孩提时代,我们或许最先产生的好奇心便是抬头仰望,问云层之上是什么。有人会回答说,那是天空。后来,一些宗教教导我们,天堂是善良正直之人归宿的圣地。老师进一步阐述,说那里还有其他的行星、恒星和太阳。诗人总结道:我们夜晚看到的星星,就是我们自己,在我们死后开始闪耀。
科学通常会回应说,粗略地说,我们对云层之外——实际上是平流层之外——几乎一无所知。在地球上,环境破坏已成常态,几乎没有什么其他领域值得探索,科学家和物理学家只能将目光转向所谓的外太空,以保持人类对新发现的兴趣。而且,当他们这样做时,他们也在寻求地球上生命的更深层意义。
宇宙学专家尼尔·德格拉斯·泰森教授和记者林赛·尼克斯·沃克合著的《无限与超越——宇宙探索之旅》一书,让宇宙学这一主题更加引人入胜、通俗易懂。该书现已由巴西的Record出版社发行。
这是一本具有畅销潜力的书籍,它揭示了科学的秘密,而科学出版领域在近几十年发展迅速,涌现出许多畅销书。
泰森是一位天体物理学家,也是纽约美国自然历史博物馆罗斯地球与太空中心海登天文馆的馆长。他著有十几本书,主持广受好评的国家地理播客节目《星际漫谈》(StarTalk) ,该节目曾四次获得艾美奖提名,他还主持过艾美奖获奖电视纪录片系列《宇宙》(Cosmos) 。他拥有21个荣誉博士学位,并荣获美国国家航空航天局(NASA)颁发的杰出公共服务奖章。沃克是《星际漫谈》的高级制片人和首席编剧。
正如他们所解释的那样,我们对宇宙中存在的东西仍然几乎一无所知,因为我们还没有真正到达过月球以外的地方,而且进一步探索还存在巨大的技术限制。
除了通过巨型望远镜、太空探测器以及物理和数学计算所能感知到的之外。
结论是,可观测宇宙的年龄约为138亿年,直径约为930亿光年。据估计,宇宙中存在1000亿到2万亿个星系,每个星系都包含数千亿颗恒星。
银河系本身就可能包含1000亿到4000亿颗恒星,这真是令人叹为观止。开普勒望远镜的观测表明,每颗恒星至少拥有一颗行星。换句话说,仅在我们所在的银河系中,就可能存在数千亿颗行星。
迄今为止,已确认的系外行星超过5000颗,但这几乎只是冰山一角。根据美国宇航局(NASA)和欧洲航天局(ESA)的数据,宇宙的组成成分大约为:5%的普通物质,27%的暗物质,以及68%的暗能量。
但这一切背后究竟隐藏着什么?我们是否“即将”发现银河系中的姊妹行星?而这一天又何时到来?
在本书开篇,泰森和沃克试图解答地球之外是否存在宇宙的问题,他们的解释涵盖了从神话到现代科学的方方面面。他们着重介绍了古代文明如何仰望星空,并创造了关于星星和彗星的故事,以及望远镜和科学方法的发明如何彻底改变了人们对宇宙的认知。
因此,探索宇宙是人类永恒的主题,科学也逐渐用具体的观测证据取代了神话般的解释。
作者认为,利用火箭和探测器进行太空探索始于摆脱地球引力的基本挑战:从早期的气球实验到空气动力学大师,最终发展出能够将探测器和人类送出大气层的火箭。
例如,旅行者号探测器的故事,从 20 世纪 70 年代发射至今,一直在探索太阳系之外的宇宙,它被用来说明科技进步,以及这些仪器如何代表了地球人探索星辰的希望和梦想。
本书相当一部分篇幅提供了对太阳系的“导览”。它从中心恒星——太阳开始讲解。作者解释了太阳风的性质、太阳影响的范围,以及内行星的特征,例如水星(由于其轨道速度很快,探索起来十分困难)和金星(拥有有毒的大气层和极端的温室效应)。
这一切都是通过探测、计算和观测揭示出来的。“这个故事有助于表明每个行星都有其独特的特性,并展现了科学如何挑战和修正关于宇宙的旧观念,”他们表示。
本书的亮点在于作者探讨了好莱坞电影如何描绘太空,分析了它们的成功与失败,并以此为基础讲解真正的物理学知识,使内容不再枯燥乏味。泰森以其特有的幽默,对《地心引力》(2013)和《星际穿越》(2014)等当代科幻经典影片中的场景进行了评述,以区分“科幻”和“科幻”的界限。
他运用这些文化典故来解释黑洞、时空扭曲等概念,以及当代科学如何看待这些宇宙实体,使即使是没有科学背景的人也能理解它们的复杂性。
泰森和沃克还提出了天体物理学中最“狂野”的前沿领域,例如平行宇宙、宇宙的大尺度结构、超大质量黑洞、空旷空间的本质以及当前技术所能观测到的极限。
他们强调,尽管我们已经发现了许多奥秘,但宇宙的大部分仍然是未知领域,许多理论仍在挑战着人类的认知。这种情况会持续多久?我们能否活到找到答案的那一天?