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産品特色

編輯推薦

　　

　　2015年7月14日，十多年的立項準備，九年多的長途飛行，50億公裏的漫漫旅程，新視野探測器拜訪瞭冥王星，迄今為止，這是人類最偉大的徵途。迴望地球，地球隻是一個微不足道的藍點，我們就生活在這個藍點上。在這裏，所有的老人和孩子，所有的凡夫和偉人，所有的戰爭與和平，所有的民主和獨裁都在這個藍點上。這如同一粒塵埃的藍點上發生的一切，我們稱之為蒼穹之下。而那浩瀚的星空中，還有無數個這樣的世界，它們連同多熾熱的恒星一起被我們稱為蒼穹之上。
　　仰望星空，關注蒼穹之上纔能引領人類的文明，《蒼穹之上》係列圖書並非科學時代對人文精神的感嘆，它是全波天文時代人類對宇宙的新認識。這充滿趣味的科普，它的主旨就是要引領著科學時代的少年飛入未來的星空。
　　
　　海報：
　　

內容簡介

　　萬有引力定律是主持宇宙最重要的物理定律，在這個定律的主導下，除瞭常見的圓周運動之外，宇宙間的行星和恒星會發生各種各樣奇怪的行為，那裏發生的事情似乎是我們現實世界的翻版。它們都遵守萬有引力定律的規則，組成各種各樣的關係。
　　在引力主導的世界中，會發生各種各樣奇妙的事情，武仙座DI兩顆恒星躺著環繞對方運行，船底座的熱木星會在引力的主導下，邁著死亡螺鏇舞步投入到恒星的懷抱，它被吞噬瞭。要說吞噬其他天體這種事情，最典型的就是黑洞。
　　超新星爆發是宇宙的煙火錶演，雖然難以及時看到，但宇宙中到處都有它們留下的痕跡。恒星的死亡會留下一個美麗的星雲，恒星的誕生也會産生美麗的星雲，一大團氣體凝聚在一起，就會形成恒星，但是，如果周圍有已經誕生的大恒星，就會遇到麻煩，大恒星發齣的光芒像狂風那樣掃過來，氣體就無法凝聚，於是我們就看到瞭宇宙毛毛蟲這種奇特的外形，它是一個流産的恒星。
　　引力主導的宇宙是有序的，也是殘酷的，但在這殘酷之中，展示給我們形形色色的多彩天體。

目錄

01 熱情的衛星／／001
02 會交換軌道的姊妹衛星／／006
03 頭對著頭在軌道上打滾的雙星／／012
04 想要親吻對方的恒星／／018
05 一顆金剛石行星的怨恨／／024
06 誰給木衛二的屁股上塗脂抹粉／／034
07 將要襲擊地球的恒星／／042
08 引力透鏡的奇幻世界／／048
09 雙脈衝星的前世今生／／062
10 熱木星的死亡螺鏇舞步／／072
11 行星眼裏的傢庭暴力／／078
12 一傢四口的恒星傢庭／／086
13 恒星柱一的光影魔術錶演／／092
14 帶珍珠項鏈的超新星／／098
15 寄生怪胎／／106
16 迴力棒星雲——宇宙中最冷的地方／／114
17 宇宙花園灑水車／／120
18 炸不死的海山二星／／128
19 微型超新星的爆發／／134
20 宇宙毛毛蟲／／140
21 雞蛋外型的行星——妊神星／／146
22 宇宙謀殺案的蛛絲馬跡／／152
23 貧金屬恒星——恒星傢族中的窮人／／158
24 黑洞邊緣的婚禮悄悄舉行／／164
25 黑洞噴射鐵／／170
26 小星係中的大黑洞／／176

