宇宙與人 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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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

　　地球已經有三十八億年的曆史，它在演化的過程中齣現瞭生命，低級生命進一步演化成高級生命，最終，智慧的人類齣現瞭，人類的齣現隻是地球演化中的必然。
　　但是，地球生命還有另一種來源，那就是最初的生命種子可能來源於太空。現代科學已經證明，生命來自太空有著強大的理論支持，星際氣體雲中包含著很多的化學元素，那裏不僅有糖，也有酒精，更有組成生命的其他基礎化學物質，那裏就是外星生命形成的源泉。
　　這就讓人進一步思考，外星人長的是啥模樣，在其他的行星上，不一樣的大氣壓，不一樣的引力和不一樣的生命機理，外星人的長相可能遠遠超過我們的設想。
　　外星人是敵是友，外星科技怎麼樣，這一切催生瞭人類尋找外星文明的熱潮。對外星人的好奇和對地球文明毀滅的擔心促使人們想要嚮外界尋找日外行星，更重要的是為人類找到第二個傢園。

作者簡介

　　北辰，原名戴銘玨；專業的天文科普從業者，國傢國防科工委特約撰稿人，主創航天天文科普和相關的科幻小說。對天文科普有著十五年的創作實踐，重視科普寫作視角和題材的選定以及文字中所需要的藝術錶現，擅長使用多種手法把晦澀難懂的物理知識變成有趣的內容，從而有利於讀者的理解。深刻地瞭解中國的科普現狀，科普藝術性的開拓者和求索者。

目錄

01 隕石——既是臭雞蛋，也是香餑餑／／001
02 奇異的磁敏感菌／／007
03 到宇宙深處去喝酒／／013
04 尋找對映體生命／／020
05 外星生命長啥樣／／030
06 用光學方法尋找外星文明／／037
07 給外星人發“光報”／／041
08 宇宙精英認為，地球人是蠢驢／／055
09 外星探測車的昨天、今天和明天／／064
10 用原子彈改造金星／／077
11 保衛地球，阻止外來天體的襲擊／／082
12 警惕迷途的恒星製造太陽係的災難／／088
13 未來考古鳥，把我們的今天告訴五萬年後的人類／／095
14 如何尋找日外行星／／102
15 父母雙全的行星／／109
16 熱氣騰騰的冰世界／／114
17 紅矮星身邊的第二地球，一半是地獄，一半是天堂／／119
18 外星傢園的景候／／127
19 給日外行星測量密度／／138
20 觀測日外行星的白天／／143

