浩渺的星空，无穷的宇宙，蕴藏着太多的秘密。两位的法国专家将引领我们循着人们探索的足迹，听着前行者的故事，开始宇宙的遨游，领略天地的神奇，开启知识的大门。
危险的小行星、怪异的黑洞、神秘的宇宙波、伽马射线暴、可怕的大爆炸……
一百多个有关宇宙真相的问题在本书中一一为你解答，深入浅出的文字，精美的插图，科学的佐证，历史典故，名人轶事……
欢迎跟随作者进行一场奇妙的外太空之旅吧！

精彩内容：

什么是大爆炸？

尽管Big Bang被直译成大爆炸，但却和爆炸没什么关系。实际上这个词的错误程度和它的度一样高。大爆炸只是把宇宙初看做一次爆燃，把物质射向四周，来填满被认为初是空无一物的空间。然而这更是空间随着时间发生的膨胀，而且同时又一下子拉大了膨胀中产生的物质所形成的天体之间的距离。

但是历史有时具有惊人的讽刺意味，那是在1949年3月29日，英国天体物理学家弗莱德·霍伊尔(Fred?Hoyle)在BBC的一个广播节目（ 事物的本性The?Nature?Of?Things) 中提出了这个“大爆炸”的说法。尽管霍伊尔一直否认，但他不是为了嘲弄他极力反对的那种宇宙论才用了这个说法吗？

不管霍伊尔的内心动机是什么，他发明的这个词汇，在今天却在为数不多的、成为不可或缺的标准天文学术语中占据了重要位置。总之，大众给这个“大爆炸”所赋予的含义，与科学家所定义的含义还是非常相近的。诸多例证之一就是，（法国总理）米歇尔 罗卡尔1993年2月17日在卢瓦尔河蒙路易的著名演讲中，还在呼吁“政治大爆炸”。他的用意毫无疑问，大爆炸意味着一个新世界的诞生......

什么是月食或日食？

日食和月食是由于太阳、月亮和地球处于同一直线时发生的。当地球处于太阳和月亮之间，就会发生月食，而当月亮处于太阳和地球之间时就会发生日食。由于太阳和月亮的视直径很相近，所以在发生日全食时，月亮就会完全遮挡住太阳。

如果月亮环绕地球运行与地球环绕太阳运行处于同一平面，那么在每次新月出现时就会发生一次日食。但是由于月球轨道平面相对于地球轨道平面是倾斜的，所以只有在月球与这个因此原因被称为黄道面的地球轨道平面相切时，才能引发日食。而且，月亮同时还要与太阳位于同一直线上，这种现象每年能发生2到7次。日食并不总是日全食，由于地球与太阳之间、地球与月亮之间的距离变化，有时会出现月环食。

月亮是从哪儿来的？

关于月球的起源曾经有过许多假说：如地球捕获了一颗较大的小行星；原始地球由于离心作用产生碎块；地球与它的这颗卫星是同时产生于环绕年轻的太阳的原行星盘中。

长期以来，这三种猜测先后被提出，但无一真正获得科学界的认同。后两种假说很快就被认定为很不靠谱，因为月球的轨道是倾斜的。再者，第二种说法要求地球的旋转速度极大，而第三种假说则不能够解释为什么月球的月核要比地核小许多。而种假说也不能令人满意，因为地球很难俘获如此巨大的天体并把它约束在一个固定的轨道上。

近以来，对阿波罗飞船和苏联月球飞船取回的月球岩石样本分析表明，地表和月表的不同原子核含量非常相近。这就很难说明二者是各自单独形成的。因此，1975年又出现了一种新的也更为复杂的、但比较令人满意的月球起源假说。这种理论的作者声称，在太阳系历史的初阶段，地球与一颗像火星大小的行星胚胎相撞，从而导致大量物质喷射出来，这些物质迅速凝并构成月球。

这种假说可以解释地球和月球之间的共同点和差异。因此成为今天较为令人接受的理论。在发生碰撞期间，地球的大部分铁都集中于地核，而主要来自于地幔的喷出物，含铁较低，这就可以解释月球含铁量较低的原因。而它们都有含量相近的一些原子核，是因为有着共同起源。后，这种非常偶然的碰撞，可以说明为什么地球是太阳系中拥有如此巨大的卫星的内行星。