精彩書摘

　　一顆金剛石行星的怨恨
　　超新星把金剛石送往地球
　　在遠古的時代，人們對一年四季星空的變化懷著一種深深的敬意，星星是他們崇拜的目標，他們把寶石的閃亮和星星的閃亮結閤在一起，說星星像寶石。文明的都市裏，星空已經看不到，銀河更是像傳說那樣無影無蹤，但是，人們依然記得兒時的歌謠：“天上的星，亮晶晶，數來數去數不清。”並把鑽石這個概念賦予星星，說他們就像是鑽石那樣在閃亮。
　　不管是古代還是現代，人們都把星星的閃亮與鑽石聯係在一起，這種說法是有問題的。每一顆可以看到的星星都是巨大無比的恒星，在距離地球十分遙遠的宇宙裏，而鑽石卻十分小，隻是一個小小的顆粒。
　　更大的問題是，鑽石在自然界並不存在，它是經過琢磨的金剛石，地球上的金剛石是十分稀少的。金剛石看上去很普通，但是，金剛石經過精心的切割、打磨，就會産生多個晶麵，散發璀璨的光芒。這纔是鑽石，鑽石與金剛石的關係就像是木頭和傢具那樣，需要經過二次加工，金剛石纔能稱為鑽石。自然界中的金剛石都很小，這也注定鑽石很小。最大的鑽石，也就是經過琢磨的鑽石重量也僅僅有600剋拉，相當於120多剋。
　　那麼有沒有像天體那樣大的金剛石呢？有，我就是這樣一顆巨大無比的天體，整個身體就是一塊巨大無比的金剛石，在遙遠的太空注視著地球。
　　這似乎不可思議，在寒冷的太空中怎麼會有金剛石呢？怎麼會有形成金剛石的條件呢？要知道，金剛石在地球內部需要經過極高的高溫纔能形成，不僅如此，還需要極高的壓力，也隻有在地球的內部，纔能産生極高的壓力。金剛石是在遠古的地球內部形成的，地殼的變化，讓它們漸漸上升到地錶麵，重新分布在一些地方，或者在河流中，或者在土地裏，當然更多的在礦坑裏麵。現在，人們在高溫高壓的環境下，也可以人工製造齣來金剛石。
　　金剛石是在地球內部自己形成的，這隻是一種傳統的說法，要說金剛石是在太空形成的似乎更閤適，恒星內部不僅有高溫的條件，還有高壓的條件，而且，溫度和壓力特彆大，大到恒星本身無法支持住的時候，於是一個天體就解體瞭，産生瞭超新星爆發，超新星爆發把金剛石噴射齣去，隨著塵埃和碎塊一同飛翔，來到地球上。
　　在一些來自太空的隕石中，人們發現瞭金剛石，那是星體碰撞後留下的殘骸，它們的體積極小。所以，與其說地球內部形成瞭金剛石，還不如說是遙遠時代的超新星爆發把金剛石送到瞭地球上，在恒星的演化過程中，金剛石很容易生成。
　　烈火修煉的漫長歲月
　　我是一顆金剛石星體，雖然光彩奪目，組成成分卻是碳元素，碳就是煤炭，可以燃燒，可以帶來光明和熱量的物質。碳這種元素，組成的形式是多種多樣的，不僅鉛筆芯是碳，就連飛機的外殼也是碳，叫做碳縴維。碳更能以多種元素組閤，構成復雜的物質。
　　生命是由碳、氫、氧三種化學元素構成的，不管是小麥，還是蘋果，不管是植物，還是動物，甚至是人類，主要成分都是碳氫氧三種元素。但是，不管是什麼生命，如果把它們投入熔爐中去焚燒，都是隻剩下一堆灰燼，這堆灰燼就是碳元素。
　　從本質上來說，地球上不該有碳元素，碳元素來自於太空，是太空中恒星的演化，産生瞭碳元素，後來又經過超新星爆發，把碳元素送來瞭地球。宇宙中的碳元素是在恒星的大熔爐中煆燒而成的。經過烈火的修煉，纔産生瞭我——一顆金剛石星體。
　　在宇宙剛剛誕生的時候，還沒有恒星，當然也沒有我，也沒有地球人類。那時候的宇宙，隻有氫元素，到處彌漫著氫元素組成的氣體。當氫元素凝聚成一團的時候，就會越聚越多，越聚越大，成為一大團氣體，氣體的溫度越來越高，就會燃燒起來，發齣烈火一樣的光芒。這就是一顆恒星，跟太陽一樣光芒四射。
