一本让你持续爆燃的精美科普2017年，《太空全书》一经上市即成为各大平台科普类畅销书，引领了该品类潮水，受到广大天文爱好者的追捧，很多读者从这本书开始，相识了宇宙的样子。此次2019全新升级版《太空全书》为全新修订，更新了20%的内容，全部数据均为最新，且展示了现在人类研究宇宙的最新结果。可以说，这本书重新界说了宇宙。书中从居住的太阳系开始探索，从被太阳灼烧的水星，到柯伊伯带之外冰冷众多的地带。透过美国NASA与其他国家的太空探测器，读者将可以追踪整个太阳系的生命周期、扫描分析地球与其他行星的成分，并一窥恒星从星际灰尘中诞生的瞬间。结束太阳系精彩的路程之后，你可以再与美国著名的天文学家艾德温·哈勃漫步于令民气醉神迷的银河系，末了再剖析众多无垠的神祕宇宙，探索太阳系生手星、暗物质与黑洞，与世界级着名科学家、物理学者泛论宇宙的生与死，揭开宇宙的神秘面纱。
年复一年，世代更替，有赖于新科技的发展和新的思考方式，我们观察宇宙的方式不停地演进着，我们观察遥远时空中的恒星与星系的本事也越来越强。我们拥有了空间望远镜和行星际探测器，它们从数百万公里外向我们发回信息，这些信息被我们接收到后，成为我们所见的那些绝美影像。基于这些信息，亘古未有的宇宙“舆图”得以绘制，这是你从未见过的极新世界，而本书将会为你徐徐出现这些精彩。
这本美国国家地理杂志出版的《太空全书》对我有特别的意义。作为少数几个曾经登上月球的人类之一，我至今仍感荣耀。在苏联发射第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号之后仅仅12年，1969年7月20日，尼尔·阿姆斯特朗和我站在了月球上。对于我来说，月球不再是太空中一个遥远的天体，而是我曾经度过一段韶光的一个真实的地方，是我脑海中仍能浮现的一处风景。看着这本书上的月面图，仿佛是在追忆曾经的一段沐日路程。
大概在阿波罗11号之后降生的人不记得了，但是全部曾眼见阿波罗11号发射乐成的人都会记得——阿波罗11号代表了科技迅猛发展、太空探索大步进步的十年。美国绝不动摇地把国力凝聚在恒久目标上，从而发展出了很多新质料、火箭、飞船和宇航服，做出很多想要实现让人来回月球所必备的科学突破。
乐成完成登月使命需要很多差别种类的“舆图”，同时我们也借助使命绘制出了很多“舆图”。飞船轨迹靠近和降落机动的终端区航图，尤其是目标着陆区域的舆图，是尤为紧张的。自首次登月以来的四十多年中，有500多名宇航员曾经在太空中生活和工作，都是在近地轨道。人类进入太空只管仍旧复杂、危险和昂贵，但也已经变得越来越寻常：已经有人在计划发展太空旅游业，等着去太空一游的游客们也已排起长队。
同时，计划精良的无人航天器，从空间望远镜到飞往深空的行星际无人探测器，都为我们带来了精彩绝伦的发现，包括月球、木星的卫星和火星上曾经或者现在仍旧有水的证据。现在，我们已经发现了400多个围绕其他恒星运转的系生手星。（停止译本出版前夕已有3000多个。—译注）这幅“舆图”包含以上全部的信息——我们拓展了“舆图”一词实用的范围，在这里，“舆图”包含了我们的太阳系、我们的星系和整个宇宙。
现在，又一卷弘大的宇宙门路图正在徐徐睁开：人类将再次回到太空探索事业中。这次的探索目标是火星。要实现这一诱人的目标，我们需要人才、资源和适应情势厘革的本事。在为前往火星而积极的过程中，我们必将取得一系列令人赞叹的成绩。要抵达火星，我们需要新的、可重复利用的飞船。这些飞船是巨大的航天飞机舰队的继承者，它们将能实用于很多有着特别目标的使命，包括火星与地球之间来回的长航程飞行。我们还将需要太空的新航图，就像大帆海时期的欧洲探险家在刚刚开始探索新世界时要做的功课一样。