因此这一假说现在获得了科学领域多人的认可。而近十几年以来进行的数字模拟也正会是这个模型。这次碰撞应该发生在太阳系形成不久之后不到一亿年的时候。

太阳会消失吗？

在今后的50亿年，太阳中心的氢聚变仍可保证稳定地产生能量。在这之后，事情就会变得复杂了。太阳中心的氢会越来越少，而氦变得越来越多。由于缺乏原料，热核反应周期将逐步放缓。于是，几乎全部由氦构成的太阳中心在再次发热之前，将开始收缩。与此同时，热核反应将转移到太阳中心的外围，在此形成一个活跃的外壳，并将逐步向外扩张，去寻找新的氢物质。

太阳核心的收缩所导致的温度上升，又将引发这个活跃外壳的核反应，因此造成的压力变大，太阳外表开始膨胀，亮度增强，日光由白变红，太阳将变成红巨星。说到红巨星——也就是太阳在50亿年之后的样子，在天空中明亮的星体中占有重要地位，比如五车二，这是御夫座亮的恒星，距太阳约40光年。

这一时期将持续大约10亿年。太阳将逐渐膨胀，达到现在太阳半径的十几倍。你能够轻易地想象出由此导致的灾难，这将彻底毁灭我们地球的脆弱环境，人类只能长久抛弃地球，移民到其他星系！

但是如果地球上还能剩下后一批人类，那么这批后的地球人将会高兴地欣赏到这颗红巨星的壮观景色，它将一直延伸到水星轨道，从地球上看到的它的光盘，可以扩展到大约50度。

在这个时期，由于太阳的收缩，氦核中心温度可达到几亿开尔文。正是在这样的温度下才会引发又一轮的核反应：氦聚变。这一轮的反应会突然爆发，这就是氦闪。氦闪将会持续大约几百年，直至反应活动稳定下来。由于太阳通过氦聚变又重新获得能量，日核将再次膨胀，而外壳开始收缩。

太阳将会变得更小，地球也不再那么热。再次出现了一个新的平静期间，如同日核的氢缓缓聚变的时代一样，但这个期间要更短暂。很快由于燃料短缺，在日核深处的氦聚变将会终止，而在太阳的外表，聚变还将在新的活跃外壳中持续一段时间，而这个活跃的外壳又将使太阳表面向外扩大。尽管此时日核突然发生聚变终止，但太阳仍再次开始无休止的膨胀。

天体物理学家们仍不清楚此时偌大的太阳是否会吞并地球轨道。如果这样的话，那将是世界末日！地球的自转将在太阳外层中逐步停
止，尽管在太阳外壳扩张时期的外层物质密度很小。我们的地球将耗时数百年，盘旋坠落到太阳的中心，然后在那里被气化。

地球终也有可能逃过一劫，但必须是红巨星时期的太阳失去足够多的物质。这样一来逐渐减小的引力作用会让地球逐渐远离太阳。这种情况，可能就是在太阳膨胀到大的时候，它还不会延伸到地球轨道。

无论如何，由于不断膨胀，太阳外层终会溢出，并扩散到周围的空间，形成一片星云。而日核将会在此后时期裸漏出来，丧失所有的新的核物质并开始坍缩，变成地球大小的白矮星，然后再耗上几十亿年，直至完全冷却。

在地球遭到太阳生命跌宕起伏的突变所导致的种种蹂躏之前，我们这颗饱受天灾的蓝色星球上就会突发很多事情。我们以后将会遭遇来自太空的危险。当前之际必须要明智地考虑如何逃出这个危险的星球，迁移到太阳系的其他行星，甚至银河系更遥远的的地方。

星系为什么会有颜色？

星系的光彩颜色实质上取决于组成它的恒星。当然，气体星云也能形成望远镜能看到的光团，但是所占比例很小。星系综合了所组成恒星的各种色彩，并会突出显示其中为明亮的恒星的光彩。

恒星的质量越大，其亮度越强，它所发出的光线越向蓝色偏移。不过，恒星质量越大，它的演变速度也越快。要想在其生命过程中一直发光，恒星首先要消耗氢。质量小的恒星，体积也很小，所需要的氢也很少，这种极少消耗也获得了报偿，因此它们能够存在上百亿年，只发出淡红色的光芒。那些质量巨大、个头也非常大的恒星，大肆消耗自身的氢，它们如此贪吃使其寿命短暂，因此那些质量过20个太阳质量的恒星，其寿命只有几百万年。而那是多么慷慨，多么耗费能源！这些释放着强烈蓝光的恒星要比上百万颗太阳还要明亮。

