱力分裂成電磁力和“弱核力”，於是不吃宇宙結構的四種力全部出現:決定放射性衰變的弱核力，束縛原子核，使分子結合的強核力。
在強核力和弱電力分離之前、之中和之後的極短時間內，宇宙已經變成了壹口由誇克、輕子和它們的反物質兄弟——以及承擔它們相互作用的玻色子——組成的沸騰的湯鍋。強有力的理論證據表明，在非常早期的宇宙中的壹段時間裏，當某種力被分離出來時，它給了宇宙壹種不尋常的不對稱，其中物質粒子的數量略多於反物質粒子:比例為十億比十億。
誇克開始形成中子和強子，上面提到的令人不安的微小“物質-反物質不對稱”進入強子。請註意這個幾乎可以忽略不計的比例。壹個物質粒子和壹個反物質粒子會湮滅是合理的。正是因為每十億年出來的物質粒子構成了後來宇宙中的物質集合，比如星系、恒星、行星、玫瑰、奶牛、妳和我...
宇宙的尺度已經增長到幾光年(1光年，約10萬億公裏)，大致相當於太陽到其最近恒星的距離。隨著宇宙溫度持續下降到654.38+0億開爾文以下，質子和質子，當然還有中子融合形成原子核，孵化出壹個嬰兒宇宙，其中90%的原子核是氫，654.38+00%是氦，還有微量的氘(重氫)、氚(超重氫)和鋰。
在這漫長的時間裏，宇宙的溫度仍然足夠高，高能電子可以在光子中自由漫遊，不斷吸收和發射光子，像來回擊球壹樣相互作用。然而，當宇宙溫度低於3000開爾文(約為太陽表面溫度的壹半)時，這種自由戛然而止，自由電子全部與原子核結合。他們的婚姻留下了無處不在的可見光，不僅在那壹瞬間天空中的所有物質上留下了永久的印記，也宣告了最初的宇宙粒子和原子的形成過程已經完成。
宇宙繼續膨脹和冷卻。此時物質由於引力聚集成團，形成我們所說的星系，數量接近6543.8+0000億。每個星系包含數千億顆恒星，熱核聚變發生在恒星的核心。那些質量是太陽幾十倍的恒星，其核心具有足夠高的壓力和溫度，從而使幾十種元素比氫重。正是基於這些元素，行星得以形成，並為生命的繁衍提供了場所。
在宇宙的壹個普通角落(室女座超星系團外圍)，壹個普通星系(銀河系)和壹個普通區域(獵戶座旋臂)，壹顆普通恒星(太陽)誕生了。形成太陽的氣體雲包含足夠多的重元素，凝結成壹系列軌道運行的天體，包括幾個巖石行星和氣體行星，數萬顆小行星和數十億顆彗星。在最初的幾億年裏，留在軌道上的大量碎片被吸積到更大的天體上。隨著太陽系中可吸積的物質越來越少，行星表面開始變冷。壹顆剛好來自太陽的行星逐漸形成。如果更靠近太陽，海洋就會被蒸發；如果再遠壹點，海洋就會結冰。無論哪種情況，這個星球都不會孕育生命。這顆行星就是地球。
至此，恐怕任何人都不禁要問，宇宙開始之前發生了什麽？為什麽會有BIGBANG？誰提供了那種源力？很負責任的告訴妳:我不知道。現在沒人知道這個世界了。誰說誰知道，肯定是傻子。
今天，我們只知道我們身體中的每壹個原子都可以追溯到50多億年前爆炸的大質量恒星中的大爆炸和核聚變。
我們是生命的星塵，然後宇宙賦予我們發現自我的使命——我們的旅程才剛剛開始。
654.38+0.3億年前，在遙遠的宇宙深處，質量相當於太陽29倍和36倍的黑洞合並成質量相當於太陽62倍的大黑洞，剩余太陽幾乎3倍的質量全部轉化為能量——相當於突然增加了10的21個太陽的次方。
