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我夜观星象,发现什么也看不懂,怎么办?

远读重洋 · 2017-07-29
没关系,看完这篇文章你就懂了

本文来自远读重洋。

1975 年 12 月 20 日, 纽约州下着小雪,很冷。

17 岁的高中生奈尔.德葛拉司.泰森(Neil deGrasse Tyson)跑到康奈尔大学见到了他的偶像卡尔.萨根。

当时,卡尔.萨根已经是风靡美国的天文学科普传播者。他发表过 600 多篇研究报告,出版过一本获得普利策奖的畅销书,还主持了一档科学纪录片。

那天,临近圣诞节,学校已经放假,校园里冷冷清清。卡尔.萨根站在校门口等到了从纽约最北部布朗克斯区来见他的黑人男孩儿泰森。卡尔.萨根带泰森参观了校园、实验室,并且临走时送给了泰森一本自己的书叫做《宇宙连接》。

在书的第一页,卡尔.萨根写下:“至奈尔.泰森,未来的天文学家。”

那天的周六下午对泰森来说注定是难忘的。那是泰森第一次接触科学普及的概念,但是这个概念却改变了他的一生。

泰森回忆说:“虽然我很早就知道我想当一名科学家,但是那个下午我决定成为像卡尔.萨根一样的人,一个谦和、尊重他人并且愿意向任何人分享科学知识的传播者。科学是一个跨越几代人的合作研究,它需要师生之间的传承。

从此,泰森接过了卡尔.萨根手中的火炬,目标把科学变成大众文化的一部分。

42 年过去了。

现在,58 岁的奈尔·泰森已然成为了第二个卡尔·萨根。他经常被美国媒体誉为全美最受欢迎的天体物理学家、21 世纪最著名的科学传播者。

泰森现任美国自然历史博物馆海顿天象馆馆长,同时主持了多档科学电视节目,包括那部夺得四项艾美奖的纪录片《宇宙时空之旅》。

泰森总是能将复杂的科学知识简单化,变成每个普通人都能理解的有趣内容。2004 年泰森被美国国家航空航天局(NASA)授予杰出公共服务奖章,这也是 NASA 授予非政府雇员的最高奖章;2015 年美国国家科学院又授予泰森“公益奖章(public welfare medal)”, 感谢他对科学界做出的杰出贡献,激发了公众对科学的热情和兴趣。

泰森于 5 月出版了新书《给忙碌者的天体物理学(Astrophysics for People in a Hurry)》,用简单形象的语言向读者描述了宇宙历史、彗星、化学元素形成等复杂的天文学知识。该书一经出版,即登上《纽约时报》畅销书榜单。

很多人说天文学是一个让人谦卑的学科。没有任何事物可以比广阔无边的宇宙更能体现人类的无知、自负和愚蠢。

在宇宙 138 亿年的历史中,人类历史占据的比例是多少呢?

为了方便读者理解,泰森将宇宙历史压缩成了一个 12 个月的年历。假设在年历上宇宙诞生(即宇宙大爆炸)是 1 月 1 日,那我们今天的时间就是年历上的 12 月 31 日午夜。年历上包括了自宇宙诞生到今天发生的所有事情。

按照这个比例,年历上每个月代表了 10 亿年,每天代表着 4 千万年。

在年历上,3 月 15 日银河系形成;过了 60 亿年,直到 8 月 31 日太阳才第一次发光。9 月中旬,人类赖以生存的地球诞生,随后出现了原始生命;生命开始急速进化、发展,到了 12 月 17 日,地球上已是一片欣欣向荣,鸟兽腾飞、鱼翔鹤舞;当然,还有巨大无比的恐龙。

然而,时间即便到了宇宙年历的最后一个月,也即宇宙诞生 135 亿年之后,人类仍未出现。

直到宇宙年历的最后一天,12 月 31 日午夜 11 点,人类才在这最后一小时开始进化。11 点 59 分 46 秒,人类发明了书写。你听说过的所有历史、国王、战役、发明都是在午夜前的最后 14 秒开始有记载。历史书上的一切,都发生在最后这几秒。