正如在阿波罗使命期间，“月海”这一名称进入了美国人的日常词汇库，有关彗星和其他近地天体的名称也将随着我们的造访而为人所熟知——像是维尔塔宁彗星、哈特雷3号彗星、小行星毁神星等等。我们将会拦截小行星，获取它们的岩石和土壤，研发出须要的仪器设备来研究这些构成了宇宙的基本天体。我们将会飞向古老彗星的金色彗尾，在那里收集样本，这是来自星系创生之初的古老物质。我们对世界的认知图景将不停厘革，我们的宇宙“舆图”也将随之改变。
我们将一步一步走向更远，直到终于登上火星的卫星——火卫一。在那里，我们将能直接控制火星外貌的无人探测器。这一步过渡将使我们得以发展恒久载人太空飞行所必需的技能，有了这些技能，我们才能历史性地登上这颗赤色行星。如果我们绝不懈怠地持续积极，人类将能在2035年踏足火星——这将是我们降落在静海基地之后的66年、莱特兄弟在小鹰镇腾飞之后的第二个66年，但我们得抓紧开始了。
这个充满雄心的计划需要恒心和毅力，纵然在经济颠簸、政局更迭的时间也不能动摇。为了去往火星，我们需要同心协力。大概最紧张的是，这项使命定将触及人类挑战时间、空间、质量、能量等基本物理概念的本事极限。但在我看来——以我43年前就曾登上月球而观之——我知道我们能做到。
没有舆图，人类不大概取得现今的成绩；没有舆图，我们也不大概走向更远的世界。这本由詹姆斯·特赖菲尔撰写、美国国家地理杂志出版的《太空全书》之以是云云令人激动，正是由于它拓展了人类对太空疆域的认识，出现了人类从载人航天到无人探测使命的太空探索活动所取得的大量信息，并将全部的新数据翻译成流畅的文字、动人的图像和简便明白的“舆图”。
巴兹·奥尔德林（Buzz Aldrin）
巴兹·奥尔德林（Buzz Aldrin）：美国飞行员、美国国家航空航天局宇航员，因在实行第一次载人登月使命阿波罗11号时成为第二位（在尼尔·阿姆斯特朗之后）踏上月球的人而闻名。
2012年冬，机遇号火星车拍摄下了火星上这片干旱、锈红、被风力形塑的地表。当时火星车行经“格里利避风港”，这个地方位于因代沃环形山的边缘，在火星赤道南边一点。
关于本书
《宇宙全书》是一部宇宙的视觉指南。从太阳系开始刻画，走向最遥远的星系，直到探索多重宇宙的秘密。这本书以简明、不拘泥于技能细节的语言表明了行星、恒星、星系以及黑洞等极端天体的本质，并配以展示太空神奇之美的照片和艺术想象图。本书包含超过90页细致的舆图，详细显现了遥远行星的外貌，表明了行星、恒星和星系与宇宙团体图景的关系。
我们将按照空间由近及远的次序将本书分为三个大篇章：第一部门“太阳系”阐释了太阳系的形成，从小小的水星到寒冷的海王星等行星，还先容了一些主要的卫星，以及固然更小但同样紧张的矮行星、小行星、彗星等天体。第二部门“银河系”形貌了恒星、银河系的布局以及其他星系的本质。第三部门“宇宙”深入发掘了宇宙学中的一些重大问题——宇宙的布局，宇宙的开端和殒命。终章“未解之谜”探讨了现代物理学中一些最热门的话题：弦论和多重宇宙的大概性。
在每章节前面，都有星图，全书共四幅。出现了在地球上看起来夜空中的星座的样子；本书末了的附录，包括行星、卫星和一些有趣的深空天体的相干数据列表。
导言
INTRODUCTION
人们曾经以为宇宙非常简朴。在人类历史的大部门时间里，人们认为大地静止地待在造物主所创造的世界中心，天上的恒星和行星围着它转动。在古代传说中，大地通常是平坦的，而太阳在天上的活动则是神仙的旨意。从公元前15世纪开始，一种对宇宙的新思想在地中海东岸发展起来——这种思想不依赖于神祇，而是将人类带离卡尔·萨根所谓的“鬼神世界”。希腊哲学家开始构建我们看来大概显得原始的宇宙模型，但这些模型具有当时看来“奇怪”的“新功能”：它们仅仅依靠一定的自然法则运行，而无须超自然力量的干预。很多学者认为这一进步标志着科学的发端。
