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产品特色

编辑推荐

　　

　　2015年7月14日，十多年的立项准备，九年多的长途飞行，50亿公里的漫漫旅程，新视野探测器拜访了冥王星，迄今为止，这是人类最伟大的征途。回望地球，地球只是一个微不足道的蓝点，我们就生活在这个蓝点上。在这里，所有的老人和孩子，所有的凡夫和伟人，所有的战争与和平，所有的民主和独裁都在这个蓝点上。这如同一粒尘埃的蓝点上发生的一切，我们称之为苍穹之下。而那浩瀚的星空中，还有无数个这样的世界，它们连同多炽热的恒星一起被我们称为苍穹之上。
　　仰望星空，关注苍穹之上才能引领人类的文明，《苍穹之上》系列图书并非科学时代对人文精神的感叹，它是全波天文时代人类对宇宙的新认识。这充满趣味的科普，它的主旨就是要引领着科学时代的少年飞入未来的星空。
　　
　　海报：
　　

内容简介

　　万有引力定律是主持宇宙最重要的物理定律，在这个定律的主导下，除了常见的圆周运动之外，宇宙间的行星和恒星会发生各种各样奇怪的行为，那里发生的事情似乎是我们现实世界的翻版。它们都遵守万有引力定律的规则，组成各种各样的关系。
　　在引力主导的世界中，会发生各种各样奇妙的事情，武仙座DI两颗恒星躺着环绕对方运行，船底座的热木星会在引力的主导下，迈着死亡螺旋舞步投入到恒星的怀抱，它被吞噬了。要说吞噬其他天体这种事情，最典型的就是黑洞。
　　超新星爆发是宇宙的烟火表演，虽然难以及时看到，但宇宙中到处都有它们留下的痕迹。恒星的死亡会留下一个美丽的星云，恒星的诞生也会产生美丽的星云，一大团气体凝聚在一起，就会形成恒星，但是，如果周围有已经诞生的大恒星，就会遇到麻烦，大恒星发出的光芒像狂风那样扫过来，气体就无法凝聚，于是我们就看到了宇宙毛毛虫这种奇特的外形，它是一个流产的恒星。
　　引力主导的宇宙是有序的，也是残酷的，但在这残酷之中，展示给我们形形色色的多彩天体。

目录

01 热情的卫星／／001
02 会交换轨道的姊妹卫星／／006
03 头对着头在轨道上打滚的双星／／012
04 想要亲吻对方的恒星／／018
05 一颗金刚石行星的怨恨／／024
06 谁给木卫二的屁股上涂脂抹粉／／034
07 将要袭击地球的恒星／／042
08 引力透镜的奇幻世界／／048
09 双脉冲星的前世今生／／062
10 热木星的死亡螺旋舞步／／072
11 行星眼里的家庭暴力／／078
12 一家四口的恒星家庭／／086
13 恒星柱一的光影魔术表演／／092
14 带珍珠项链的超新星／／098
15 寄生怪胎／／106
16 回力棒星云——宇宙中最冷的地方／／114
17 宇宙花园洒水车／／120
18 炸不死的海山二星／／128
19 微型超新星的爆发／／134
20 宇宙毛毛虫／／140
21 鸡蛋外型的行星——妊神星／／146
22 宇宙谋杀案的蛛丝马迹／／152
23 贫金属恒星——恒星家族中的穷人／／158
24 黑洞边缘的婚礼悄悄举行／／164
25 黑洞喷射铁／／170
26 小星系中的大黑洞／／176