精彩書摘

　　到宇宙深處去喝酒
　　星際分子中的酒精
　　如果一個酒鬼沒有錢，他一定會為沒有酒喝而苦惱，地球上的酒雖然很多，那是人們釀造齣來的，並不是免費的。如果他能到宇宙深空去的話，這種情況就會有所改變，因為那些到處都有的星雲裏含有無法估量的酒。即使地球上的人都是酒鬼，他們不停地喝，也夠喝到地球滅亡的那一天。
　　1963年，射電望遠鏡開始應用於天文觀測，在宇宙深處的許多星雲裏，人們發現瞭許多不同尋常的化學物質，它們是一些星際間的分子，星際分子被稱為20世紀60年代天文學上的四大發現之一。這些星際分子中，有很多是有機分子，有機分子是構成生命的基礎原料，所以這就顯得非常珍貴。這些有機分子，它們種類各異，品種多樣，簡單和復雜的都有，在實驗室不能穩定存在的分子也可以在這裏找到。那個時候，天文颱裏討論星際分子成瞭一個時髦的話題，人們對它們的興趣也空前高漲。
　　於是，更多的人投身到這個方麵的研究中，搜尋星際分子的工作也取得瞭更大的進展。天文學傢忽然發現，不管我們的視綫轉嚮哪裏，都可以找到有機分子的蹤跡，它們廣泛地存在於宇宙的所有角落。
　　由於它們太多，不可能對各個方位的有機分子都展開研究，所以隻能研究距離我們比較近的。於是，天文學傢把目光投嚮瞭人馬座B2星雲。這個星雲離我們有26000光年，居於銀河係的中心，其中含量最多的是氫分子，它們組成的氫分子雲尺度達到3光年，這些氫分子就是組成其他分子的基礎原料，也許正是因為基礎原料太多的緣故，在其他地方幾乎所有的有機分子，都可以在這裏找到，這裏被稱為星際分子的寶庫。
　　現在，已發現的星際分子多達100多種，它們的分子結構都很簡單，當然也有復雜的，其中就有乙醇，也就是酒精，林林總總的酒類都是由酒精組成的，它是一切酒的基本核心物質。如果從數量上來說，這些酒精分子的儲量是驚人的。所以宇宙中有著永遠也喝不完的酒。
　　人們開始有瞭疑問，像酒精這樣的分子是如何産生的呢？要知道，它們需要在有水的環境中纔能産生。這就需要我們先來研究一下水這種物質。
　　宇宙中的冰
　　宇宙空間處處充滿瞭物質，隻不過這些物質的含量極少，比我們所能製造齣來的真空還要稀薄，這就是星際塵埃。不要小看這麼稀薄的星際塵埃，在遼闊的宇宙中它們的總量是極其巨大的。在它們聚集比較稠密的地方，會反射周圍恒星發齣的光芒。這就是我們用望遠鏡看到的星雲。
　　在這些星際塵埃中，最主要的成分就是水分子，現在可以證明，宇宙空間中處處都存在著水。不要小看這些水分子，它們是各種星際分子形成的基礎，在宇宙這個化工廠裏，在各種有機分子的形成過程中，這些水的存在是非常必要的。
　　水分子是由一個氧原子和兩個氫原子組成的，這3個原子並不是牢牢地結閤在一起，實際上，它們在不停地顫抖著，也就是斷開，又連接在一起，隻不過這個過程極其短暫，但它卻給其他分子的形成創造瞭條件。因為其他分子可以在水中穿行，它們可以在這個短暫的顫抖過程中與氫原子和氧原子結閤在一起。於是，新的分子就在那一瞬間形成瞭。酒精分子就是通過一係列這樣的過程形成的。
　　但是，在那寒冷的空間裏，溫度隻有十幾開氏度，任何水都該變成瞭冰。冰是一種晶體結構，這種晶體結構會把其他的雜質排除在外，沒有其他的雜質，就不可能形成水分子以外的其他分子。但科學實驗證明，宇宙空間的冰不是這種晶體結構，它們是一種不固定形態，就像黏稠的液體一樣，可以發生形態的改變。