　　我就是那個時候誕生的，跟宇宙中所有的恒星一樣，發齣耀眼的光芒，我們燃燒的是氫元素。但是，好日子並不會長久，總有一天，氫元素會燃燒完，不再有能量，對於太陽那樣的恒星來說，這個過程能支持五十億年。五十億年之後還燃燒什麼呢？不要著急，宇宙早就做好瞭安排，氫燃燒過後會變成氦元素，氦元素照樣也能燃燒，它需要更高的溫度纔能點燃，燃燒産生的溫度也會更高，將會到達一億度，而氫燃燒隻能達到一韆萬度。依靠氦元素的燃燒，我還能支持十幾億年。
　　那時候，我是宇宙中第一代恒星，比太陽誕生得早，那時候的太陽還是一團沒有成型的氣體，而我卻在嚮宇宙發射齣巨大的熱量，對此，我感到驕傲和自豪。我曾經這樣問自己，我這樣無休無止地燃燒，究竟是為瞭什麼？很遺憾，我找不到答案。
　　隨著時間的慢慢流逝，我明白瞭，我這樣燃燒的目的是製造齣碳元素。氦燃燒的過程就是製造碳元素的過程。這個過程也就是製造齣金剛石的過程，但我並不是簡單和緩地變成一顆金剛石的星體，這個過程是很復雜的，也存在著很多不確定性。
　　對於我來說，我沒有那麼大的個頭，我的演化之路到此也就該結束瞭，這個結束伴隨著一個激烈的過程。那就是，我要經過一輪生死的考驗，發生一次超新星爆發。當超新星的光芒褪盡，我就成為一顆溫度更高密度更大的白矮星。
　　這就是我的今天，一顆白矮星，在高壓的環境下，碳元素已經結晶，變成瞭一塊巨大的金剛石，從內到外堅硬無比，這是恒星大熔爐的産物，在這裏，演化的結果還會存在一些氧元素和氦元素，它們的數量很少，作為稀薄的大氣層環繞著我，於是，我是顆名副其實的金剛石星球。
　　這個時候，我也是驕傲的，但是，當我看到我的兄弟的時候，我的驕傲就蕩然無存。
　　兄弟老年相見
　　當我從一大堆星際塵埃中形成的時候，並不是一個人獨自齣生，和我一起齣生的還有我的兄弟，可以說，我們是一對雙胞胎，是一對雙星，這種情況在宇宙中很多，宇宙中的很多恒星都是雙星。
　　我和我的兄弟一同形成，也一同慢慢長大、變老。但是，因為起初個頭不一樣，也就注定我們會沿著不同的方嚮演化。因為在形成的時候，我的兄弟他從早期宇宙中吸收到的氫元素較多，比十個太陽還要多，這麼多的物質也就注定他燃燒的溫度更高，提前把氫元素燃燒完瞭，於是他在我之前進入到氦元素燃燒過程，而後又進入到碳燃燒過程，碳燒完後，還會進入更高一級的燃燒，總之，燃燒産生的化學元素越來越重，但是，它卻不可能無限製地一步一步走下去，因為它的壓力在增長。直到有一天，它的壓力把電子壓進原子核的內部，全部成為瞭中子。這時候就沒有化學元素的區彆瞭，於是它也經過一次激烈的超新星爆發，變成瞭一顆中子星。
　　命運就是這麼捉弄人，我們一起齣生，我變成瞭白矮星，可是我的兄弟卻變成瞭中子星，這也依然要歸結於當初的安排，他就像是得到瞭足夠的奶水，長成瞭大個子，而我營養不良，匆匆走到白矮星就結束瞭發育。
　　老年的我們相互比較一下，就會發現很多不同，最大的不同點錶現在密度上，我是一顆白矮星，密度異乎尋常得高，每立方厘米，也就是手指頭那麼大一點，質量就達到幾十噸，需要很大的起重機纔能吊起來。這麼高的密度很驚人瞭吧，但是，在我兄弟中子星麵前，這是小巫見大巫，中子星的一立方厘米可以達到一億噸。半徑十公裏的中子星就可以與太陽相提並論瞭。
　　種種特性顯示，他並不是一顆普通的中子星，他是一顆能夠發齣電磁輻射的中子星，也就是說他是一顆脈衝星。就像是大海中的燈塔那樣，不停地嚮周圍掃射齣電磁波。
　　密度不同並不是我感到不滿的地方，他能發齣電磁波也不是我不滿的原因，畢竟我們是兄弟，我應該為兄長的這些成就感到驕傲，但是，他不該持強淩弱，欺負我。讓我不滿的原因是我們的關係發生瞭改變。說起來，真是傢門不幸，這是巨大的恥辱。我們本來是兄弟，最終，我們卻成為瞭父子。
　　兄弟變成瞭父子
　　當初我們一同誕生的時候，雖然有著質量上的差異，但我們還是像親兄弟那樣，手拉著手，就像在跳交誼舞，雙方之間保持著一定的距離，在彼此繞轉。這種繞轉錶明，我們的地位是平等的。但是，後來，情況發生瞭改變，而且是一場大改變，我變得開始圍繞著他轉瞭，他一舉成為主角，我成為瞭配角。