精彩书摘

　　一颗金刚石行星的怨恨
　　超新星把金刚石送往地球
　　在远古的时代，人们对一年四季星空的变化怀着一种深深的敬意，星星是他们崇拜的目标，他们把宝石的闪亮和星星的闪亮结合在一起，说星星像宝石。文明的都市里，星空已经看不到，银河更是像传说那样无影无踪，但是，人们依然记得儿时的歌谣：“天上的星，亮晶晶，数来数去数不清。”并把钻石这个概念赋予星星，说他们就像是钻石那样在闪亮。
　　不管是古代还是现代，人们都把星星的闪亮与钻石联系在一起，这种说法是有问题的。每一颗可以看到的星星都是巨大无比的恒星，在距离地球十分遥远的宇宙里，而钻石却十分小，只是一个小小的颗粒。
　　更大的问题是，钻石在自然界并不存在，它是经过琢磨的金刚石，地球上的金刚石是十分稀少的。金刚石看上去很普通，但是，金刚石经过精心的切割、打磨，就会产生多个晶面，散发璀璨的光芒。这才是钻石，钻石与金刚石的关系就像是木头和家具那样，需要经过二次加工，金刚石才能称为钻石。自然界中的金刚石都很小，这也注定钻石很小。最大的钻石，也就是经过琢磨的钻石重量也仅仅有600克拉，相当于120多克。
　　那么有没有像天体那样大的金刚石呢？有，我就是这样一颗巨大无比的天体，整个身体就是一块巨大无比的金刚石，在遥远的太空注视着地球。
　　这似乎不可思议，在寒冷的太空中怎么会有金刚石呢？怎么会有形成金刚石的条件呢？要知道，金刚石在地球内部需要经过极高的高温才能形成，不仅如此，还需要极高的压力，也只有在地球的内部，才能产生极高的压力。金刚石是在远古的地球内部形成的，地壳的变化，让它们渐渐上升到地表面，重新分布在一些地方，或者在河流中，或者在土地里，当然更多的在矿坑里面。现在，人们在高温高压的环境下，也可以人工制造出来金刚石。
　　金刚石是在地球内部自己形成的，这只是一种传统的说法，要说金刚石是在太空形成的似乎更合适，恒星内部不仅有高温的条件，还有高压的条件，而且，温度和压力特别大，大到恒星本身无法支持住的时候，于是一个天体就解体了，产生了超新星爆发，超新星爆发把金刚石喷射出去，随着尘埃和碎块一同飞翔，来到地球上。
　　在一些来自太空的陨石中，人们发现了金刚石，那是星体碰撞后留下的残骸，它们的体积极小。所以，与其说地球内部形成了金刚石，还不如说是遥远时代的超新星爆发把金刚石送到了地球上，在恒星的演化过程中，金刚石很容易生成。
　　烈火修炼的漫长岁月
　　我是一颗金刚石星体，虽然光彩夺目，组成成分却是碳元素，碳就是煤炭，可以燃烧，可以带来光明和热量的物质。碳这种元素，组成的形式是多种多样的，不仅铅笔芯是碳，就连飞机的外壳也是碳，叫做碳纤维。碳更能以多种元素组合，构成复杂的物质。
　　生命是由碳、氢、氧三种化学元素构成的，不管是小麦，还是苹果，不管是植物，还是动物，甚至是人类，主要成分都是碳氢氧三种元素。但是，不管是什么生命，如果把它们投入熔炉中去焚烧，都是只剩下一堆灰烬，这堆灰烬就是碳元素。
　　从本质上来说，地球上不该有碳元素，碳元素来自于太空，是太空中恒星的演化，产生了碳元素，后来又经过超新星爆发，把碳元素送来了地球。宇宙中的碳元素是在恒星的大熔炉中煅烧而成的。经过烈火的修炼，才产生了我——一颗金刚石星体。
　　在宇宙刚刚诞生的时候，还没有恒星，当然也没有我，也没有地球人类。那时候的宇宙，只有氢元素，到处弥漫着氢元素组成的气体。当氢元素凝聚成一团的时候，就会越聚越多，越聚越大，成为一大团气体，气体的温度越来越高，就会燃烧起来，发出烈火一样的光芒。这就是一颗恒星，跟太阳一样光芒四射。
　　我就是那个时候诞生的，跟宇宙中所有的恒星一样，发出耀眼的光芒，我们燃烧的是氢元素。但是，好日子并不会长久，总有一天，氢元素会燃烧完，不再有能量，对于太阳那样的恒星来说，这个过程能支持五十亿年。五十亿年之后还燃烧什么呢？不要着急，宇宙早就做好了安排，氢燃烧过后会变成氦元素，氦元素照样也能燃烧，它需要更高的温度才能点燃，燃烧产生的温度也会更高，将会到达一亿度，而氢燃烧只能达到一千万度。依靠氦元素的燃烧，我还能支持十几亿年。
