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如果宇宙可以伸缩-电子书下载

人文社科 热爱 读书 2年前 (2022-06-27) 1100次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

简介

浩瀚的宇宙如何形成? 万物遵循着何种秩序? 生命的起源和构成是怎样的? 世界的本质是什么? 是否存在平行宇宙? 人类如何走到今天? 宇宙如何影响我们看见现实的方式? …… 《如果宇宙可以伸缩》将会告诉你这些问题的答案。 屡获大奖的天体生物学家凯莱布·沙夫利用前沿科学技术,从可观测宇宙的极限开始, 以1027到10-35米的距离,通过63个不同尺度进行观测,穿越大约930亿光年,展现了全部已知的现实宇宙和可想象宇宙的范围;并结合广受好评的艺术家罗恩·米勒的100多幅精美原创插图和信息图,带领读者走进一场史诗般的视觉穿越之旅。 《如果宇宙可以伸缩》在星系、恒星和行星、海洋和大陆、植物和动物、微生物、原子,以及许许多多其他事物之间实现了穿越,最终到达亚原子世界。在那里,时空结构本身混淆了所有已知的物理规则,颠覆了人们的认知和想象。

作者介绍

凯莱布·沙夫 媲美《星际穿越》,继畅销书《如果,哥白尼错了》之后,会讲故事的科学家凯莱布·沙夫全新力作。 凯莱布·沙夫联合知名艺术家罗恩·米勒用诗意的语言、100多张惊艳的插画揭示1027到10-35米全尺度下的63个宇宙,堪比一场动人心魄的史诗级宇宙穿越之旅。 《自然》《科克斯评论》《出版人周刊》《书单》争相力荐。

部分摘录:
从一颗散发着微光的尘埃到整个星系 1027米,1026米,1025米,1024米,1023米
从大约930亿光年到1 000万光年
从宇宙视界的直径到星系群的大小
这是一个夏日的早上。你坐在一间铺满阳光的屋子里,手中拿着书,一页页地翻看着,正准备开启一段穿越宇宙的旅程。
抬头看时,你注意到,透过窗户照进来的光束中满是细小的、散发着微光的尘埃。这些明亮的尘埃在气流中上下翻飞,像是一群奇特的生物。这些尘埃是非常微小的,但如果把整个房间看作宇宙,那么每一粒尘埃就相当于宇宙中的一个完整星系。
现在,让我们追随其中一个小颗粒。这就是我们的星系——银河系。它是2 000多亿颗恒星的家园,而银河系中行星的数量至少也有这么多。这些恒星和行星分布在一种宽达10万光年(超过90万兆千米)的结构上。如果按人类的步行速度计算,你需要20万亿年的时间来横跨这一天体。
深藏在这亿万个天体之间的一颗特殊的行星,被我们称为地球。这颗星球是一颗小小的岩石星球,有一层薄薄的结晶层覆盖在炽热的内核之上,结晶层上方是水和大气。地球围绕着一颗单独的恒星旋转,我们把这颗恒星叫作太阳。身处于100亿岁的星系中,太阳自身却只有45亿岁。
现在回顾一下你生命中了解和经历过的一切:你的家人、朋友、狗、猫、小老鼠、马、房子、沙发、床、比萨、苹果、橘子、树、花、昆虫、灰尘、云、水、雪、雨水、泥巴、阳光……还有满天繁星的夜晚。
再来想一想所有那些曾经活过的人(生物学上的现代人类,总数大约为1 100亿)以及他们在自己的一生中认识的人。所有这些人,数以亿计的人,用几个世纪、几十年、几年、几个月、几天、几小时、几秒甚至一眨眼的时间,感受着他们周围的环境。
对人类来说,有很多特殊的时刻存在。但在35亿年前、人类出现之前,地球上的生物已变得丰富起来:从细菌和古细菌到多细胞集群,从三叶虫到昆虫,从恐龙到头足纲,亿亿万万的生命实体蜿蜒分布在每一个你能想到的生态位上,通过改变化学能电位和概率而成为现实存在。在那漫长岁月中的每一个时刻,每个生物都被自然选择改造着、筛选着,并被永不停歇的分子力学推动着前行。
所有这一切,以及其中每个微小的部分,都存在于这个世界上,存在于无数矿物点中的一个难以察觉的小矿物点中,存在于充满阳光的房间里你所看到的飘浮在空中的一粒小小尘埃上。这就是我们所知的宇宙。
这个小小的、被我们称为银河的尘埃星系,只是一片满是涟漪的网状物质大海中的很小一部分。这片海洋中有超过2 000亿个其他星系,它们有大有小,有些是独立的,有些处于混乱的碰撞中。所有这些,不过是距离我们130亿光年之内的星系,它们处于我们的“视界”之内,这个“视界”即光的行进范围,就如同你房间内可供行走的范围。
宇宙扩张也充斥着电磁辐射,这种能量既能以波的形式存在,也能以粒子的形式运行。这两种形式结合在一起构成的无质量单元被称为光子,它们在宇宙空间中快速地穿梭。某些光子来自早期的一些炙热之地,我们将这些地方统称为宇宙;其他光子则来自一些特殊的、独立的地方:恒星、超新星、温热发光的年轻行星、宇宙碰撞和冲击波,甚至可能是(或者不是)技术文明之间的信息传递。
把我们宇宙视界中的所有可见物质,比如质子、中子、电子以及其他亚原子物质加起来,粒子数目的总和大约是1080。虽然这已经是一个非常巨大的数字了,但这些物质真的只是沧海一粟,因为仅是在我们身边穿梭的光子,数量就达到了这个数字的10亿多倍。在可观测的宇宙中,这些携带电磁能量的粒子总数大约是100 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000。
然而,这些我们自认为囊括了空间中所有物质的原子和亚原子只不过是其中的16%而已。这只是我们的眼睛和设备能够看到的部分。天文学的证据表明,尚未显露真身的亚原子构成了一个不可见的暗宇宙,占据了宇宙物质总量的84%。这是充满暗物质的地下世界,它用自身的引力统治了全部星系,却不为我们所见。
更奇特的是,所有这些可见物质和暗物质都在一个充满微观量子现象的时空结构中涌动。这些缥缈的量子现象实在是太渺小、太短暂,也太奇特了,除了不断积累而又骇人听闻的暗能量效果外,它们甚至很难被我们注意到。天文学家认为暗能量是导致宇宙不断扩张的头号嫌疑人。时空,也就是宇宙整体的基本结构,随着时间的流逝而不断地膨胀。
而这在本质上,就是万物的真正含义。
你是否想问,接下来会发生什么?在我们称之为宇宙的空间之外,在所有事物之外的是什么?在我们观测到的现实,即“满是阳光的房间”外面会有什么?这些都是好问题。目前,在我们能够真实地感知到万事万物的宇宙之外的一切,只能被简单地称为“非宇宙”。
在所有已知尺度上展开的现实之旅,以及本书的阅读之旅,均起始于已知和未知边缘。这是一个在我们的宇宙视界内外不断徘徊的地方,而宇宙视界是光在宇宙已知的存在时间内行进的距离所决定的范围,是进入你“房间”的大门门槛。在宇宙视界之内,是可观测的宇宙,而在这之外,是仍为谜团的迷宫。

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