那時候地球還是單細胞生物占主導地位。那些能量漣漪向四面八方擴散，復雜的生命在地球上進化了8億年，包括花朵、恐龍和飛行生物，以及哺乳動物的壹個脊椎動物分支。
直到最近的壹萬年，該分支中的壹個靈長類分支發生了基因突變，促進了語言的產生。從那時起，這個分支——智人——將發明農業、文明、哲學、藝術和科學。壹個20世紀的科學家將從他的大腦中發明相對論，並預測那種能量引力波的存在。
這個人預言了整整壹個世紀後，在宇宙中遨遊了654.38+0.3億年，終於到達地球，被人類科技成功捕獲。壹百年前的預言終於被證實了。這個猛男就是愛因斯坦。
而這壹切的基礎是什麽？就是物理定律在宇宙中普遍適用，元素周期表已經很清楚的呈現了宇宙的物質。由此可以得出壹些有趣的感悟:比如我們遇到壹個外星人，我們肯定是不可能用中文和英文交流的。如果妳要和他握手，可能會被解讀為攻擊性行為，但如果妳說光速不變，應用萬有引力定律，我們可以繼續討論。再比如外星生物和地球生物壹樣是碳基生物，因為宇宙中的碳最適合結合成穩定的大分子，同時又非常非常多。
大旋渦星系之間是矮星系和類星體。比如我們銀河系最近的星系位於200萬光年之外，歷史上被稱為仙女座星雲。在某種程度上，它是銀河系更大更亮的孿生兄弟。麥哲倫雲是銀河系周圍的壹個矮星系。在所有被可靠調查過的空間區域中，矮星系的數量要比大星系多得多，比例超過10比1。在星系團的高密度環境中，兩個或兩個以上的大星系經常會發生碰撞，留下壹個大爛攤子。
行星相對空曠。如果把太陽系比作壹個球體，那麽太陽、所有行星及其衛星所占據的體積只占這個球體的壹萬億多壹點。但行星之間的空間並不是空的，而是包含了各種形式的大石頭、小石子、冰球、塵埃、帶電粒子流、長途飛船等。太空也充滿了巨大的引力和磁場。地球在軌道上的速度是每秒30公裏，每天可以掃過幾百噸的流星體——大部分都沒有壹粒沙子那麽大。流星體沖入大氣層時能量巨大，幾乎壹接觸就全部汽化，然後在地球高層大氣中燃燒殆盡。我們星球上這些脆弱的物種依靠這種大氣保護罩來生存和進化。月球可能是壹顆漫遊的火星大小的原行星與地球任意碰撞的結果。
特別要提壹下木星，它以強大的引力場擋住了很多彗星的去路，否則它們會在內太陽系肆虐。木星充當了地球的引力盾牌，就像壹個大壯漢，讓地球擁有了長期(數億年)的相對和平與安寧。如果沒有木星的保護，地球上的生命將很難進化成有趣而復雜的生命，它將永遠生活在毀滅性撞擊帶來的滅絕危機中。
事實上，星系之間(包括它們)的真空中最奇怪的是，它是壹個沸騰的虛粒子海洋——壹對對不可探測的物質和反物質突然出現又消失。這種量子物理的奇怪預言被稱為“真空能量”，它表現出向外的壓力，這種壓力與重力相反，在完全沒有物質的情況下仍然繁榮。加速的宇宙(暗能量能力的展示)可能就是由這種真空能量驅動的。
根據引力，我們知道距離越遠，引力越小，所以每個星系邊緣的恒星的軌道速度應該是隨著距離的增大而減小，但實際觀測結果還是很快。牛頓定律和廣義相對論錯了嗎？
牛頓定律和廣義相對論都沒有錯。如果錯了，那就慘了。整個物理學的基礎崩塌，破壞力難以想象。事實上，在每個螺旋星系的遙遠區域，在可見邊緣之外，都存在某種形式的暗物質。在整個宇宙中，平均來說，暗物質的引力大約是所有可見物質的6倍。