全部这些模型都有两个基本的、不容置疑的预设：一是地球在宇宙的中心静止不动，而其他全部天体——太阳、玉轮和行星——都围绕地球转动；第二个假设是天空纯净而永恒，其中的全部物体都沿圆周轨道活动（这个假设是基于如许的认识：圆是最完美的几何外形，因此是适合完美世界的外形）。在这些模型中，恒星和行星镶嵌在固态的水晶天球上，随着天球的转动而行经天空（不巧的是，这让早期的天文学家无法表明彗星是怎么回事，由于它们的轨道会和这些固态球相撞。这也是亚里士多德认为彗星是地球大气层中燃烧着的蒸汽的原因）。终极，这些模型变得非常复杂：嵌入小球壳的行星在更大的球壳中滚动。
考虑到当时像球罩一样的宇宙模型，令人有点不测的是，古人曾经就宇宙在空间上是有限的还是无穷的这个问题上做过不少辩论。哲学家阿尔库塔斯（前428-前327）给出了一个有趣的论点：宇宙一定是没有界限的。他认为，假设宇宙有界限，那么一个人就可以走到宇宙的界限，并向外投掷一支矛。这支矛会落到什么地方？其着落的地方将会在界限之外。而无论界限再怎么远，这个“掷矛者”总能找到界限外的一些地方。因此阿尔库塔斯认为，宇宙一定没有界限，一定是无穷的。
在阿尔库塔斯之后，很多新思想不停拓展着人类对宇宙的认识，正如阿尔库塔斯的那支矛。究竟上，我们将会再遇到三个“掷矛者”，他们一次次地“拓宽”了我们所处的宇宙。
第一个掷矛者
第一个掷矛者是波兰牧师尼古拉斯·哥白尼（1473-1543）。他起首给出了把太阳放在太阳系的中心、让地球和其他行星围绕太阳运转的严肃模型。他在著作《天体运行论》中写道：“人们将会心识到，太阳位于宇宙的中心。根据行星的运行规律，并考虑到整个宇宙的调和，我们可以得知这一究竟。就像谚语所说，只要我们用双眼探寻，就会发现原形。”在哥白尼提出日心说后，人类的宇宙观发生了剧变。地球和人类不再处于万物的中心。人类仅仅是围绕太阳运行的众多天体之一上的居民。在我们整本书中，你会发现所谓的“哥白尼原理”不停出现：人类和我们的地球在宇宙中并无特别之处。
波兰天文学家尼古拉斯·哥白尼用极新的以太阳为中心的宇宙观颠覆了天文学对世界的形貌。他的代表作《天体运行论》出版于1543年。
用哥白尼的观点重新审视世界，宇宙变得云云之大。人类所处的宇宙不再被距地表几公里处悬垂的天空和他们脚下的大地所范围。哥白尼之后的天文学家知道了太阳系远比地球大得多：如果把地球比作是北京故宫的巨细，那太阳就会像整个北京的辖区范围那么大，而太阳系靠外侧的行星轨道则会像整个中国那么大。对于几乎毕生生活在城市一角的人们来说，要想象如许的比例尺度，确实是有些挑战。
第二个掷矛者
第二支矛是德国天文学家弗里德里希·贝塞尔在19世纪初掷出的。他利用制造精良的望远镜，起首测定了邻近恒星的间隔——宇宙被再次“扩大”了。如果我们想象把太阳系缩小到一个足球场巨细，那离我们最近的恒星就像是几百公里外的城市那么遥远。在19世纪末，天文学家进一步认识到我们的太阳只是银河系这座巨大的恒星之城中一颗很平常的恒星。我们的太阳和太阳系，只管在我们眼中已经云云巨大，其着实银河系中也只是千亿个恒星和行星系统之一而已。天文学家开始意识到，恒星并非都长得一样，他们开始为所见到的恒星编目造册。他们也注意到天空中的一些昏暗斑块，在当时望远镜不足以看清这些云雾状天体由什么组成的环境下，天文学家将其统称为星云。此时世界已经准备好欢迎第三位掷矛者。
第三个掷矛者