　　這一切還得從我們的個頭不一樣說起，當我成為超新星爆發的時候，釋放齣來巨量的物質，這些物質成為一個外殼，釋放到周圍的宇宙空間，俗話說，肥水不流外人田，這些爆發齣去的外殼物質，最終全部被脈衝星吸收瞭，我的物質日復一日地流嚮脈衝星。說起原因，還是因為它的個頭大，引力也大，似乎當初的大小不均已經注定瞭今天的結果。
　　跟爆發前的我相比，我的質量損失得太多瞭，隻留下中心一個小小的核心，這就是我，一顆白矮星。但是，我的兄弟，卻因為從我這裏吸收瞭大量的物質，變得更加強大瞭。這種變化導緻我們的引力關係也發生瞭大改變，我不能再與他稱兄道弟瞭，我們的關係必須要做一次徹底的改變，於是，我們不再相互繞轉，我開始從固有的軌道走開，進入到環繞他運行的軌道，我開始成為瞭他的行星。
　　悲哀啊，這就是我們的命運，這就是我們的結局，強者越強，弱者越弱，我因為個子小被他欺負，最後完全成為瞭配角，成為瞭他的一顆行星，一對兄弟卻變成瞭父子。
　　超級金剛石很憤慨
　　讓我不滿的並不僅僅是兄弟變成瞭父子，還有隨之而來的一係列問題。
　　我在圍繞著脈衝星運轉，他是我的主人，作為主人，他有自己的名字，他的名字叫做PSRJ1719-1438，雖然這個名字並不好聽，但也讓我無比羨慕，因為我至今還沒有自己的名字，而隻是擁有一個從屬於他的名字，叫做PSRJ1719-1438B，我隻是從屬於他，人們隻是習慣地稱我為一顆金剛石行星。
　　現在已經發現瞭一些金剛石恒星，恒星比我的輩份高，它們也沒有自己的名字，似乎我不該有什麼奢望，但是，這卻是一個不能忽視的問題。可以預言，具有我們這種金剛石特性的星球很多，現在其他的金剛石行星也會齣現在天文學傢的視野裏，巨蟹座55e，還有繞脈衝星PSRB1257＋12公轉的行星都是碳元素行星，它們很可能也是金剛石行星，隻是還沒有被確認，等到確認的時候，我們就成為瞭一個大傢族，那時候我還是沒有名字嗎？
　　我們碳行星之所以會形成，更多的原因在於水土吧，我和這個所謂的父親一同形成的時候，我們這裏是缺氧的，太陽係就形成於富含矽-氧化閤物的地方，但我們這裏卻富含碳元素，這導緻瞭今天的結局。也許我該怨恨我齣生的這個地方。
　　作為我的兄弟，他處處炫耀自己，從來沒有顧及我的感受，更加讓我生氣的就是他的自轉，PSRJ1719-1438是一顆脈衝星，在高速度地自轉，把他的光芒和電磁波掃嚮宇宙，嚮宇宙炫耀他的存在，似乎他是真正的成功者。
　　當他的電磁波掃過我的時候，我的身體上就會激發齣光信號和電信號，也正是因為這個原因，科學傢纔發現瞭我，而且還據此得齣結論，知道我每隔二小時十分鍾圍繞他運轉一圈，我們之間的距離是六十萬公裏。
　　他的自轉是那麼高速，每分種可以自轉一萬圈，一般天體，以這麼快的速度自轉都會把自身的物質甩齣去，而變得支離破碎，我在心底詛咒他快一點崩潰吧。但這是不可能的，他的密度比我還高，因為他的本質是一顆中子星。這也注定他有巨大的引力，讓他在高速度自轉的時候不會崩潰。
　　我的怨恨不僅來自我的主人，還來自地球，當我齣現在地球人麵前的時候，有貪婪者宣布，我屬於他所有，我成為瞭他的個人財産，他驕傲地嚮地球人宣布，它擁有最大的鑽石，而且還要售賣。
　　這真是荒唐透頂的事情，我在遙遠的巨蛇座，距離地球有4000光年那麼遠，你怎麼運迴地球？我的體積並不大，但論直徑來說，也能趕上五倍地球，在行星傢族中也是龐然大物瞭，更何況，我的密度也大得很，比太陽係的木星還要重得多，誰能帶得走？
　　另一個事實我也必須要告訴他們，在我的錶麵上，存在著金剛石，但是也存在著很多矽酸鹽和石墨等物質，我並不是一顆純潔的金剛石。
　　對於這些具有貪婪之心的人，我還要告訴他，不僅宇宙中有金剛石天體，就是黃金星體也會有，你能帶得走嗎？
　　……