星云之中恒星的诞生仍是未解之谜。只要一个星系仍在产生新一代恒星，那么它其中的恒星中就会有很多大质量的个体，它们会非常明亮，其光彩亮度会过那些小质量恒星。这样的星系，其整体色彩就会偏蓝。与之相反，那些全星系（或者星系局部）星群中造星过程已至尾声，只存在小质量恒星的星系，因为那些寿命较短的大质量恒星早已消失了，所以这些星系的总体色彩呈红色。

椭圆星系就是红色的，这说明那里已经不再生成新星。常见的理由是，它们已经耗尽了全部星际云，因为这是造星机制启动的环境所在。反之，如果说涡旋星系的旋臂和星盘都呈蓝色，那是因为它们的星际气体聚集区域在制造新一代的恒星，所以这些巨大的蓝色天体亮度极强。

每个星系都存在着大质量的黑洞吗？

天文学家们会相信，大部分星系核，无论是否为活跃星系核，其内部都存在着一个大质量的黑洞。实际上人们看到，几乎所有的类星体都是在遥远的宇宙深处发光，因此它们在时间上也是很遥远的。那么所有在星系刚刚形成时期就在星系中心发光的大质量黑洞，到如今已有上百亿年之久，它们都变成了什么？其实，它们仍然在那里！证据就是：越来越多的天文观测说明，在邻近的多个星系（如M31）的中心，都存在着大质量黑洞。我们的银河系也不例外。我们曾经在第五章介绍过能够证明银河系中心存在大质量黑洞（4X106M⊙)的数据，它的致密的Sgr A*射电源就是为明显的佐证。

所以对于多数星系而言，其星系核内部隐藏着大质量黑洞是一个规律，而非特例。星系核的活动只是过渡性的，这种状态可以发生在大量星际气体汇入母星系中心区域之后。物质流会通过吸积作用供养一个暂未活动而处于等待引发激烈活动的黑洞。两个星系的相互吞还可能会引发星际物质的汹涌奔流。

接下来的就又是那个无休止的鸡与蛋的问题：大质量黑洞是在大爆炸遗留的原初气体中早于 星系而成吗？ 它们是未来出现的星系的胚胎吗？或者反之：它们是批恒星衰变而成的的较小质量黑洞聚合而成的吗？越来越多的天体物理学家们更加倾向于第二种假设。在宇宙诞生的初期，批星系的出现早于类星体。

人物介绍：

厄拉多塞内斯
他身兼数学家、历史学家、地理学家、几何学家，并于公元前240年应法老托勒密三世之邀就任亚历山大城图书馆馆长。根据传说，他在70岁以后失明，再也看不到星星。致使这位天文迷绝食而亡。作为一位天文学家，他曾编制日月食表和包括了675颗星的星图。他证明了赤道与黄道之间的偏角，并计算出了这个偏角的准确度数。他还发明了浑仪（一种由标有刻度的金属圈做成的天球模型），并建设了座天文观测台。他的成就还涉及海洋和陆地的分布、风、气候带以及山脉的高度。

喜帕恰斯
埃尔热和他的的连环画《丁丁历险记》中的向日葵教授让这位古代天文学家为世人所知，在《月球探险》中，教授提到过希帕克斯（即喜帕恰斯）火山口。这位天文学家出生于约公元前190年的比提尼亚的尼西亚（现土耳其的西北部），据说于公元前120年故于罗德岛。他是重要的古代天文学家之一。尤其是他通过应用巴比伦的迦勒底天文学家 前几个世纪的观测和记录的数据，成为首位以的模型形式阐述月球和太阳运动的古希腊人。喜帕恰斯还利用巴比伦人的另一项知识遗产，通过把圆分成360等分，创立了三角学。他首次制订了三角函数表，用它来解出所有关于三角型的问题。凭借这些表和他对月球和太阳的知识，喜帕恰斯无疑是首位建立准确可靠的日食模型的人。他还发现了岁差，制订了首部已知恒星的星表之一，据称他还发明了星盘。他曾有著作20多部，但流传至今只剩一部，即给索里的阿拉托斯的诗歌所做的评论，其主题也是有关通俗天文学的。对于他的生平和著作仍然众说纷纭......