暗物質的影響是真實的。我們只是不知道暗物質是什麽。暗物質似乎不與強核力相互作用，所以不能形成原子核。沒有發現它通過弱核力相互作用，甚至難以捉摸的中微子也有弱相互作用。它似乎不與電磁力相互作用，因此不會產生分子或聚集成致密的暗物質球。它既不吸收也不發射光，也不反射或散射光。我們壹開始就知道，暗物質確實會施加引力，普通物質也會對其產生反應。但僅此而已。這麽多年過去了，我們還沒有發現它還能做什麽。現在，我們只能滿足於把暗物質當成壹個陌生而看不見的朋友，在宇宙需要我們召喚它的時候，請求它幫助我們。
愛因斯坦的廣義相對論沒有錯，但是愛因斯坦也犯過錯誤，很大的錯誤，壹個有些冤枉的大錯誤。當時我佛愛因斯坦認為不穩定的靜態宇宙應該有壹個相對於引力的“反引力”，於是提出了壹個宇宙常數——λ，並寫進了廣義相對論的方程。
後來研究發現，宇宙不是靜止的，而是在膨脹的。愛因斯坦隨後拋棄了宇宙常數，並稱這是他犯下的最大錯誤。沒過多久大家就發現愛因斯坦最大的錯誤就是放棄了宇宙常數。越來越多的證據表明，星系越遠，它從銀河系後退的速度越快。也就是說，“反引力”不僅存在，而且隨著真空的增加，宇宙中物質和能量的密度逐漸降低，λ對宇宙狀態的相對影響變大。
λ突然得到壹個物理實在，所以需要壹個名字，於是“暗能量”就處於宇宙戲劇舞臺的中心。這個名字非常貼切地反映了它的神秘，也反映了我們對其成因的無知。迄今為止最精確的測量結果表明，暗能量是宇宙中最重要的東西——它是宇宙的主角，占目前所有質能的68%，暗物質占27%——配角，壹般物質只占5%——我們就在這5%中。
隨著暗能量導致宇宙加速膨脹，那麽任何不受銀河系束縛的東西都會越來越快地退化，成為時空結構加速膨脹的壹部分。今天夜空中可見的遙遠星系最終會消失在視線之外，它們會以超過光速的速度離開我們。大約壹萬億年後，生活在我們銀河系的每個人可能甚至不知道其他星系的存在。我們的哈勃體積將只包括壹個鄰近的長壽恒星系統。在這個星夜之外，還會有無盡的虛空——那就是深空裏的黑暗面。
暗能量是宇宙的基本屬性，最終會削弱後代對未來宇宙的認識能力。
書上找類地行星的方法很少，未來星際移民全靠它了。
1.監視星星，看它們是否有規律地晃動。恒星的周期性晃動暴露了其周圍行星的存在。與大多數人的想法不同，行星並不是簡單地圍繞其主星旋轉，而是與主星壹起圍繞它們共同的質心旋轉。行星越大，恒星的晃動幅度越大，所以在分析恒星的光譜時，妳可以更容易地做出預測。
3.行星大氣的化學分析。宇宙化學依賴於光譜學——通過分光計分析光線。如果壹個星球充滿了植物和動物，它的大氣將富含生物標誌物，即生命的光譜證據。無論這個標記是來自生物(部分或全部生命形式產生)、人類活動(廣義的智人物種產生)還是技術(技術產生)，這些證據都將難以隱藏。
但上述方法都存在壹些缺陷，綜合驗證得到的證據會更有力。第壹顆太陽系外行星發現於1995年，現在已經上升到3000顆，其中大部分是在銀河系中太陽系附近的壹小塊區域發現的。因此，應該有很多系外行星。畢竟我們的星系有100多億顆恒星，已知的宇宙包含了幾千億個星系。據推測，僅銀河系就有多達400億顆類地行星。
有人說，天文學的研究激起了人們最強烈的渺小感和無意義感。筆者不同意這種觀點。相反，他感覺充滿了力量和激情。人腦的重量只有1400克，但它產生的思維活動卻能幫助我們找到自己在宇宙中的位置，這讓我覺得很強大。很多人其實誤讀了自然。出於壹種無理的傲慢，首先源於所謂意義的錯覺。另壹方面，“人是萬物之靈，宇宙之精”的文化假設也助長了這種自負。