前言/序言

　　在人類的世界中，強者欺負弱者的行為被人不齒，但是，在宇宙天體的世界內，強者欺負弱者是基本的規律。主導天體世界的是萬有引力，不管是恒星還是行星，它們都遵守萬有引力的規則，組成各種各樣的關係。它們組成豐富多彩的天體傢庭，在這個傢庭內部，也會齣現各種各樣的關係。
　　在太陽係中，衛星環繞行星運轉，如果看它們自轉和公轉的軌道周期是否一緻，就會發現，有熱情的衛星和不熱情的衛星，甚至還有兩情相悅，像戀人那樣相互凝視對方的一對主僕。土衛十和土衛十一不僅大小差不多，還有著相同的公轉周期，它們玩膩瞭一般的運行關係，它們會相互交換軌道，從而改變身份。
　　在恒星世界中，雙星占很大數量，武仙座DI兩顆恒星躺著環繞對方運行，在最靠近對方的時候，雙方的引力都很大，會讓彼此最接近的地方鼓起來一個大包，似乎是想要親吻對方。在麒麟座V753這對雙星中，隻有一方鼓起來一個大包，想要親吻對方。這個突起告訴我們，它的物質正在被同伴吸收，這樣吞噬對方的事情本該是最悲慘的，卻被演繹地如此浪漫。
　　兩個雙星大小不一緻，它們的壽命就不一樣，大的演化較快，就會較早地發生爆發，而個頭較小的會晚一點發生爆發，這種不對稱的演化過程會齣現很多奇特的事情，本來是一對兄弟的恒星後麵會發生輩分的改變，其中的一顆不僅變成瞭行星，而且還變成瞭金剛石，地球上最稀有的石頭居然在宇宙中以一個星球的樣子齣現。
　　在引力主導的世界中，會發生各種各樣奇妙的事情，軌道周期共振會讓木衛二的冰海斷裂，導緻一種特彆的化妝術的齣現，讓木衛二的後麵呈現紅色。有些天體能夠掙脫引力的控製，橫衝直撞，於是地球也就有瞭危險，其實這也是引力在起作用。
　　引力最直接的錶現是引力透鏡，大天體質量龐大，會改變光的傳播，讓光綫發生彎麯，它就相當於望遠鏡，讓我們看到它背後的場景，那是宇宙最深處的景觀。
　　能解釋宇宙天體運行的不僅是萬有引力，還有更高級的相對論，盡管不容易理解，但還是能夠在太空天體的運動中體現齣來，雙脈衝星相互環繞的軌道越來越小，越來越近，最終會撞擊到一起。船底座的熱木星會在引力的主導下，邁著死亡螺鏇舞步投入到恒星的懷抱，也就是被這顆恒星吞噬掉。還有奇特的雙恒星共同的行星，目睹瞭傢庭的暴力，看著其中的一顆，邁著螺鏇舞步走嚮死亡。
　　行星圍繞著兩顆恒星運轉並不稀奇，還有兩顆行星圍繞著兩顆恒星運轉的事情，一傢四口的故事還比較稀奇。至於恒星柱一，可以肯定，它是兩個天體，隻是至今還無法揭穿它們光影魔術錶演的秘密。但可以肯定，那也是引力在起作用。
　　恒星的天體世界最猛烈的變化是超新星爆發這種事情，它是恒星演化到末期的一種錶現，一般都是紅巨星變成密度極高的白矮星，當今天文學傢看到最絢麗的場景是1987A的爆發，它齣現瞭三個光環，其中的一個環相當於它的珍珠項鏈。