第一章　几种很有用的工具／1
天文学上用什么样的尺度测量距离？／1
是什么在传递宇宙信息？／3
折射望远镜还是反射望远镜？／5
宇宙中的基本力都有哪些？／10
第二章　地球和它的两个发光天体：太阳和月亮／12
怎样测量地球的大小？／12
地球有多大？／15
地球距离月球有多远？／18
地球距离太阳有多远？／20
什么是月食或日食？／21
地球的年龄有多大？／22
太阳系是怎样形成的？／24
月亮是从哪儿来的？／25
地球变暖是不可避免的吗？／27
太阳会消失吗？／28
怎样飞向太空？／30
谁是征服太空的先驱者？／32
弹道飞行还是连续推进式飞行？／35
第三章　系外行星：火星及火星以外的地方／38
天体逆行有什么错吗？／38
火星上有运河吗？／40
人类能到火星上行走吗？／43
什么时候能开始向近太空移民？／44
为什么要到火星上生活？为什么要探索火星？／45
小行星是从哪儿来的？／46
陨星是害人的天体吗？／49
太阳系里有多少颗月亮？／52
木星是一颗“失败的”行星吗？／54
土星的神秘光环／55
太空旅行还有哪些方式？／59
第四章　冥王星及太阳系的边缘／62
克莱德·威廉·汤博是谁？／62
什么是矮行星？／64
柯伊伯带里面有什么？／66
关于奥尔特星云，我们知道多少？／67
什么是彗星？／69
先驱者号的异常是怎么回事？／72
抛向太空的漂流瓶要送给谁？／74
太阳系的终点在哪儿？／77
怎样前往其他星球？／79
第五章　我们的星系，银河系／80
星云就是云雾吗？／80
谁是大辩论的赢家？／82
星座是从哪儿来的？／85
银河系里有多少颗星星？／86
我们的星系是一条无尽的螺旋吗？／88
大质量恒星内部发生了什么？／92
大质量恒星最终会怎样？／94
银河系中心有巨型黑洞吗？／97
下一次碰撞会是麦哲伦星云吗？／99
银河系会与仙女座星系相撞吗？／100
怎样寻找太阳系外行星？／101
第六章　布满星系的宇宙／105
宇宙中有多少星系？／105
什么是哈勃音叉？／106
星系为什么会有颜色？／109
星系的涡旋结构是怎样形成的？／110
什么是活跃星系核星系？／112
每个星系内部都存在超大质量的黑洞吗？／117
什么是星系团？／118
什么是本星系群？／120
星系是怎样形成的？／121
已知的最遥远星系是什么星系？／123
第七章　宇宙的最初时期／127
什么是大爆炸？／127
有哪些证据支持大爆炸理论？／128
哈勃是怎样发现宇宙在膨胀的？／131
是谁提出的大爆炸理论？／132
宇宙诞生时究竟发生了什么？／134
什么是原初核合成？／138
什么是宇宙辐射？／140
重组之后的宇宙是怎样演变的？／144
什么是宇宙的黑暗年代？／145
与大爆炸理论相对立的是什么理论？／146
大爆炸之前又发生了什么？／148
第八章　黑洞／150
黑洞是能吸收光线的天体吗？／150
广义相对论讲了什么？／151
是谁“发明”了黑洞？／155
真的有黑洞吗？／157
有多少种黑洞？／158
怎样才能“看到”黑洞？／159
黑洞能直接形成吗？／161
黑洞是什么形状的？／163
人能钻进黑洞里吗？／164
第九章　暗物质与暗能量／166
什么是暗物质？／166
是谁“发明”了暗物质？／167
暗物质是由什么组成的？／169
什么是WIMP？／171
能检测到暗物质粒子吗？／172
寻找中性微子的进展如何？／173
暗能量又是什么？／176
人们是怎样发现暗能量的？／177
暗能量的性质是怎样的？／180
暗能量是否决定着宇宙的命运？／182
假如暗物质和暗能量仅仅是假设？／183
第十章　宇宙的重重危险／184
怪异的天空袭击／184
宇宙射线是怎样被发现的？／185
有必要惧怕宇宙射线吗？／188
宇宙射线：天使还是魔鬼？／190
星际旅行很危险吗？／191
天会塌下来吗？／193
风暴降临之前会出现转机吗？／195
恒星会对我们构成威胁吗？／197
最后的爆发／199
真的有小绿人吗？／200
人名索引／203
名词索引／204