地球之上的十五个夜晚 · 巴勃罗·奥尔特加
后记
十五个夜晚过去了。努尔已经收好了她的笔记本,向那扇窗户道了别,回到了地球那沉重而熟悉的引力之中。萨米在深夜某条安静的路上,在休息时读完了她的最后一条消息。而你,我希望,已经和一个世上最宏大的故事之一共度了几个夜晚。
仔细想想,这是一个奇妙的故事。它开始于大约138亿年前,那时的状态炽热、致密到没有任何原子能够在其中存在。它穿过一片发光的雾、一段漫长的黑暗和最初的星光。它走过不断成长、彼此合并的星系,走过造出新元素又把它们撒出去的恒星,走过一片向内坠落、变成了太阳、地球以及后来的我们的云。这个故事的每一部分,都是由那些仔细观察、耐心测量,并且愿意在证据要求时改变自己想法的人拼凑起来的。
那些人中有许多都是上班的人。他们有工作,有日程,有上司。他们长时间地测量照相底片,维持着旧天线的运转,给学生上课,深夜里写下计算。他们中有些人起初不被相信。有些人错了许多年,后来才变得正确。他们的工作提醒我们,理解宇宙不仅仅是天才的事。它同样关乎细心、诚实,以及第二天再次出现在岗位上。
这个故事还没有结束。还没有人知道暗物质是什么,暗能量是什么,为什么物质比反物质多,或者在最初那一刻发生了什么。也许其中一些问题会在你的有生之年得到解答。也许有些需要长得多的时间。无论如何,你家街道上方的天空都是同一个故事的一部分,每一个晴朗的下班后的夜晚,它都在那里,等着你抬头仰望。
和别人一起读这本书
这本书可以一个人读,一晚读一章,但它也可以与人分享。有些人把一章朗读给伴侣或已经长大的孩子听。有些人在休息时和同事聊聊当晚的故事。还有些人组成一个小组来读,每周聚一次,每次讨论两三个夜晚。
如果你和别人一起读,可以在每次聚会开始时,分享一件让你感到惊讶的事和一件仍然不清楚的事。那些不清楚的事,往往是谈话中最精彩的部分。你们不需要一起找到答案。只要把问题说清楚,然后留意书中哪些部分已经有证据给出了答案,哪些仍然悬而未决,就足够了。
聚会结束后一起到外面走一走,也会很愉快,即使是在明亮的地方,也可以找一找月亮或几颗亮星。谈一谈你们能看到的光,以及它走了多久,常常会让书中的故事感觉亲近而真实。
每个夜晚的一个问题
第1夜:当你第一次听到“大爆炸”这个词时,你的脑海里是什么样的画面?这幅画面又是怎样改变的?
第8夜:太阳的光在到达你之前大约八分钟就离开了它。在你的日常生活中,还有什么东西是作为来自过去的消息到达的?
第19夜:在很长一段时间里,人们以为银河系就是整个宇宙。你认为,为什么当时人们那么难以想象还有更多?
第31夜:如果每一个遥远的星系都在离我们远去,为什么这并不意味着我们位于中心?
第44夜:一个好的论证和好的证据有什么区别?为什么关于开端的问题需要证据?
第57夜:两位想要去除噪声的工程师发现了最古老的光。你有没有在试图解决另一个问题时,发现过某件重要的事?
第70夜:一杯水里的氢是在宇宙最初的几分钟里造出来的。这会怎样改变你看待一杯普通的水的方式?
第84夜:今天的物理学在最初那一刻就失效了。对于一个还没有人能回答的问题,你有什么感受?
第97夜:最早的恒星很可能有过短暂而明亮的一生。你认为,如果没有它们,宇宙会是什么样子?
第110夜:宇宙中的大部分物质是暗物质,而没有人知道它是什么。为什么科学家们仍然相信它存在?
第124夜:你最想把你身体里的哪种原子追溯到造出它的那颗恒星?为什么?
第137夜:太阳不是最早的恒星之一。在地球能够形成之前,更早的恒星必须先生存、再终结,这对你来说意味着什么?
第150夜:当测量显示膨胀正在加速时,科学家们接受了一个谁都没有预料到的结果。为什么无论在科学中还是在日常生活中,这都很难做到?
第164夜:可观测宇宙有一条地平线,而不是一堵墙。你会怎样向一位朋友解释这两者的区别?
第178夜:如果宇宙的全部历史是一个工作日,那么全部有文字记载的历史都能装进最后一秒钟里极其微小的一部分。这让你对自己的一天有什么感受?
小测验:回顾这十五个夜晚
这里有十个问题,供一个安静的夜晚使用。答案在最后一个问题之后,你可以用它们来检验自己,也可以考考朋友。
问题1:根据目前的测量,宇宙大约有多老?
问题2:空间站上的宇航员为什么会飘浮?
问题3:太阳的光到达地球大约需要多长时间?
问题4:亨丽埃塔·勒维特对某些脉动恒星有什么发现?为什么这很重要?
问题5:当一个遥远星系的光发生红移时,这意味着什么?
问题6:最古老的光是在什么时候被释放出来的?它今天的温度是多少?
问题7:按质量计算,在最初几分钟里造出的普通物质中,大约有多少是氢,多少是氦?
问题8:暗物质和暗能量有什么区别?
问题9:你身体里的碳、氧和铁是在哪里造出来的?
问题10:可观测宇宙的边缘是一堵墙吗?
答案
答案1:大约138亿年。答案2:并不是因为没有引力,而是因为空间站和里面的每一个人都在一起绕着地球下落;在空间站所在的高度,引力仍然有地面上的大约十分之九那么强。答案3:大约八分钟。答案4:她发现,一颗造父变星变亮又变暗一次所需的时间,能说明它真正有多亮,所以天文学家可以用这些恒星来测量遥远的距离。
答案5:它的光到达时波更长、更偏红,因为在光旅行的时候空间伸展了;对于遥远的星系来说,这表明它们正在离我们远去。答案6:在开端之后大约380,000年,那时原子形成,光可以自由地传播;今天它比绝对零度高大约2.7度。答案7:大约四分之三是氢,大约四分之一是氦,还有极少量的锂。
答案8:暗物质是我们只能通过它的牵引才知道的看不见的物质;它帮助把星系维系在一起。暗能量是宇宙膨胀加速的未知原因。还没有人知道它们两者究竟是什么。答案9:在恒星内部,以及在恒星生命终结时的爆炸和碰撞中。答案10:不是。它是一条地平线,是光来得及到达我们这里的距离的极限,而宇宙几乎可以肯定在它之外还在延续。