宇宙小史
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你的第一本宇宙学入门小书

日本神户大学博士后、科普博主
周思益(弦论世界)

尼马·阿尔卡尼——哈米德说,宇宙学就是历史学。那么宇宙学研究的重要方向之一,就是搞清楚我们的宇宙是如何诞生、如何演化的。这部《宇宙小史》就是一本讲述宇宙演化历史的小书,也是科学爱好者和小朋友学习宇宙学知识的入门书。

这本书先讲述了宇宙学的基础知识,比如,我们的宇宙有多大?宇宙是如何演化的?宇宙的年龄是多少?宇宙是不是无限的?这些都是刚接触宇宙学的朋友经常会问的问题。紧接着,这本书分析了宇宙是由什么组成的,对于普通物质、暗物质和暗能量分别进行了详细介绍。不仅如此,它还从观测上,比如宇宙微波背景的角度讲解了为什么我们知道宇宙是由普通物质、暗物质和暗能量组成的,以及每种成分的百分比。这本书着重介绍了宇宙微波背景,这也是我最感兴趣的研究领域之一。令我吃惊的是,作者把这种高深的研究领域讲解得如此通俗易懂,并且令人印象深刻。

宇宙微波背景其实很像幼年宇宙的化石,不过它不是某种有形的东西,而是来自远古的光线。就像恐龙的足印一样,对于了解宇宙当前的状态来说,它并不重要,但对于了解宇宙如何演化成当今的模样来说,它至关重要。

简单几句话就把宇宙微波背景是什么及其用途,都讲明白了。这本书还介绍了宇宙学的标准模型,这是人类目前对于宇宙的认知所达到的程度。因为宇宙学仍然是一个迅猛发展的研究领域,这本书最后介绍了宇宙学的研究进展,如中微子、引力波、大尺度结构的形成等。这些都是科研人员目前正在研究的领域。

这本书的一大特色是通俗易懂,基本上不怎么使用公式,甚至极少使用数字。即使使用数字,也是尽量让人很直观地感受这个数字有多大。比如:

地球和月球大约形成于大爆炸后93亿年,也就是距今45亿年前,此时标度因子为0.71。恐龙横行地球的时期大约为1亿年前,此时标度因子为0.993。

虽然在我读书的时候老师也讲授了标度因子,即a(t)[现在的宇宙,a(t)=1],但是老师从来没有讲过在a(t)=0.71的时候宇宙发生了什么,在a(t)=0.993的时候宇宙发生了什么。读了这本书,宇宙的历史好像电影画面一样历历在目。

再比如,这本书在讲述地月距离的时候提出,这一距离大约是25万英里,大约相当于一辆车从出厂到报废所行驶的里程。其实,当读到25万英里这个数字时,我对这个距离到底有多长,并没有直观感受。但是,当我读到一辆车从出厂到报废所行驶的里程时,我的眼前立即浮现陪伴我长大的爸爸的那辆车,对地月距离到底有多远有了直观感受。

我向大家推荐这本小而美的宇宙学图书,希望它能陪伴你开启宇宙学学习之旅。