夏天的夜晚,只要远离了城市的人造灯光,我们一抬头就能看到,在漆黑如墨的天空中,群星闪烁。偶尔,会有一道光芒划过天际,那是突然造访地球的流星。
还记得你第一次仰望星空,是在什么时候吗?那时的你,一定很好奇,夜空中那些闪烁的星星,它们究竟藏了什么秘密?那些星星上也会有人居住吗?而我们又为何居住在地球上?
随着年龄的增长,我们渐渐知道,地球是一颗宇宙中既普通又不普通的行星,说它普通是因为,宇宙中还有无数个和它类似的行星;说它不普通是因为,地球是目前所知的宇宙中唯一一颗有生命存在的星球,它是我们人类共同的也是唯一的家园。
那么,地球是如何形成的?在人类出现以前,地球又经过了怎样的演化呢?
如果你也对我们所生活的这个世界充满了好奇,想要了解更多关于宇宙和星空的奥秘,那你一定不要错过这本《与宇宙对话》。
作为一本天体物理学的科普读物,《与宇宙对话》 并不如我想象中那般枯燥乏味深奥难懂,相反,它充满了趣味性。因为,如书名所言,它记录的就是一场场实实在在的“对话”。
两年前,法国著名天体物理学家茜尔维•沃克莱尔受邀在图卢兹一家名叫“显圣电台”的天主教电台开设了一个电台专栏,每期围绕一个关于天体物理学的主题做科普介绍,每周一次。一年下来,52周电台节目的内容最终形成了这本《与宇宙对话》。
现在,就让我们跟随作者的脚步,去一窥浩瀚宇宙的奥秘吧!
1.宇宙的历史,就是人类的历史
在遥远的46亿年前,银河系的边缘有一团巨大的气体云,在这团气体云中,太阳诞生了。伴随着太阳诞生的,还有地球和其他七大行星,它们围绕着太阳转动。
一开始,地球只是一个由炽热液体物质(主要为岩浆)组成的炽热的球。随着时间的推移,地表温度不断下降,固态地核逐渐形成。密度大的物质向地心移动,密度小的物质浮在地球表面,渐渐形成了一个表面主要由岩石组成的地球。
之后,地球不断向外释放能量,高温岩浆喷发,释放出大量水蒸气和二氧化碳等气体,它们构成了早期稀薄的原始大气。随着原始大气中的水蒸气不断增多,越来越多的水蒸气凝结成小水滴,再形成降雨落回地面,形成了原始的海洋。而地球上最早的生命,就是诞生在海洋里。
或许你无法相信,地球之所以能够诞生,和整个宇宙的历史密切相关。更让人震惊的是,那些我们曾在无数个夜晚仰望过的星星们,创造了我们人体必需的化学元素——碳和氧,以及其他我们生命中必不可少的微量元素。
茜尔维•沃克莱尔在《与宇宙对话》中写道:“宇宙的历史,就是我们人类的历史。”那些构成我们人类的原子,早在太阳和地球形成之前,就已经在恒星炽热的内部产生了。
当你了解到这个惊人的事实时,下一次遥望夜空中那些或明或暗的微光时,会在心里默默地说一句“谢谢”吗?
2.光是人类了解宇宙的唯一途径
我们都知道,地球的年龄大约是46亿岁,而在地球诞生的那一刻,宇宙已经存在了90亿年。那么,宇宙又是如何诞生的呢?随着科技的发展,我们能否观测到宇宙的边缘呢?
在《苏菲的世界》中,席德的爸爸告诉她:“我们只要眺望太空,所看到的一定是从前的太空。我们永远无法知道现在的宇宙是什么样。我们只知道它当时如何。当我们仰望一颗距我们有几千光年的星球时,我们事实上是回到了几千年前的太空。”
也就是说,我们永远无法看到宇宙当下的样子,而只能看到它的过去。“宇宙作为一个整体,不管它是什么,对我们来说都是不可抵达的。”要理解这一点,就要先理解光线在人类观测宇宙中所起的作用。
我们都知道,光是沿直线传播的。我们的眼睛之所以能够看到这个五彩缤纷的世界,都是因为光在传播过程中遇到各种障碍物后反射出来的光线投映到了我们的视网膜中。在漆黑一片的环境中,我们是看不见任何东西的。可以说,我们对这个世界的理解,都是基于光所传递的各种信息。
不止如此,光也是我们了解星空和宇宙的唯一途径。因为,只有光,可以不需要任何介质就能传播。只有那些被人类捕捉到的光线,才能被看见。
自宇宙诞生之初,光就已经存在了。茜尔维•沃克莱尔在书中提到了“宇宙原初光线”,就是指与物质分离以后,在太空中四处游荡的光线。除非遇到特殊情况,光不会改变传播方向与速度,更不会停止。
幸运的是,科学家们捕捉到了原初光线,并对它进行了研究。而这些“原初光线”,能帮助我们了解宇宙大爆炸,却无法让我们看到宇宙的起源。因为,在宇宙起源之初,光还来不及逃脱,就无法被我们看见。
3.人类的眼睛就是为了仰望星空而生
每个人从出生那一刻起,无时无刻不在依靠光来认识身边的世界。当人类走出地球、踏向太空时,光也是我们观察和认识宇宙的唯一途径。
然而,人类的眼睛所能看到的光只是光谱中的一部分,被称为可见光。在可见光光谱的两端,还有波长更长的红外线和波长更短的紫外线,这些光是无法被人眼所看见的。
自宇宙诞生之日起,大量的光就在茫茫太空中四处漫游,当它们造访地球时,绝大多数光都被地球厚厚的大气层所阻拦,只有极少数光线能够顺利通过大气层,而这一部分幸运儿,恰恰与人类的可见光光谱一致。而那些无法通过大气层的光线,都是会对人类造成伤害的不可见光。
更让人震惊的是,“在人类可见光光谱的中央部位,是黄色和绿色,对于太阳和星空中的其他恒星来说,这两种光线的强度也是最大的。换句话说,地球大气层允许来自太阳和其他恒星的最强光线经过,而这些光线恰恰能够被我们的肉眼看到。”
原来,人类的眼睛就是为了仰望星空而生的啊!我们在夜空中看到的每一束微光,都和人类自身的命运密切相关。
受电台节目的性质和时间限制,书中的每一篇文章篇幅都不长,茜尔维•沃克莱尔用精练而通俗的语言向听众们解答了一个个天体物理学领域的关键问题,每一个问题都尽可能阐述得严谨而全面。同时,作为一位爱好音乐的科学家,她还会从音乐的角度来解读宇宙,曾出版《天体音乐》一书,因此书中的语言都优美如诗一般。我想,这也与法国人骨子里的浪漫天性分不开吧!
“黑夜代表着所有发现的空间,所有人类与宇宙的对话都发生在夜里。繁星点点的天空,是遥远的星际空间与星系际空间的巨大图景,是观测世界的可能性,直至宇宙尽头。”
或许有人会质疑,为什么科学家们要去研究那遥远的可能一辈子都抵达不了的宇宙,而不关心我们生活的这个地球呢?关于这个问题,茜尔维•沃克莱尔在书中也做了解答——“这是人类精神深处的愿景的一部分”。
从人类延生的那一刻起,我们就需要理解这个人类生于斯长于斯的世界。她以极具人文关怀的笔墨邀请每一位读者(听众)积极思考人类在宇宙中的存在,并让我们意识到,我们所生活的这个世界,就是宇宙的一部分,宇宙没有中心,但我们每个人,在自己所能观察到的环境之中,都是世界中心。
愿我们能一直保有仰望星空、探索未知的自由和欲望。
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