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我们的月亮从哪里来？

有没有围绕其他恒星的类地球行星？

什么是光污染？

这些只是这本插图精美的《天文之书》涉及到众多引人深思的问题的一小部分。让我们跟随行星学会 吉姆·贝尔一览250个 有趣的宇宙现象和天文学成就。伴随着古怪和费解的奇异事物，例如史前巨石阵和黑洞，从恐龙的灭 到土星光环的发现，从哈雷彗星到太阳耀发、液体燃料火箭，从伴侣1号到旅行者号的旅程，从麦哲伦号雷达测绘金星到好奇号火星车于2012年8月着陆火星，这本书的时间线覆盖了多个方面的主题。那些对天文学和空间探索具有重要影响的 而无畏的科学家们，包括托勒密、阿里亚哈塔、哥白尼、伽利略、卡西尼、霍金和卡尔·萨根等等也是本书的主角。

本书采用编年体结构，每个条目包含一篇简要的文字和漂亮的彩色图片。在“注释与延伸阅读”部分列出每个条目下可以进一步深入学习的资源。

“天文学和空间探索的漫长历史充满着对一些巨大而深刻问题的回答，”吉姆·贝尔这样看待我们自己，“我们如此幸运地生活在一个文明的时代，我们可以 地积极寻找这些问题的答案。”

