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版权信息
漫步到宇宙尽头
作者：李然
出版人：张旭东
责任编辑：林澧波
监制：毛闽峰　赵萌　李娜　刘霁
特约策划：郑中莉　沈可成
特约编辑：马玉瑾
营销编辑：贾竹婷　雷清清
封面设计：天行云翼·宋晓亮
内文版式：利锐　潘雪琴
本书由天津博集新媒科技有限公司授权亚马逊全球范围发行
目录
版权信息
第一站 从太阳开始的征途
地球绕着太阳转
音乐家的大发现
太阳系的边疆
第二站 璀璨的银河
银河的形状
标准烛光
世纪大辩论和河外星系
第三站 膨胀中的宇宙
红移-距离关系
宇宙和引力
哈勃常数的校准
暗能量和宇宙膨胀的加速度
自洽的宇宙学模型和新波澜
第四站 宇宙诞生
逆着时间回溯
宇宙的基本组成单元
宇宙大爆炸
宇宙中的元素合成
大爆炸的遗迹
第五站 黑暗的世界
暗物质的发现
引力透镜和暗物质
暗物质和宇宙的结构
宇宙中的小结构
第六站 宇宙的尽头
可观测宇宙
宇宙的几何
暴胀宇宙学
多重宇宙
第七站 太阳系的诞生
第八站 漫游于太阳系深处
将物体送入太空
在行星间移动
旅行者号的伟大旅途
黄金唱片和暗淡蓝点
第九站 火星计划
人类热爱火星
火星上的水
在火星上种土豆
第十站 更快的星舰
核动力飞船
光帆和摄星计划
反物质飞船
其他的可能
第十一站 太阳系以外的世界
视向速度法
凌星方法和开普勒卫星
微引力透镜
脉冲星和地外行星
第十二站 探寻地球以外的生命
生命活动的痕迹
理解生命起源
地外文明
费米悖论和德雷克公式
第十三站 黑洞、虫洞和高维世界
太空移民和光速极限
虫洞和曲率引擎
高维生命和时间机器
第十四站 来自遥远时空的引力波
科学是永无止境的，它是一个永恒之谜。
阿尔伯特·爱因斯坦
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第一站　从太阳开始的征途
地球绕着太阳转
我们的世界，从诞生以来就一直围绕着一个巨大的火球年复一年地转动，永不止息。
这并不是显而易见的事实——人类从地球获得的经验恰恰与此相反——大地似乎才是亘古不变、稳定不动的，太阳从东方升起，从西方落下，划分日夜。太阳的地位在古代神话中也有所反映，它往往扮演了一个对人世重要但对天庭无关紧要的角色。例如，在希腊神话中，太阳仅仅是阿波罗（Apollo）手中的金球；在中国古代神话中，太阳也不过是天神的马车上的车轮。在人类的日常经验中，太阳和月球的大小似乎相差不多。这也对人类认识太阳和地球的关系造成了障碍。人们自然而然会觉得太阳和月球是地位类似的天体，因为从视觉上来说，它们都在离地球差不多遥远的地方。
为了研究天体运动，古希腊天文学家提出了“天球”的概念。这是一个假想的球面，以观察者或者地球的中心为中心。日月和夜晚的星辰，都可以在这个球面上标出来。大多数星辰在天球上的相对位置似乎永远不变，因此被称作恒星。星空以一年为周期围绕地球转动。对北半球中纬度的观测者来说，每年的夏夜，他们总是在天顶附近看到明亮的织女星和牛郎星隔着银河相望。到了冬季，整个天空最亮的恒星——天狼星就会如约出现在东南方向。古希腊天文学家将夜空中的恒星划分为不同的星座以方便人们记忆。每年的同一个夜晚，天空中出现的星座总是相同的（整个天空有88个不同的星座）。
太阳和其他恒星不同，它在天球上的位置会移动。如果我们让大地变成透明的，并且暂时抽去地球上的大气，我们就可以在任何时刻看见整个天空的星辰。我们会发现，4月的时候，太阳和白羊座的恒星待在一起，8月的时候会移动到狮子座，而隆冬12月时则从蛇夫座移入人马座。每一年，太阳都会沿着这条线路走一圈，途经13个星座
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。太阳在天球上的这条路径被称作黄道，相对应的星座有时被称作黄道星座。
除了月亮，在天球上还有5个天体的行为明显有别于恒星，它们就是水星、金星、火星、木星、土星。这5个天体都明亮而容易用肉眼观察。尤其金星，是夜空中仅次于月亮的明亮天体，比夜空中最亮的恒星天狼星明亮20倍。人们称这五颗亮星为“行星”，因为和静止不动的恒星不同，它们在天球上的运动显而易见。例如，木星以12年为一周期在天球上运转。中国古代天文学家将其称作岁星，并以此为基础制定了地支纪年。
如何理解这些天体的运动？古希腊天文学家认为，宇宙实际上是由一系列同心圆构成，地球处在圆心，太阳、月亮、水星、金星、火星、木星、土星，每一个天体占据了一层宇宙，在同心圆上绕着地球转动。而其他星体则集体在最外层占据了一个球面，这个球面绕着天轴转动。这种宇宙观反映了当时的哲学理念：宇宙应该是完美的，天体系统应该永恒平稳地运转。
然而，希腊人发现他们“完美”的宇宙模型上有点小问题，那就是行星的“逆行”。这是一个行星运动中令人困惑的现象。在夜空中，行星在天球上的运动轨迹大致是自西向东。但在某些时候，人们会观测到行星运动的速度渐渐变慢，直到停滞不前，并向反方向短暂地运动一段时间。在不久后，它们又会再次“扭头”踏上原来的轨道。在“完美”的宇宙模型中，行星的逆行显得不合规矩，但希腊人也对此无可奈何，只能忍痛对宇宙模型修修补补。到了公元140年前后，这套模型已经变得无比繁复。出生在希腊的罗马天文学家克罗狄斯·托勒密（Claudius Ptolemaeus）被公认是古代天文学理论的集大成者。在他出版的天文巨著《天文学大成》（Almagest）中展示了当时最先进的宇宙。在这本书里，地球已经被稍稍地移开了宇宙的中心，所有行星的轨道变成了偏心圆。除此以外，每个行星都有一个属于自己的小轨道，被称作“本轮”。本轮套在偏心圆轨道上运动，而行星则在本轮上运动。
直到16世纪为止，托勒密的理论统治了天体运行理论1000多年。这很奇怪，托勒密的理论计算繁复，而且也并不是纯正的地心理论。它实际上违背了古希腊人所崇尚的完美和平衡的宇宙观——偏心轮这样的构造更像是出现在机械匠人手工间里的奇巧淫技，而不应该出现在神灵创造的天空中。但另一方面，托勒密体系确实也很好地解释了行星的运动和逆行 ............

书籍插图：

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