大爆炸证明了神的存在吗？

我们的宇宙消失了大半？

你该如何在黑洞中生存？

UFO事件是真的吗？

火星人炸了我的狗？

天文学家为什么会谋杀他的宠物麋鹿？

……

在宇宙中，我们遇到了太多难以置信的东西，也面临了最大的谜团。

你想看的，这本书里都有！

充满激情的科学教育家蒂姆·詹姆斯继《元素周期表何以解释一切》和《量子和粒子物理学何以解释一切》之后，为我们带来了这部“科学三部曲”的收官之作！

现在，让我们把目光由微观转到宇宙，这个人类能研究的最大、最古老、最热、最冷、最奇怪的东西——一切的起点，一切的终点。

[英] 蒂姆· 詹姆斯 Tim James

高中教师，YouTube博主、博客博主以及Instagram博主，英国流行科学作家。他教授化学和物理，每年为物理研究所做讲座，也曾作为科学专家出现在BBC电台。

蒂姆是被尼日利亚的传教士抚养长大的。取得化学硕士学位后，他专攻量子力学。毕业后他直接进入课堂，把科学教给每一个愿意听的人。国内出版作品：《元素周期表何以解释一切》《量子和粒子物理学何以解释一切》《宇宙已知和未知的一切》。

第一章　很大，很老，很怪

天文的边界

无论哪位作家想要描述宇宙的大小，都会面临困境，因为其所涉及的数字非常极端，以至于有些人认为根本没有尝试的必要。但关于宇宙的书籍，有哪本会连试都不试一下的呢？

我们需要先了解空间物理所涉及的数字。在谈到“很多”的时候，我们会随意抛出“百万”“十亿”这样的词，但这些数字差别很大。举例来说，1百万秒相当于11天半，十亿秒相当于31年（如果你还感到好奇，那么1万亿(1)秒相当于32个千纪）。当我们竭力思考将要发生什么的时候，请记住这个比较。

我们还需要了解一个事实：地球到太阳的距离是1.5亿公里（9300万英里）。假设你决定乘坐世界上最快的载人飞机SR-71黑鸟式侦察机（Lockheed SR-71 Blackbird）从地球飞往太阳，它的速度可以达到约每秒1公里（0.6英里），以这个速度从伦敦到旧金山只需要2.5个小时。

现在想象一下，你在11岁生日那天乘坐SR-71黑鸟式侦察机向太阳出发。你匀速行驶，一秒也不减速，在抵达目的地的时候，你已经中学毕业了。而这仅仅是单程。

地球绕太阳转的速度是SR-71黑鸟式侦察机的30倍。所以，如果想要有直观的感受，你可以回忆一下昨天的此刻你在做什么。不管你在做什么，你当时的位置和现在的位置相差250万公里（160万英里）。你正在以比子弹快50倍的速度飞行，每秒钟的路程相当于攀登三次珠穆朗玛峰。但即便地球的速度如此惊人，环绕太阳一圈也要花整整一年时间。

太阳可不是简单的火球，它能容纳100万个地球，这就像是在孕妇用的健身球里装满米粒，每一粒米都代表一个地球。太阳的质量如此大，能够吸引一定距离内的行星，最远可以到45亿公里（28亿英里）外的海王星。SR-71黑鸟式侦察机走完这段距离需要142年。

继续往外，我们就到了太阳系最大、最边缘的结构：奥尔特云（Oort cloud）。这是一个环绕太阳的、由冰和岩石组成的泡泡，半径为15万亿公里（9.3万亿英里）。从地球到奥尔特云，一束光需要经历一年半时间，SR-71黑鸟式侦察机则需要耗费47.5万年——比人类存在的时间还久。

离我们第二近的恒星是南门二恒星系（Alpha Centauri）——一个由比邻星（Proxima Centauri）、半人马座α星A（Alpha Centauri A）和半人马座α星B（Alpha Centauri B）构成的三合星系统，它到地球的距离是奥尔特云到地球距离的两倍。从地球到南门二，光需要4年时间，SR-71黑鸟式侦察机则需要120万年。

再往外，我们就到了其他的“太阳系”，比如名字很好听的沃尔夫359（Wolf 359）和名字不那么好听的拉兰德21185（Lalande 21185）。从地球到这两颗恒星，光需要8年，SR-71黑鸟式侦察机则需要240万年。距离还可以继续增加。

恒星簇集成碟状云。在没有光污染的乡村，当我们仰望夜空的时候，可以看到碟状云的边缘，就像一条光带从地平线的一端延伸到另一端——仿佛是星尘做的飞机云。

希腊人相信，这条发光的带状物是从女神赫拉乳房中喷溅而出的乳汁（milk），用于哺乳被遗弃在凡间的婴儿赫拉克勒斯(2)。这也是“galaxy”（银河系）一词的来源，希腊语中的“galaxias”就是“牛奶”的意思。这个故事也催生了银河系的另一个名称：the Milky Way。

银河系的大小一直是科学史上最大的谜，但2019年3月，美国航空航天局（NASA）的哈勃空间望远镜和欧洲航天局（ESA）的盖亚卫星“合作”，通过测量光密度，谨慎地计算出银河系的质量是太阳系的1.5万亿倍，其中包含大约2000亿颗恒星。这个数字相当于一朵云中水滴的数量。这太酷了！从字面意义上讲，我们真的生活在星云之中。

从这朵“云”的一边到另一边距离是100千万亿公里（6亿2000万亿英里），光穿行其间需要10.6万年。我们的太阳系绕着银河系的中心在轨道上运行，大约1.12亿年后到达轨道的另一边。这个数字对我们而言毫无意义，人类的历史甚至都没有达到过。

离我们最近的星云是仙女座星系（Andromeda galaxy），距离23百万兆公里（14百万兆英里），我们无法客观地看待这个数字。最接近的做法可能是这样的：我们想一想自己的银河系（SR-71黑鸟式侦察机要走300万年），仙女座星系到我们的距离是银河系大小的23000倍，其中包含1万亿颗恒星。我们所知的宇宙中至少有1000亿个星系，以上只是其中两个。

如果你在夜空中举起一粒沙子，它覆盖的区域至少包含10000个星系，每个星系都有数十亿颗恒星。至于有多少颗行星，只有雷神索尔(3)才知道。宇宙之大，超越巨大，超越庞大，超越博大，超越广大，超越宏大，超越浩大。我们只能用一个词来形容：“天文”。