研究天文學使我們認識到，人類不是空間和時間的主人，而是作為壹個偉大的宇宙存在鏈中的參與者，這個存在鏈與現存和滅絕的物種都有直接的基因聯系，可以追溯到近40億年前地球上最早的單細胞生命。
也許妳會想:我們比細菌聰明。是的，我們比任何曾經在地球上奔跑、爬行或爬行的生物都聰明。但是我們有多聰明呢？我們比最聰明的黑猩猩好得多——但它們的基因特征與我們非常不同。似乎壹條巨大的基因鴻溝將我們與動物王國中的近親分隔開來，因此我們可以理所當然地贊美我們的智力。
事實上，我們與自然的其余部分是壹個整體，我們的地位既不高於也不低於自然，而是屬於自然。簡單的數量、規模、尺度的對比，就能很好的消除人的自負。
壹個250毫升的杯子裏的水分子數量超過了世界上所有海洋的水的數量。這壹杯水中的分子如此之多，1500個分子可以分布到世界上的每壹杯水中。妳剛才喝的水，有壹部分曾經流過孔子、蘇格拉底、成吉思汗、聖女貞德的腎，這是必然的。
妳每次吸入的空氣分子數量，比用“口數”計算的地球整個大氣層的空氣數量還要多這意味著妳可能剛剛吸入了嬴政、貝多芬、林肯、居裏夫人呼出的氣體分子。
宇宙中的星星比任何沙灘上的沙粒都多，地球形成後的秒數也多，每個活過的人寫下的文字和聲音也多。
如果妳想看到過去的全景，宇宙的視角會帶妳去那裏。光從太空深處到達地球需要時間，所以妳看到的天體和現象不是現在的樣子，而是過去的樣子，可以追溯到時間本身的開始。在這個可預測的範圍內，宇宙演化的全景在不斷展開。
想知道我們是由什麽組成的嗎？宇宙視角再壹次提供了壹個比妳預期更讓妳驚喜的答案。宇宙中的各種化學元素都是在大質量恒星的火焰中鍛造出來的，尤其是那些在生命末期劇烈爆炸的恒星，這些元素豐富了它們的星系。結果呢？宇宙中最常見的四種活性元素，氫、氧、碳、氮，也是地球生命中最常見的四種元素，碳是生物化學的基礎。
我們不只是生活在這個宇宙中，宇宙存在於我們的身體中。
幾個世紀以來，宇宙的發現壹次又壹次地貶低了我們對自己的看法。地球曾經被認為是天文學中獨壹無二的，直到天文學家了解到地球只是另壹個繞太陽運行的行星。然後我們推測太陽是唯壹的，直到我們了解到夜空中無數的星星其實就是太陽。然後我們就認為我們的星系銀河系就是整個已知的宇宙，直到我們確定天空中無數模糊的天體是其他星系，裏面都是我們已知宇宙的圖片。今天，假設只有壹個宇宙是多麽容易。然而，現代宇宙學的新興理論和不斷重申沒有獨特的東西可以存在，要求我們繼續容忍對我們獨特預期的最新影響:多元宇宙。
宇宙視角來自基礎知識。但這不僅僅是妳知道什麽，這是關於擁有智慧和洞察力來使用這些知識來評估我們在宇宙中的位置。
這是壹張著名的照片。1990年，當旅行者1即將飛出太陽系，距離地球60億公裏時，美國國家航空航天局命令它回頭看，拍了60張照片。照片中的光帶是相機鏡頭反射的太陽光。其中壹個剛好包括地球——圖中的亮點。
泰森的老師，卡爾·薩根，壹位天體物理學家和著名的科學作家，對這張照片印象深刻。他在1996的壹次學位授予儀式上說過壹句非常著名的話:
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