《太陽(yáng)系簡(jiǎn)史》是一本詳細(xì)介紹關(guān)于太陽(yáng)系基本知識(shí)的科普讀物。太陽(yáng)系從何而來(lái)?它是如何形成的?它在宇宙中有什么特殊之處?八大行星如何排布?誰(shuí)擁有壯麗的行星環(huán)?如何從外觀分辨八大行星?冥王星為何被大行星家族除名?未來(lái)人類可能到哪里另建家園?太陽(yáng)系的壽命還有多久?宇宙到底有多大?……所有這些關(guān)于太陽(yáng)系的小白問(wèn)題,你都將在這里找到答案。
這本書(shū)會(huì)帶你踏上太陽(yáng)系的發(fā)現(xiàn)之旅。兩位作者將告訴我們演化中的宇宙為太陽(yáng)的出現(xiàn)創(chuàng)造了怎樣的條件,隨之產(chǎn)生的氣體云和塵埃云又是怎樣形成了今天的行星、彗星、衛(wèi)星和小行星的。這本書(shū)還特別講述了地球這顆獨(dú)特的行星,它為生命的誕生提供了可靠的庇護(hù)。
關(guān)于太陽(yáng)系,你了解多少?除了知道它有八大行星之外,你還知道關(guān)于它們的什么知識(shí)?
★它們相對(duì)于太陽(yáng)的排列順序是什么?
★如何從外觀分辨八大行星?
★誰(shuí)擁有壯麗的行星環(huán)?
★冥王星為何被大行星家族除名?
★人類會(huì)找到除地球之外的家園嗎?
……
我們生活的世界不是一成不變的,太陽(yáng)系每時(shí)每刻都在發(fā)生變化。它也不會(huì)一直久存在,總有燃料耗盡、灰飛煙滅的那一天。關(guān)于宇宙宿命的問(wèn)題,將幫助我們更好地理解我們生活的世界。
每個(gè)人都喜歡追本溯源。大家都有過(guò)這樣的疑問(wèn):人從哪里來(lái)?過(guò)去的生命是什么樣的?人類又是如何融入宏大的宇宙格局的?無(wú)論是營(yíng)火會(huì)上口耳相傳的神話故事,還是宗教哲學(xué)文獻(xiàn)里的細(xì)節(jié)描繪,每一代人都試圖用自己的方式給出答案。近幾個(gè)世紀(jì)以來(lái),科學(xué)手段的出現(xiàn)給這些古老的問(wèn)題賦予了新的思考方向,讓我們首次看到了真相到來(lái)的曙光。
太陽(yáng)系由太陽(yáng)和圍繞它運(yùn)行的眾多行星、衛(wèi)星、彗星和小行星組成。了解它的起源、演化和本質(zhì),對(duì)于揭示人類的起源有著極其重要的作用。太陽(yáng)系的多個(gè)要素,包括太陽(yáng)的壽命與穩(wěn)定性,還有水、碳、氮和生命賴以維持的其他重要物質(zhì)的存在,以及地球的大小和運(yùn)行軌道,為生命的繁衍生息提供了適宜的氣候,且這種氣候得以維持?jǐn)?shù)十億年不變,所以,這些要素都對(duì)維持當(dāng)今的生命發(fā)揮著舉足輕重的作用。事實(shí)上,其他行星或許也在生命起源的過(guò)程中起到了一定作用,它們?yōu)樵缙诘牡厍蛱峁┝松匦璧脑嘉镔|(zhì),并防止危險(xiǎn)物體撞擊地球。近年來(lái),天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)在太陽(yáng)系以外的宇宙里還存在著數(shù)百個(gè)行星系,這可以說(shuō)是迄今為止最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。但是,太空中是否普遍存在真正的類地行星,以及我們賴以安身立命的這個(gè)世界是否源于太陽(yáng)系形成過(guò)程中一系列獨(dú)一無(wú)二的事件,仍然有待考證。
探尋太陽(yáng)系的過(guò)去和太陽(yáng)系在生命形成中有何作用是寫作本書(shū)的兩大目的。本書(shū)旨在向讀者介紹古往今來(lái)的科學(xué)家對(duì)太陽(yáng)系起源的解讀,以及太陽(yáng)系歷史上發(fā)生過(guò)的一系列重大事件。同時(shí),本書(shū)還探討了科學(xué)家是如何透過(guò)驚人的細(xì)節(jié)來(lái)觀察太陽(yáng)系的,他們?nèi)绾沃鸩竭原出它的形成過(guò)程和形成時(shí)間,以及在這一研究過(guò)程中用到了哪些工具。