序言

致谢

宇宙的诞生

约公元前138亿年／大

约公元前138亿年／再复合时代

约公元前135亿年／ 代恒星

约公元前133亿年／银河系

约公元前50亿年／太阳星云

约公元前46亿年／暴躁的原太阳

约公元前46亿年／太阳的诞生

约公元前45亿年／水星

约公元前45亿年／金星

约公元前45亿年／地球

约公元前45亿年／火星

约公元前45亿年／主小行星带

约公元前45亿年／木星

约公元前45亿年／土星

约公元前45亿年／ 星

约公元前45亿年／海王星

约公元前45亿年／冥王星和柯伊伯带

约公元前45亿年／月亮的诞生

约公元前41亿年／晚期重轰炸

约公元前38亿年／地球上的生命

公元前5亿5千万年／寒武纪大爆发

约公元前6500万年／杀死恐龙的撞击

约公元前20万年／智人

约公元前5万年／亚利桑那撞击

观测天空

约公元前5000年／宇宙学的诞生

约公元前3000年／古天文台

约公元前2500年／古埃及天文学

约公元前2100年／中国古代天文学

约公元前500年／地球是圆的！

约公元前400年／古希腊地心说

约公元前400年／西方占星术

约公元前280年／日心说的宇宙

约公元前250年／埃拉托色尼测量地球

约公元前150年／星等

约公元前100年／ 早的计算机

约公元前45年／儒略历

约150年／托勒密《天文学大成》

185年／中国古代天文学家观测客星

约500年／阿里亚哈塔

约700年／确定复活节

约825年／古阿拉伯天文学

约964年／仙女座大星云

约1000年／实验天体物理学

约1000年／玛雅天文学

1054年／观测白昼星

约1230年／《天球论》

约1260年／大型中世纪天文台

约1500年／早期微积分

1543年／哥白尼《天球运行论》

1572年／第谷新星

1582年／格里高利历

1596年／米拉变星

1600年／布鲁诺《论无限宇宙与世界》

约1608年／ 代天文望远镜

1610年／伽利略《星际信使》

1610年／木卫一

1610年／木卫二

1610年／木卫三

1610年／木卫四

1610年／猎户座大星云

1619年／行星运动三定律

1639年／金星凌日

1650年／开阳六合星系统

1655年／士卫六

1659年／土星有光环

1665年／大红斑

1665年／球状星团

1671年／土卫八

1672年／土卫五

1676年／光速

1682年／哈雷彗星

1684年／土卫三

1684年／土卫四

1684年／黄道光

1686年／潮汐的起源

1687年／牛顿万有引力和运动定律

1718年／恒星自行

1757年／天文导航

1764年／行星状星云

1771年／梅西叶星表

1771年／拉格朗日点

1781年／ 星的发现

1787年／天卫三

1787年／天卫四

1789年／土卫二

1789年／土卫一

1794年／来自太空的陨石

1795年／恩克彗星

1801年／谷神星

1807年／灶神星

1814年／光谱学的诞生

1838年／恒星视差

1839年／ 早的天文照片

1846年／海王星的发现

1846年／海卫一

1847年／米切尔小姐彗星

1848年／光的多普勒位移

1848年／土卫七

1851年／傅科摆

1851年／天卫一

1851年／天卫二

1857年／柯克伍德缺口

1859年／太阳耀发

1859年／寻找祝融星

1862年／白矮星

1866年／狮子座流星雨的来源

1868年／氦

1877年／火卫二

1877年／火卫一

1887年／以太的末日

1892年／木卫五

1893年／恒星颜色即恒星温度

1895年／银河系暗条

1896年／温室效应

1896年／放射性

1899年／土卫九

1900年／量子力学

1901年／皮克林的“哈佛计算机”

