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版权信息
漫步到宇宙尽头
作者：李然
出版社：湖南科学技术出版社
出版时间：2017.04
字数：21万
ISBN：9787535792365
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科学是永无止境的，它是一个永恒之谜。
阿尔伯特·爱因斯坦
[1]13个星座：白羊座、金牛座、双子座、巨蟹座、狮子座、处女座、天秤座、天蝎座、射手座、摩羯座、水瓶座、双鱼座，而流行文化中的黄道星座不包括蛇夫座，故常说12星座。
[2]柯伊伯带：Edgeworth-kuiper belt, EkB，全称艾吉沃斯-柯伊伯带，一般简称为柯伊伯带。
[3]天文单位：Astronomical Unit，简写为AU。是长度的单位，历史上约等于地球到太阳的平均距离。天文常数之一。
[4]水冰：由水或融水在低温下固结的冰称为水冰。这么称呼是为了跟氨冰、干冰进行区分。
[5]爱因斯坦的奇迹年：1905年，爱因斯坦26岁，当时他已结婚，有一个儿子，家庭负担很重。然而，他却利用业余时间，在一年之中发表了5篇划时代的物理学论文，创造了科学史上的一大奇迹。
[6]开尔文：开氏温标的单位，1开尔文的温度变化等于1摄氏度的温度变化，但开氏温标的零点是绝对零度。摄氏零度相当于273.15开尔文。
[7]eV：电子伏特，是一个能量单位，一个质子的质量是938meV，也就是938兆电子伏特。
[8]皮克：质量单位，为万亿分之一克。
[9]Trappist-1：全称The TRAnsiting Planets and Planetesimals Small Telescope，即“搜寻地外行星凌星事件的小望远镜”。
[10]因果律：指所有事物之间最重要、最直接（可以是间接）的关系。
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1。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现象。16世纪，尼古拉·哥白尼（Nicolaus Copernicus）提出了革命性的太阳中心理论。在哥白尼的宇宙模型中，太阳被放到了宇 ............

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