為了考證太陽(yáng)系的起源,我們追溯到宇宙誕生之初,那時(shí),今日宇宙的許多成分都已形成。我們還通過(guò)關(guān)于恒星的蛛絲馬跡還原了太陽(yáng)系最初的圖景。本書(shū)介紹了太陽(yáng)星云(這種圍繞著初生太陽(yáng)的氣體和塵埃云,是太陽(yáng)系內(nèi)各行星的原始物質(zhì)),探討了太陽(yáng)系中各行星和其他成員的起源,并深刻闡釋了它們?nèi)绱隋漠惖脑颉?br />
科學(xué)發(fā)展日新月異,尤其是在過(guò)去20年間,各種新發(fā)現(xiàn)與突破層出不窮。誠(chéng)然,我們的知識(shí)還存在著缺口,今日流行的科學(xué)理念有朝一日也可能面臨淘汰。然而,科學(xué)仍舊是我們前進(jìn)路上的指明燈。一切新發(fā)現(xiàn)無(wú)一不是踩在前人的肩膀上取得的,它們是對(duì)前人成果的錦上添花,而非推翻重來(lái)。即便有驚天動(dòng)地的變革發(fā)生,它也離不開(kāi)前人打下的基礎(chǔ)。當(dāng)前,科學(xué)探索的步子越邁越大,到了我們審時(shí)度勢(shì)的時(shí)候了。在未來(lái),或許本書(shū)中的某些細(xì)節(jié)會(huì)有所變化,但我們?nèi)杂谐渥愕睦碛上嘈,即使時(shí)過(guò)境遷,本書(shū)的許多重要觀念都將顛撲不破。
本書(shū)主要面向已對(duì)科學(xué)具有初步了解的普通讀者,但讀者無(wú)須掌握太陽(yáng)系及其起源方面的專業(yè)知識(shí)。編寫過(guò)程中,我們已盡可能繞開(kāi)行話和專業(yè)術(shù)語(yǔ),一些較為生僻的詞語(yǔ)和概念也在書(shū)末的術(shù)語(yǔ)匯總中做了解釋,以方便讀者查詢。此外,我們謹(jǐn)記這樣一個(gè)道理,像這種書(shū)每增加一個(gè)方程式,都會(huì)嚇跑更多的讀者。
本書(shū)的調(diào)研和撰寫離不開(kāi)很多人的鼎力相助與配合。在此,特別感謝科內(nèi)爾亞歷山大(Conel Alexander)、埃里克阿斯普豪格(Erik Asphaug)、林賽錢伯斯(Lindsey Chambers)、邁克埃德蒙茲(Mike Edmunds)、戴維朱伊特(David Jewitt)、斯特拉卡夫卡(Stella Kafka)、李麥克唐納(Lee Macdonald)、西蒙米頓(Simon Mitton)、德里克沃德-湯普森(Derek Ward-Thompson)以及伊萬(wàn)威廉斯(Iwan Williams)為本書(shū)做出的寶貴貢獻(xiàn),也衷心感謝普林斯頓大學(xué)出版社的英格麗德格涅利奇(Ingrid Gnerlich)在本書(shū)出版過(guò)程中所給予的全力支持與耐心鼓舞。
作者:(英國(guó))約翰錢伯斯 (英國(guó))杰奎琳米頓
譯者:楊潔玲
約翰錢伯斯,英國(guó)曼徹斯特大學(xué)天文學(xué)博士,卡內(nèi)基科學(xué)研究所地磁學(xué)系行星科學(xué)家。2002年與南森開(kāi)布提出行星五理論。
杰奎琳米頓,作家,編輯,天文學(xué)媒體顧問(wèn),著有《揭秘泰坦星:環(huán)繞土星的神秘衛(wèi)星》。
序 言 / Ⅶ
第1章 我們從哪里來(lái)?。001
時(shí)光魅影。003
平淡無(wú)奇的太陽(yáng)系。005
第一次親密接觸。012
昔日重現(xiàn)。015
拼湊太陽(yáng)系的拼圖。018
第2章 太陽(yáng)系探索之旅。023
太陽(yáng)系有多大? /025
從眾神漫步到幾何模型。028
異軍突起的日心說(shuō)。031
秩序的建立 /033
引力定律。035
失蹤的行星 /037