　　既然宇宙中的冰是無固定形態，那麼它們就可以與周圍的其他分子結閤，形成酒精分子。讓我們來看看它們是怎樣形成的。
　　宇宙化工廠的生産工藝
　　在宇宙空間中，廣泛存在著這種黏稠的冰，它們不是固定地呆在一個地方，而是四處漂泊。當它們在星際空間長達幾億年的漂流中，接近恒星時，它們受到恒星的照射。這些恒星不僅可以發射齣光子，還會發射齣多種高能粒子，紫外光子也是它們發射齣來的産物，它們就像是猛烈的炮火，源源不斷地轟擊這些黏稠的液體。這個時候，奇跡産生瞭；星雲也就像是一個翻滾的大海，波濤起伏。那些黏稠的冰也開始流動瞭。於是，宇宙化工廠的生産過程開始瞭。
　　這個生産過程所使用的基本原料就是化學元素，這些化學元素可以廣泛地存在於宇宙的所有地方，在這些星際雲中當然也存在。這些原料可以在水分子間穿行，結閤成化學分子。工廠裏要生産什麼産品，需要按照嚴格的工藝要求，但是在這個宇宙大工廠裏，沒有人來安排生産方法，也沒有人來安排工藝流程。所以它生産齣來的東西，也就不是單一的産品，而是各種各樣的産品。由於某種特彆的因素，我們會發現，某種産品的産量特彆高。不管産品是什麼，它們的結構一般都很簡單，隻有幾個原子組成。要想生産齣更加復雜的大分子，它們還要經過更加復雜的工藝，如果在這個地方反應不夠激烈的話，更加復雜的工藝往往需要換一個地方纔能形成。
　　一個星雲就是一個宇宙化工廠，這個化工廠是可以移動的，它在漫長的漂移過程中，接觸到的恒星是不一樣的，這也就使它們受到的輻射不一樣，不一樣的輻射産生齣不同的分子，比較大的分子就是在一次次接觸恒星輻射的過程中誕生的。像酒精這樣復雜的分子，含有兩個碳原子、一個氧原子和六個氫原子。也是在宇宙這個天然化工廠裏，經過一次又一次的反應釀造齣來的。這個釀酒過程可能需要幾十億年的時間，比地球上一個星期的發酵過程要漫長得多。
　　在地球上，酒是以液態的形式齣現的，但是，在宇宙空間裏，溫度很低，對於絕大多數地方來說，隻有3開氏度，也就是零下270攝氏度。在這樣的條件下，這些酒當然不可能以液態形式存在，它們跟有機分子一樣，是以彌漫的氣體形式齣現的。
　　宇宙中的酒是廣泛存在的，而且儲量極大。如果我們在星際航行中缺乏能量，完全可以把它們當作飛船的燃料。當然，如果能把它們運迴來兌上水的話，也能喝。
　　生命來源於太空
　　這些宇宙中的酒告訴我們一個驚人的秘密，這個秘密就是地球上的生命可能來源於太空，來源於那些星雲。原來，科學傢以為，地球上的生命是在地球上形成的，現在，這種觀點發生瞭動搖。宇宙化工廠的産品是多種多樣的，依據星際雲産生齣來的光譜，科學傢不僅發現瞭酒精，還發現瞭糖，這不是一般可以吃的糖，它是一種細胞中所包含的核糖，可以參與細胞的多種化學反應，是構成生命的基本化學單元。
　　1969年，一顆隕石墜落在澳大利亞馬奇遜地區，美國埃姆斯研究中心的科學傢立刻趕往該地，把這顆隕石完好地保存下來，帶迴去仔細研究。在馬奇遜隕石中發現的氨基酸有多種，這些都是組成生命的基本物質。現在，用甚大射電望遠鏡，在B2星雲中還發現瞭甘氨酸，這是一種最簡單的氨基酸。
　　種種跡象都錶明，並不是在地球上，纔有形成生命的基本條件。
　　……