1904年／木卫六

1905年／爱因斯坦奇迹年

1906年／木星的特洛伊小行星

1906年／《火星和它的运河》

1908年／通古斯大

1908年／造父变星和标准烛光

1910年／主序

1918年／银河系的尺寸

1920年／半人马小行星

1924年／爱丁顿质光关系

1926年／液体燃料火箭

1927年／银河系自转

1929年／哈勃定律

1930年／冥王星的发现

1931年／射电天文掌

1932年／奥尔特云

1933年／中子星

1933年／暗物质

1936年／椭圆星系

1939年／核聚变

1945年／地球同步卫星

1948年／天卫五

1955年／木星的磁场

1956年／中微子天文学

太空时代

1957年／伴侣1号

1958年／地球辐射带

1958年／美国宇航局和深空网络

1959年／月亮的背面

1959年／旋涡星系

1960年／探索地外文明

1961年／ 批宇航员

1963年／阿雷西博射电望远镜

1963年／类星体

1964年／宇宙微波背景

1965年／黑洞

1965年／霍金的 物理学

1965年／微波天文学

1966年／金星3号抵达金星

1967年／脉冲星

1967年／研究嗜极生物

1969年／ 次登月

1969年／第二次登月

1969年／天文掌走向数字时代

1970年／默奇森陨石中的有机分子

1970年／金星7号着陆金星

1970年／月球自动采样返回

1971年／毛罗修士构造

1971年／ 代火星轨道器

1971年／月球车

1972年／月球高地

1972年／ 一次登月

1973年／伽马射线暴

1973年／先驱者10号在木星

1976年／维京号在火星

1977年／旅行者号旅程开始

1977年／发现 星光环

1978年／冥卫一

1978年／紫外天文学

1979年／木卫一上的活火山

1979年／木星光环

1979年／木卫二上的海洋？

1979年／引力透镜

1979年／先驱者11号在土星

1980年／《宇宙：一次个人旅行》

1980年，1981年／旅行者号交会土星

1981年／航天飞机

1982年／海王星光环

1983年／先驱者10号 海王星

1984年／星周盘

1986年／旅行者2号在 星

1987年／超新星1987A

1988年／光污染

1989年／旅行者2号在海王星

1989年／星系长城

1990年／哈勃空间望远镜

1990年／麦哲伦号绘制金星地图

1991年／伽马射线天文掌

1992年／绘制宇宙微波背景

1992年／ 批太阳系外行星

1992年／柯伊伯带天体

1992年／小行星可以有卫星

1993年／大望远镜

1994年／舒梅克—列维9号彗星撞

击木星

1994年／褐矮星

1995年／围绕其他太阳的行星

1995年／伽利略号环绕木星

1996年／火星上的生命？

1997年／海尔—波普大彗星

1997年／小行星梅西尔德

1997年／ 辆火星车

1997年／火星 勘探者号

1998年／ 空间站

1998年／喑能量

1999年／地球加速自转

1999年／杜林危险指数

1999年／钱德拉X射线天文观测站

2000年／木卫三上的海洋？

2000年／近地小行星交会任务在爱神星

2001年／太阳中微子问题

2001年／宇宙年龄

2001年／创世纪号捕捉太阳风

2003年／斯皮策空间望远镜

2004年／勇气号与机遇号在火星

2004年／卡西尼号探索土星

2004年／星尘号交会怀尔德2号彗星

2005年／深度撞击：坦普尔1号彗星

2005年／惠 斯号登陆土卫六

2005年／隼鸟号在系川小行星

2005年／牧羊犬卫星

2006年／冥王星的降级

2007年／宜居的 地球？

2007年／哈尼天体

我们的未来

2009年／开普勒任务

2010年／平流层红外天文台

2010年／罗塞塔号飞越司琴星

2010年／哈特雷2号彗星

2011年／信使号在水星

2011年／曙光号在灶神星

2012年／火星科学实验室好奇号火星车

2015年／揭开冥王星的萄纱！

2017年／北美日全食

2018年／詹姆斯·韦伯空间望远镜

2029年／毁神星擦肩而过

约2035—2050年／宇航员登上火星？

约1亿年／人马座矮星系与银河系碰撞

约10亿年／地球海洋蒸发

约30亿—50亿年／与仙女座星系碰撞

约50亿—70亿年／太阳的末日

约1014年／恒星的末日

约1017—1037年／简并时代

约1037—10100年／黑洞蒸发

时间的终点／宇宙如何终结？

注释与延伸阅读

译后记

高爽，北京师范大学天文系讲师，从事天文学教学和银河系结构与演化研究工作。2011年获德国海德堡大学自然科学博士学位，2011-2014年于 天文台从事博士后研究。

吉姆·贝尔博士，现为亚利桑那州立大学地球和空间科学学院教授，及康奈尔大学天文系兼职教授。作为行星学会 ，在自然科学和空间探索领域，他是一位活跃、多产的公众讲述者，赢得2011年美国天文学会颁发的卡尔·萨根奖。吉姆·贝尔现身大量的广播和电视节目，包括美国全国广播公司《 秀》和美国公共电视网的《新闻时刻》，以及《探索》、《 地理》和《历史》等有线频道的众多节目。吉姆·贝尔另著有《来自火星的明信片》、《火星3D》和《月球3D》等作品，参与美国宇航局自动化探索任务如近地小行星交会任务、火星探路者号、火星勇气号、机遇号和好奇号火星车，以及月球勘测轨道器。为了表彰他的贡献，主带小行星8146号命名为吉姆·贝尔星。

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大 用图像来描绘宇宙的开端，与理解这些理论一样不容易。在这里，一位艺术家别出心裁地捕捉到这样的灵感为我们绘出右面的附图：这场大 被另一个三维宇宙的撞击所激发，而今它已经隐藏在了 高的维度里。

     要全面地看待天文学的历史， 是从一个真正的开端着眼——空间与时间两者的双重起点。以埃德温·哈勃为代表的20世纪天文学家们，观测到我们所见的任何方向上的全部星系都正在彼此远离。诸如这样的大尺度结构，让天文学家们发现了宇宙正在膨胀。这意味着，越是追溯到过去的宇宙，尺度越小。可以想见，在遥远的过去的某一点，一切都发源于一个空间和时间的单个的点，我们称之为“奇点”。在哈勃空间望远镜和其他设备年复一年的仔细观测中，一个这样的事实被揭示出来：宇宙诞生于一场猛烈的爆炸，这一切发生在距今138亿年前的奇点。

     天文学家们在20世纪30年代将这一学说命名为“大 理论”。利用几十年间的天文观测、实验室试验和数学模型，致力于研究宇宙的起源与演化的宇宙学家和天文学家们，反复严格检验了大 理论的细节。从这些研究中，我们已经了解到关于我们这个宇宙的早期历史。令人印象深刻的结果是：在宇宙存在的 秒钟之内，温度从一千万亿度下降至“仅仅”一百亿度；并且由原初的等离子体中形成了宇宙 储备的全部质子(氢原子)和中子。到宇宙只有3分钟大的时候，氦与其他轻元素都已经在核合成的过程中由氢元素形成了。同样的核合成过程， 还在恒星的内部发生着。