他的名字叫爱德文·哈勃，20世纪20年代在加利福尼亚州威尔逊山天文台新建造的望远镜工作的美国人。用这台望远镜，哈勃得以细致观察那些“星云”，并从中找出单个的恒星。从对这些恒星的观测中，他可以丈量到这些“星云”的间隔。于是，矛再一次被扔向了远方。他发现，很多“星云”实际上自己就是巨大的“恒星之城”，就像我们的银河系一样。哈勃让我们相识到，宇宙是由所谓的“星系”组成的。实际上这只是哥白尼理念的延伸。地球只是太阳系中的一个行星，太阳只是银河系中的一个恒星，而银河系只是宇宙中千亿个星系的一员。
哈勃不只发现了星系。他还发现，这些星系在离我们远去，也就是说宇宙正在膨胀。这一发现终极发展为我们现今形貌宇宙开端的最好图景——“宇宙大爆炸”。这个理论认为，约140亿年前，宇宙开端于极端炽热、极端致密的状态，并一直膨胀和冷却至今。惊人的是，科学家已经发展出了回溯这一过程的可靠模型，甚至可以回溯到大爆炸后仅一秒的时刻。
现在，大概又一个掷矛者正在逼近我们所知宇宙的界限：他或她是谁，我们还不知道。但是，如果现代的某些天文学理论被证明是正确的，大概我们的宇宙将会是众多宇宙的一员——科学家开始将其称为“多重宇宙”。如许的发现无疑将会成为尼古拉斯·哥白尼的终极辩护者，只管他当时恐怕想象不到如许的进展。
四个宇宙
本书将按照阿尔库塔斯的掷矛者们的次序睁开讲述。让我们把世界看作是一系列嵌套的“宇宙”，每一个似乎都包含了整个世界—直到一名掷矛者出现，引领我们进入下一个“宇宙”。
太阳系
第一个我们最认识的“宇宙”，就是我们的太阳系。在望远镜发明之前，只发现了六颗最靠内部的行星，对其大部门科学思考都会集在明白行星怎样活动上——实际上，天文学家需要知道行星在哪里。19世纪，科学家的注意力开始转移到行星由什么构成的问题上，这一研究延续至今。我们还已经发现，太阳系比早期科学家们所想象的要复杂得多，从伽利略发现木星的卫星开始，我们意识到太阳系有比几颗行星多得多的东西。地球的卫星月球实际上是一个拥有自己的演化史、独特特性以及未解之谜的新“世界”。甚至冥王星外寒冷黑暗的区域，也有我们未曾想到的布局和复杂性。我们将在本书的第一部门讲述这一新奇的太阳系。
银河系
第二个“宇宙”是银河系。正如在谈及太阳系时科学家们关心行星的位置一样，研究银河系时科学家们也起首着手于这个基本问题：恒星都在哪儿、它们有多亮等等。同样，从19世纪开始，一系列新问题逐渐浮出水面：恒星是由什么组成的？为什么会发光？直到20世纪30年代，核物理学的发展才显现了恒星的能量来源是核反应，人们才知道恒星并非是永恒的：它们有自己的生命周期，有其发端、发展和了局，正如世间的万事万物。究竟上，我们意识到银河系和其他星系都是巨大的恒星工厂，源源不停地将宇宙原初即存在的氢元素转换为构成行星、人类和我们所熟知的世界的其他重元素。在此过程中，我们发现了很多新的、有趣的天体，从黑洞到围绕其他恒星的行星系统。我们还发现银河系以及其他星系中的大部门物质并不是我们所认识的构成我们自身的物质，而是一种叫作暗物质的新事物。本书的第二部门将先容人类是怎样探索宇宙中的这些事物的。
宇宙
第三个“宇宙”是我们通常称之为“宇宙”的巨大星系集合。对宇宙的开端和运气的研究已经让科学家们孜孜以求了数十年。我们通过对基本粒子的物理学研究，回溯到了宇宙的出发点；通过观测天文学，预言了宇宙的未来。出乎人们料想的是，20世纪90年代以来，天文学家发现宇宙的膨胀非但没有减缓，反而在加速。这一发现让我们意识到，宇宙中最主要的成分其实是我们所不明白的“暗能量”。宇宙的未来取决于暗能量是什么以及其性质是怎样的。在本书的第三部门，我们将探索我们现在所知的宇宙。
终极，我们进入第四个“宇宙”——我们将脱离由坚固的数据建构的知识王国，进入理论物理学家们仍在推敲琢磨的世界。一些现署理论认为我们的宇宙只是更为弘大的多重宇宙的一员，探寻这些理论之后，我们将结束这场在宇宙的精彩旅行。 |
