《给忙碌者的天体物理学》| 万维钢解读

关于作者
本书的作者尼尔·德格拉斯·泰森是一位天体物理学家，还是美国自然历史博物馆海登天文馆的馆长。但他更著名的身份则是科普达人，曾经主持过系列纪录片《宇宙》，是很多美国科普电视节目的嘉宾，还曾经在著名美剧《生活大爆炸》中客串过。
关于本书
这本书曾经在《纽约时报》的畅销书排行榜中排名第二。Discovery 探索频道是这样评价这书本的：“尼尔·德格拉斯·泰森用幽默、敏锐的视角和丰富的人性，将关于空间、时间和现实的宏大问题，提炼为富有见地的短章。甚至都可以在你早上喝咖啡的时候看。” 
核心内容
这本书告诉我们：宇宙是怎么形成的，是怎么运转的；关于宇宙哪些是我们知道的，哪些又是我们不知道的；了解宇宙、掌握一种“宇宙学视角”，究竟对我们有什么用。

一、物理规则在整个宇宙中都是适用的
1. 牛顿的万有引力定律不仅仅适用于地球，也适用于整个宇宙。不仅万有引力是这样，科学家通过分析太阳的光谱，发现构成宇宙中物质的元素，和地球上几乎是一模一样的。这也就是说，物质和物理定律在整个宇宙中普遍适用，我们可以用物理定律计算宇宙的起源。
2. 宇宙起源于夸克和反夸克湮灭后留下的正夸克。如果每个人都是早期宇宙中的一个正夸克，相当于今天活着的全体中国人中，只有一个人能幸存。所以可以说，构成我们身体的、周围环境的每个原子都是幸运的，因为原子身上的每一个质子、中子、电子，都是正反物质湮灭中十亿分之一的幸存者。
3. “宇宙微波背景辐射”是光子变成微波之后，遍布于整个宇宙的状态。这可不是最近的新发现，在二战时期，美国物理学家仅仅使用当时已知的三个理论，便预言了微波背景辐射的存在，并且计算出了非常接近事实的结果。
4. “宇宙微波背景辐射”带来的是宇宙刚刚产生38万年时候的信息，我们可以据此推测当时的物质在宇宙的分布情况。再根据这一点，我们就可以推测宇宙现在的物质是怎么分布的，宇宙的未来将会怎么演变。
二、人类科学家目前为止仍不太了解暗物质
1. 天文学家兹威基和鲁宾先后发现，有些星系中行星的运动速度快得不合常理，而星系中又没有那么多引力支持，这就好比，你发现邻居不怎么出门，每次出门却只买了一点点食物，唯一的解释是他家里有其他食物。由此，科学家发现，宇宙中存在着大量的、我们观测不到的暗物质。
2. 银河系整个星系被一层厚厚的暗物质包围。暗物质在星系中间比较浓，远离星系的地方慢慢变淡。因为我们的太阳系只是整个星系中间的一小块区域，运动不会受到暗物质影响，所以我们感觉不到。
3. 暗物质既不是黑洞，也不是气体云，更不是流浪行星，科学家在上天入地寻找暗物质，但却一无所获。不过科学家发现，正是由于暗物质的陪伴，平衡了宇宙大爆炸的膨胀，让宇宙变成了现在这个样子。
三、宇宙不是永恒不变的，有开始就有结束
1. 爱因斯坦提出的“广义相对论”，主要意思是说，大质量的物体改变了它周围空间的弯曲程度，其他物体根据感受到的弯曲空间运动，引力通过空间传递。因为引力是一个可传递的东西，广义相对论马上就预言了“引力波”的存在。2016年，物理学家们果然观测到了引力波。
2. 爱因斯坦认为宇宙是静态的，因此在引力波方程式中加入了一个“宇宙常数”。哈勃用天文望远镜发现了“红移”现象，发现星系都在离我们远去，验证了宇宙膨胀这一现象，这就证明爱因斯坦错了。
3. 我们这个宇宙现在的全部能量中，寻常的物质只占大约4%，暗物质占26%，暗能量占70%。暗能量提供了一种真空中的斥力，但是我们完全不知道它的物理机制，也还没有找到它。
4. 随着空间越来越大，暗能量越来越多，宇宙膨胀的加速度也会越来越大。这就意味着，远方的星系是以越来越快的速度离我们而去，不可能再回头。物理学家计算，再过一万亿年，除了银河系以外，我们的天空中将再也看不到其他的星星。
四、了解天体物理学知识，可以让我们拥有“宇宙学视角”
1. 泰森认为，了解天体物理学知识，可以让我们拥有“宇宙学视角”。多一种视角，就等于多一种自由度。我们和宇宙是连接在一起的。宇宙非常非常大，但哪怕再遥远，我们每个人跟每个人都有联系。
2. 有人说天文学令人谦卑，同时也是一种塑造性格的学问。这意味着我们可以意识到，我们不是世界的中心，世界不是绕着我们转的。因为无论我们怎么想象，宇宙都比我们想象的大得多，也因此我们应该学会谦虚待人，孜孜探索。
3. 地球是浩瀚星系中的一个蓝点，也许我们应该用更加亲切的态度去对待身边的每一个人，同时应该更加保护和珍惜我们的地球，因为它是我们目前所知的、唯一的家。
总结一下：这本书告诉我们，物理规律在全宇宙都是适用的，由此我们可以计算出宇宙的起源，我们也知道宇宙在加速膨胀；但更多的是我们还不知道的东西，比如暗物质，比如暗能量。了解得越多我们就越发现，宇宙没有义务让我们理解，这就是一种宇宙学的视角，它让我们在看问题时更谦虚，目光更长远，人格上也更自由。
撰稿：万维钢
脑图：摩西
讲述：徐惟杰