　　超新星爆發是宇宙的煙火錶演，雖然難以及時看到，但宇宙中到處都有它們留下的痕跡，很多奇異的星雲都跟超新星爆發有關，這一般是X結構的氣體星雲，也就是爆發産生齣來的灰塵，這些氣體塵埃可以擴散很遠，把伴星包括在其中，伴星似乎是在它的肚子裏。超新星爆發的灰塵漸漸消散，還能誕生迴力棒星雲這樣宇宙中最寒冷的地方。超新星在有伴星的情況下，可以産生很多奇特的事情，宇宙花園灑水車展示的是一個特彆的痕跡，這個係統中還有另一顆天體對這些殘骸産生作用。
　　超新星的爆發有多種多樣的形式，這跟恒星的質量有關，海山二星在爆發的時候，並沒有導緻整個星球的瓦解，它是周期性的爆發，一點一點地走嚮死亡。不僅如此，還有微型的超新星爆發，這讓我們對這種行為有瞭更深刻的認識。
　　恒星的死亡會留下一個美麗的星雲，但恒星的誕生也會産生美麗的星雲，一大團氣體凝聚在一起，就會形成恒星，但是，如果周圍有已經誕生的大恒星，就會遇到麻煩，大恒星發齣的光芒像狂風那樣掃過來，氣體就無法凝聚，於是我們就看到瞭宇宙毛毛蟲這種奇特的外形，它是一個流産的恒星。不管是恒星還是行星，在形成的時候，如果沒有足夠的質量，那它就不能成為圓型，妊神星就是這樣的産物。
　　幾乎所有的恒星都是最初在宇宙大爆炸的塵埃中誕生的，那時候的氣體包含有太多的氫和鋰等輕元素。這些元素在演化的過程中會漸漸消逝，從而變成重元素，重元素是金屬，於是，恒星傢族就有窮人和富人的區分。如果一顆老年恒星包含瞭太多的鋰元素，就可以判斷，它吞噬瞭自己的窮伴侶。
　　要說吞噬其他天體這種事情，最典型的就是黑洞，這個名字就告訴我們，它是無惡不作的惡棍，不管什麼天體，隻要走到它的身邊，都跑不掉，但這種認識正在發生改變，人馬座黑洞吞噬G2氣體雲的罪惡沒能得逞，氣體雲很可能躲過瞭被吞噬的厄運。至於說黑洞見什麼都要吃掉，這也不準確，它也會嚮外界噴射電磁波，而且還會噴射鐵。
　　至於說黑洞力大無窮，那也不對，遇到大質量星係的時候，它就倒黴瞭，M60-UCD1這個矮星係裏居住著大黑洞，其實就是黑洞這個惡棍被大星係欺負的結果。
　　引力主導的宇宙是有序的，也是殘酷的，但在這殘酷之中，展示給我們形形色色的多彩天體。

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書不錯，物流速度給一個贊。

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滿意

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