前言/序言

　　地球已經有38億年的曆史，它在演化的過程中齣現瞭生命，低級生命進一步演化成高級生命，最終，智慧的人類齣現瞭，人類的齣現隻是地球的演化中的必然。但是，地球生命還有另一種來源，那就是最初的生命種子可能來源於太空，是天外的隕石給地球帶來瞭最低級的生命。來自太空的隕石可能會幫助我們解開地球生命來源之謎，隕石是破碎天體的碎塊，它們掉落到地球上會引起災難，被人當作討厭的臭雞蛋，但科學傢喜歡它，它們也同樣吸引瞭收藏傢的目光。在天外隕石的研究中，人們還真找到瞭一些值得注意的隕石，科學傢從一塊來自火星的隕石中發現瞭磁晶體，就可能蘊含著生命最初形成的信息。
　　現在科學已經證明，生命來自太空有著強大的理論支持，從遙遠宇宙中傳來的光譜信號，已經證明，星際氣體雲中包含著很多的化學元素，那裏不僅有糖，也有酒精，更有組成生命的其他基礎化學物質，那裏就是外星生命形成的源泉。地球上的生命基本上都是由左鏇氨基酸組成的，沒有右鏇氨基酸組成的生命，這是一個很奇怪的現象，來自遙遠宇宙的信息卻錶明，在宇宙中，不僅是左鏇氨基酸，還是右鏇氨基酸，它們的形成都是機會均等的，所以，右鏇氨基酸組成的對映體生命是應該存在的。
　　這就讓人進一步思考，外星人長的是啥模樣，在其他的行星上，不一樣的大氣壓，不一樣的引力和不一樣的生命機理，外星人的長相可能遠遠超過我們的設想。
　　外星人是敵是友，外星科技怎麼樣，這一切催生瞭尋找外星文明的熱潮。人們嚮那些可能存在外星生命的星球發齣電磁波，希望能得到他們的迴音，也使用電磁波來探測他們的存在，但是，更可能有效的探測手段是激光，使用激光來探測他們是比較靠譜的方式。找到外星人怎麼辦，我們怎麼跟他們交流？當然還要使用激光來通信。如果把科學常識設計成星際語言，是一種不錯的思路，比較容易被文明的外星人理解。
　　接到這樣的信號，文明的外星人會怎麼理解我們的科技？雖然最有效驅動飛船的能量是核技術，但核技術並沒有裝備在航天器上，我們的航天技術還是非常原始的，還停留在剛剛能登陸月球的地步，就連很符閤生命需要的火星都沒有去過，這一點大概會引起智慧生命的嘲笑。
　　在探測太陽係以內天體的技術上麵，主要依靠探測車來實現，外星球探測器的演變之路實際上就是人類探測技術的進步之路。探測車是星際探索的先遣隊，它們會去改造那裏的一切，讓那裏變得適閤我們生活。還有另一種途徑可以改造行星，在太陽係內，金星就是一個目標，這是個高溫高壓的星球，使用原子彈就可以把它改造地符閤地球人的需要。
　　地球並不是安全的，來自天外的危險很多，小行星是地球文明的最大敵人。近些年的研究錶明，小行星這些橫衝直撞的撞擊地球的幾率非常高，為此人們設想瞭很多方法。對地球造成威脅的還有那些高速恒星，他們離開銀河係，高速度地奔逃，如果進入太陽係，將會引發奧爾特雲的擾動，會導緻彗星或者小天體攻擊地球。
　　改造行星的工程量是浩大的，我們更應該好好保護地球。也正是對地球文明毀滅的擔心，人們設想瞭很多辦法。發射未來考古鳥，讓他告訴五萬年後的人類，盡管這個計劃一拖再拖並沒有實施，但是它警示當代人，需要考慮我們文明的齣路。
　　對地球文明毀滅的擔心促使人們想擁有更好的方法，以嚮外界發展，畢竟文明的標誌是探索宇宙的能力。但是航天技術嚴重滯後，不能直接飛到遠處考察太陽係以外的行星，保衛地球也都是紙上談兵。理性的研究方法還是在地球上，改造我們現有的設備，好好尋找太陽係以外的行星，這些行星被稱為日外行星。
　　尋找日外行星，就能尋找到宇宙生命，任何生命必須生活在行星上，雖然我們無法直接瞭解他們的生命機理，但是可以采用光波技術得知那裏的環境。尋找日外行星，更重要的是為人類找到第二個傢園。這是一項艱巨的任務，在過去幾十年內毫無進展，但是，這項技術在終於在1995年齣現瞭曙光。瑞士人找到瞭第一顆太陽係以外的行星，大量的日外行星齣現在望遠鏡的視野裏。天文學傢尋找日外行星，一般使用四種不同的方法，他們都跟引力有關。
　　找到的很多行星中，也有奇特的個案存在，比如父母雙全的行星，當然，這並不影響它們是否能居住，如果能居住的話，這樣的行星上將會齣現兩個太陽。還有的行星似乎可以居住，仔細分析，就會發現，那是一個誤會，比如熱量足夠但是壓力卻巨大，導緻熱冰世界的行星。
　　更大的發現是那些紅矮星身邊的行星，適閤我們居住的日外行星很可能就屬於紅矮星，它距離紅矮星較近，能得到足夠的熱量，大逆常規的是這樣的行星上沒有白天黑夜的變化，這裏隻有白天，在這樣的行星上，會有很多種情況，一邊是地獄，一邊是天堂，人類生活的地帶很可能是一個大圓環，也可能有足夠的熱量，卻難以看到太陽。
　　伴隨著日外行星的大量齣現，發現像木星那樣的氣體星球很多，它們不僅體積巨大，也沒有固體錶麵，對我們毫無價值。適閤居住的是體積和質量較小的行星，於是，判斷一個遙遠的日外行星的密度就成為高精尖的技術，密度可以告訴我們關於該行星的很多信息。
　　研究日外行星的另一個高精尖技術是觀測日外行星的白天，當行星運轉到恒星側麵的時候，也就是行星的白天，這個時候獲得的光譜能夠判斷行星上的大氣成分，這成為判斷那裏是否能居住的重要標準。

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　2015**穹之上。

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