     空间和时间两者尽在138亿年前的一瞬间被创造出来，思考这一问题足够令人脑洞大开。是什么造成的这场大 ？大 发生的时间之前存在着什么？宇宙学家告诉我们，这样的问题是没有意义的，因为时间本身就是大 创造的。略显振奋的是，我们意识到我们每个人身体中存在的 丰富的元素——氢——全部产生于宇宙 早的一秒钟里。我们是如此古老的存在！■ 再复合时代 美国宇航局威尔金森韦伯各异向性探测器(WMAP)卫星生成的宇宙早期膨胀之后残损热量的不均匀性分布图。这里见到的小起伏只有l度的亿分之几，却是宇宙中 代恒星和星系的种子。

     宇宙的早期是一个炙热、高压、充满辐射的时代。整个空间都沐浴在原初的光芒里。这光芒来自百万度环境中高度电离的原子和亚原子粒子的相互作用、碰撞、衰变和重组。宇宙历 的这一时期通常被称之为辐射时代。此时的宇宙大约1万岁，空间的膨胀和许多高能粒子的衰变将宇宙冷却至“仅仅”约12000K(开尔文，Kelvin，高于 零度的温度)。物质的质量在物理学家爱因斯坦的 公式E=mc2中表示为所蕴含的能量。随着宇宙持续冷却，这时来自加热和电离辐射的总能量已经低于物质质量所代表的能量，这是宇宙历史的关键门槛。在数十万年间，宇宙本质上依然是一团不透明、致密、高能的混沌，内部满是碰撞着的和已经电离了的质子与电子。但是随着空间持续膨胀和冷却，辐射能量继续下降到与静止质量代表的能量可比的程度。

     大约在大 的40万年后，温度下降到只有几千K。这一温度已经低到稳定的氢原子可以捕获住电子，并允许宇宙形成 早的多原子的氢分子：氢气或H2。宇宙早期历史中的这一时期被称之为再复合时代。

     再复合时代 酷的事是使宇宙剩余的辐射(大部分是高能光子和其他亚原子粒子)从物质中分离， 终在空间中畅通无阻地旅行。在接下来的几亿年里，宇宙越来越冷，也越来越暗。这一时期被宇宙学家命名为“黑暗时代”。宇宙早期释放的辐射能量残存的3K余晖，即我们所称的宇宙微波背景， 依然能被探测到。■ P1-2

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书籍介绍

我们的月亮从哪里来？

有没有围绕其他恒星的类地球行星？

什么是光污染？

这些只是这本插图精美的书中涉及到众多引人深思的问题的一小部分。让我们跟随行星学会主席吉姆？贝尔一览250个最有趣的宇宙现象和天文学成就。伴随着古怪和费解的奇异事物，例如史前巨石阵和黑洞，从恐龙的灭绝到土星光环的发现，从哈雷彗星到太阳耀发、液体燃料火箭，从伴侣1号到旅行者号的旅程，从麦哲伦号雷达测绘金星到好奇号火星车于2012年8月着陆火星，这本书的时间线覆盖了多个方面的主题。那些对天文学和空间探索具有重要影响的卓越而无畏的科学家们，包括托勒密、阿里亚哈塔、哥白尼、伽利略、卡西尼、霍金和卡尔？萨根等等也是本书的主角。

《天文之书》采用编年体结构，每个条目包含一篇简要的文字和漂亮的彩色图片。在“注释与延伸阅读”部分列出每个条目下可以进一步深入学习的资源。

“天文学和空间探索的漫长历史充满着对一些巨大而深刻问题的回答，”吉姆？贝尔这样看待我们自己，“我们如此幸运地生活在一个文明的时代，我们可以奢侈地积极寻找这些问题的答案。”