小行星登場(chǎng)。040
天外飛石。043
不守規(guī)矩的天王星 /044
近年的發(fā)現(xiàn)。048
第3章 太陽(yáng)系演化假說(shuō) /051
達(dá)爾文的地球演化論。053
星云假說(shuō)初形成 /054
星云假說(shuō)陷囹圄。058
偶然碰撞說(shuō)。061
星云假說(shuō)卷土重來(lái)。065
第4章 時(shí)間之謎。067
讀懂宇宙的時(shí)鐘 /070
艱難曲折的前期探索。070
開(kāi)爾文的失敗。072
改變一切的放射性。074
關(guān)于宇宙年齡的猜想。077
放射性同位素計(jì)年法。078
隕石是制勝關(guān)鍵 /081
太陽(yáng)年齡之謎。084
宇宙年齡再談 /086
第5章 隕石的故事。089
隕石震撼登場(chǎng)。091
隕石的故鄉(xiāng)。092
鐵隕石和石隕石 /096
追根溯源 /099
月球隕石和火星隕石。101
珍稀的資源 /102
指路的隕石。103
第6章 宇宙中的化學(xué)元素。107
失蹤的43號(hào)元素 /109
豐富多彩的元素。111
宇宙混沌初開(kāi)時(shí) /113
恒星熔爐里的試煉。115
重元素的誕生。120
超新星。122
第7章 恒星的誕生。125
銀河之子。127
恒星的形成與演化 /131
太陽(yáng)系形成的條件 /136
關(guān)鍵的元素。139
第8章 行星的搖籃 /141
塵埃盤的啟示。143
尋找真正的原行星盤。146
揭秘太陽(yáng)星云。148
星際間的塵埃凝聚。151
氣體的作用。153
星子的形成。154
原行星盤的消亡 /156
第9章 分道揚(yáng)鑣的類地行星。159
熟悉又陌生的金星。161
看不見(jiàn)的星子。162
行星胚胎接管 /165
4個(gè)幸存天體。168
地球的構(gòu)造。169
與太陽(yáng)最近的水星 /173
走上陌路的金星。177
移居火星?。179
第10章 月球的由來(lái) /187
今天的月球。189
月球的成分。191
月球的軌道。193
分裂說(shuō) /194
俘獲說(shuō)。196
同源說(shuō) /197
大碰撞說(shuō)。198
邂逅忒伊亞。199
地球、月球和潮汐力。201
晚期重轟擊期 /203
第11章 生命的搖籃 地球。207
冥古宙時(shí)的地球。209
生命之樹(shù) /214
組成生命的基本材料。216
氧氣的形成。218
宜人的氣候 /221
雪球地球。224
地球未來(lái)的生存環(huán)境。225
第12章 氣態(tài)行星和冰凍行星 /227
太陽(yáng)系的巨行星。229
核吸積塑造巨行星。234
盤不穩(wěn)定性模型。238
自轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)軸傾斜 /239
擁有眾多衛(wèi)星的巨行星。241
規(guī)則衛(wèi)星的形成。242
不規(guī)則衛(wèi)星的形成。244
行星環(huán) /245
第13章 解密小行星帶。249
今日的小行星帶 /251
碰撞粉碎說(shuō)。252
引力清空說(shuō)。255
小行星族。257
地幔消失之謎。259
小行星的真實(shí)面目。261
第14章 太陽(yáng)系的盡頭。269
彗星的身世之謎 /271
半人馬型小行星。274
探索海王星軌道以外 /276
柯伊伯帶。277
塞德娜 /280
海外天體的本質(zhì)。282
類冥天體去哪兒了。285
尼斯模型。288
第15章 關(guān)于未來(lái)的預(yù)測(cè)。291
從一個(gè)堅(jiān)果殼開(kāi)始 /294
未解之謎。296
從太陽(yáng)系尋找答案 /298
系外行星。301
太陽(yáng)系何去何從。303
新版后記。307
術(shù)語(yǔ)匯總。321
參考文獻(xiàn)和延伸閱讀 /337