所以,相对于宇宙,我们都是新丁。

泰森说:“我们装模做样地自以为人类很重要,妄想着人类地位特殊,在宇宙中与众不同。但是,我们的星球不过是一粒孤独的微尘,笼罩在伟大的宇宙黑暗之中。”

古代人为了探索人类个体对宇宙的独特意义,试图在龟背上看出神迹,从彗星上找到神喻。

彗星划过天空,给人们带来的不是惊奇而是惊吓。彗星代表着“灾难的征兆、上帝的预警”。人们认为彗星是引发动乱、战争、灾难的罪魁祸首。

直到今天,科幻恐怖灾难片的背景题材也喜欢拿“彗星撞地球”作为素材。

但是,这些被称为扫把星的“星星”是从哪里来的?

泰森解释,其实,严格来说,彗星算不上一颗“星星”,而是太阳系诞生时遗留下的碎片残骸,主要由冰构成。

他们主要环绕在太阳周围,环绕一圈大约需要花费 100 万年的时间。

彗星离太阳距离较远的时候,看起来没有任何光彩,只像一颗颗灰黑色的脏雪球;离太阳较近的时候,彗星才开始华丽的蜕变:太阳的热量会不断地烘烤它们,让“脏雪球”外面的污雪、冰和气体迅速蒸发,长出明亮的尾巴,蜕变成我们平常熟知的美丽明亮的彗星。

幸运的是,有一颗短周期彗星每 76 年会光顾一次地球,让人类有幸用肉眼窥探其美丽和神秘。

它就是著名的哈雷彗星。

泰森说,如果你在 2061 年看一颗明亮的彗星划过,那就说明哈雷彗星回来了。

“氢氦锂铍硼、碳氮氧氟氖、钠镁铝硅磷、硫氯氩钾钙...”

初高中的时候,我们没少被化学课本最后几页的元素周期表“折磨”。对于很多学生来说,这些化学价和化学元素难记又没有明确规律可循,令人非常头疼。于是大部分学生选择了死记硬背,化学老师也变着方法教一些顺口溜或者速记口诀。

然而,毕业之后,之前死记硬背的元素符号和化学价也全都还给了学校,永远留在了化学课本上。

我们也从来没有问过老师,这些神秘的化学元素到底是从哪里来的?

泰森说:“其实,化学元素周期表就像是一个动物园,园子里的每一个化学元素都是一个小动物。”在动物园里,只有三只小动物(氢、氦、锂)是在宇宙大爆炸中自然产生,其它小动物则是由氢元素和氦元素通过核聚变衍生而来,如氧、碳、镁等。

相比其它化学元素,动物园里第一只小动物“氢”是最基本也是最轻的化学元素,在宇宙中含量最高,占宇宙的 90% 。

“氦”则是宇宙中第二个最简单、含量最多的化学元素。人一旦吸入氦气,声音就会变得尖声尖气,听起来像卡通片里的米老鼠。

“锂”是宇宙中第三个最轻的元素,也是所有金属元素中最轻的。如今,手机电池、电脑和许多电子设备都离不开锂。

在我们的化学书上,元素周期表中前 92 种化学元素是在宇宙中发现的天然元素,剩余的 36 种元素为人造元素。

如果上述内容对你来说太过艰深,没有关系。

生命不过百年的人类,怎么能够理解长达 138 亿年的宇宙历史。

正如泰森在本书开篇所写:“宇宙没有义务让你我明白其中奥秘(the universe is under no obligation to make sense to you)。”

但是,如果我们将这些知识铭记于心,去热爱和追寻宇宙的本质,我们的后代也一定会继续神圣的科学研究、薪火相传,去探索浩瀚宇宙里新的奇迹。

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