你应该要懂的宇宙真相——《给忙碌者的天体物理学 》上篇

    《给忙碌者的天体物理学 》（ Astrophysics for People in a Hurry ）。作者是一位天体物理学家，但他更著名的身份则是科普达人，有个拍得特别漂亮的系列纪录片叫《宇宙》就是他主持的，他就是尼尔·德格拉斯·泰森（Neil deGrasse Tyson）。

    在普通人的眼里，天体物理学是一个高深的学科，并且与生活关系不大。但这本书在《纽约时报》畅销书排行版中排名第二 ！究其原因，它把一个我们陌生但又想了解的环境——宇宙用 大众能轻易接受的语言表达出来。读完后不仅能刷新三观，还能对当今宇宙研究有一个大致的理解。通过两篇博客，我将尽我所能，把这本书对宇宙的认识用尽量通俗的话告诉各位。

1.打开物理学家对宇宙认知大门的“光谱”

    现在人们对宇宙的认知很大一部分是在近200年，在十九世纪，物理学家发现了一个重要的分析工具——光谱。通过光谱，物理学家们发现了每个化学元素都有专属于自己的“身份证”。借助这个特征，物理学家如果想知道一个物体或者气体中 所包含的元素，只要拿光一照，就可以知道里面所含有的元素。这个发现可不得了，当时牛逼的物理学家直接就分析了太阳中的物质，在当时就得到了一个震惊世人的理论—— 太阳中的物质地球上都能找到 。

之后物理学家们又发现了宇宙的各种物质都能在元素周期表中找到，这个观测带来了一个我们还挺关心的、很重要的结论——如果外星人乘坐飞碟来访，那么飞碟的材料跟我们的飞机并无太大差别，顶多是各元素所占比例不同罢了。

这是第一个通过光谱带来的结论，另外一个结论也是通过光谱得到的，物理学家们通过对星星的光谱分析（我们看到的星星实际上是对应行星在几十万、几百万年前的图像），再与地球上元素的比对，确定了早期宇宙的元素与现在并无二致。即 过去、现在和未来，这里和那里和所有地方，都遵循着相同的物理定律！

2.地球与人类的幸运

先用一串时间线来说明地球的形成

• 从宇宙大爆炸开始的10^(-43)次方秒开始，宇宙正式有了时间，引力脱离了出来，这时的宇宙还是一个直径为10^(-35)次方米的一个小点。
• 一万亿分之一秒时，宇宙出现的夸克和粒子。
• 百万分之一秒的时候，大量的夸克们聚集在一起，形成质子和中子。
• 一秒时，宇宙已经膨胀到太阳系这么大质子和中子结合在一起，形成原子核。
• 38万年时，原子核捕获电子，变成氢原子和氦原子。
• 十亿年时，这些原子结合成恒星。在一些高温高压的恒星中产生了一些更重的元素，如氧、碳。
• 一百亿年时，我们的“母亲”——地球形成

地球正是在这种不断的演化中，再加上适宜的温度，液态水开始积累，不知又过了多久，产生了我们人类。看到这一系列演化过程时，着实令人感叹和唏嘘，如果说我们从几亿个精子中脱颖而出是幸运的话，那么地球与人类的出现更是不知道比我们幸运多少亿倍。因为，每一个原子身上的质子、中子、电子都是物质殒灭中十亿分之一的幸存者。我们能有今天难道不是奇迹吗？

3.暗物质的惆怅

在物理学家眼中，万有引力定律是另一个重要的分析工具，我们对此也并不陌生，但是物理学家在观测时，发现了一些“无法解释”的现象。

下图是科学家根据观测对银河系假想的一个俯视图，太阳就在其中，科学家们研究了太阳围绕中心旋转的速度，并根据万有引力定律发现：太阳的运行速度太快，银河系中心提供给它的引力是不能保证太阳维持现有轨道，换句话说就是太阳在已有引力的情况下会飞出运行轨道。。

用一个通俗的例子，比如一个邻居平时一周只出一次门，一次只买一天的东西，根本不能维持日常生活。但是又无法发现他从别的地方获取到食物，那么一定是观察者忽视了某些活动。

难道是万有引力定律有错？？？科学家们后来否定了这个猜想。他们认为，如果无法得到精准答案，那么一定是某些物质还无法被现有条件所观测。因此科学家把他们定义为—— 暗物质，根据物理学家们的计算，暗物质所占的比例大约是已有物质的六倍，并且可以说暗物质无时无刻不在我们身边，它们任意穿过我们的身体，却无法被感知（细思恐极）。

总结：由于内容太多，这篇博客只能写差不多一半的内容，其余部分整理好后下次更新。在长远的演化中有了地球，后来有了我们，我们又演化出了意识。但是自诩“地球之王”的我们在探索宇宙中感受到了自身的渺小。探索宇宙的过程无穷无尽，我们对宇宙的种种发现在让我们知道更多真相的同时，更要对宇宙有一种“敬畏之心”。这本书还介绍了如何以宇宙的视角看待问题，也将在下篇中介绍！敬请期待。