　　那时候，我是宇宙中第一代恒星，比太阳诞生得早，那时候的太阳还是一团没有成型的气体，而我却在向宇宙发射出巨大的热量，对此，我感到骄傲和自豪。我曾经这样问自己，我这样无休无止地燃烧，究竟是为了什么？很遗憾，我找不到答案。
　　随着时间的慢慢流逝，我明白了，我这样燃烧的目的是制造出碳元素。氦燃烧的过程就是制造碳元素的过程。这个过程也就是制造出金刚石的过程，但我并不是简单和缓地变成一颗金刚石的星体，这个过程是很复杂的，也存在着很多不确定性。
　　对于我来说，我没有那么大的个头，我的演化之路到此也就该结束了，这个结束伴随着一个激烈的过程。那就是，我要经过一轮生死的考验，发生一次超新星爆发。当超新星的光芒褪尽，我就成为一颗温度更高密度更大的白矮星。
　　这就是我的今天，一颗白矮星，在高压的环境下，碳元素已经结晶，变成了一块巨大的金刚石，从内到外坚硬无比，这是恒星大熔炉的产物，在这里，演化的结果还会存在一些氧元素和氦元素，它们的数量很少，作为稀薄的大气层环绕着我，于是，我是颗名副其实的金刚石星球。
　　这个时候，我也是骄傲的，但是，当我看到我的兄弟的时候，我的骄傲就荡然无存。
　　兄弟老年相见
　　当我从一大堆星际尘埃中形成的时候，并不是一个人独自出生，和我一起出生的还有我的兄弟，可以说，我们是一对双胞胎，是一对双星，这种情况在宇宙中很多，宇宙中的很多恒星都是双星。
　　我和我的兄弟一同形成，也一同慢慢长大、变老。但是，因为起初个头不一样，也就注定我们会沿着不同的方向演化。因为在形成的时候，我的兄弟他从早期宇宙中吸收到的氢元素较多，比十个太阳还要多，这么多的物质也就注定他燃烧的温度更高，提前把氢元素燃烧完了，于是他在我之前进入到氦元素燃烧过程，而后又进入到碳燃烧过程，碳烧完后，还会进入更高一级的燃烧，总之，燃烧产生的化学元素越来越重，但是，它却不可能无限制地一步一步走下去，因为它的压力在增长。直到有一天，它的压力把电子压进原子核的内部，全部成为了中子。这时候就没有化学元素的区别了，于是它也经过一次激烈的超新星爆发，变成了一颗中子星。
　　命运就是这么捉弄人，我们一起出生，我变成了白矮星，可是我的兄弟却变成了中子星，这也依然要归结于当初的安排，他就像是得到了足够的奶水，长成了大个子，而我营养不良，匆匆走到白矮星就结束了发育。
　　老年的我们相互比较一下，就会发现很多不同，最大的不同点表现在密度上，我是一颗白矮星，密度异乎寻常得高，每立方厘米，也就是手指头那么大一点，质量就达到几十吨，需要很大的起重机才能吊起来。这么高的密度很惊人了吧，但是，在我兄弟中子星面前，这是小巫见大巫，中子星的一立方厘米可以达到一亿吨。半径十公里的中子星就可以与太阳相提并论了。
　　种种特性显示，他并不是一颗普通的中子星，他是一颗能够发出电磁辐射的中子星，也就是说他是一颗脉冲星。就像是大海中的灯塔那样，不停地向周围扫射出电磁波。
　　密度不同并不是我感到不满的地方，他能发出电磁波也不是我不满的原因，毕竟我们是兄弟，我应该为兄长的这些成就感到骄傲，但是，他不该持强凌弱，欺负我。让我不满的原因是我们的关系发生了改变。说起来，真是家门不幸，这是巨大的耻辱。我们本来是兄弟，最终，我们却成为了父子。
　　兄弟变成了父子
　　当初我们一同诞生的时候，虽然有着质量上的差异，但我们还是像亲兄弟那样，手拉着手，就像在跳交谊舞，双方之间保持着一定的距离，在彼此绕转。这种绕转表明，我们的地位是平等的。但是，后来，情况发生了改变，而且是一场大改变，我变得开始围绕着他转了，他一举成为主角，我成为了配角。
　　这一切还得从我们的个头不一样说起，当我成为超新星爆发的时候，释放出来巨量的物质，这些物质成为一个外壳，释放到周围的宇宙空间，俗话说，肥水不流外人田，这些爆发出去的外壳物质，最终全部被脉冲星吸收了，我的物质日复一日地流向脉冲星。说起原因，还是因为它的个头大，引力也大，似乎当初的大小不均已经注定了今天的结果。
　　跟爆发前的我相比，我的质量损失得太多了，只留下中心一个小小的核心，这就是我，一颗白矮星。但是，我的兄弟，却因为从我这里吸收了大量的物质，变得更加强大了。这种变化导致我们的引力关系也发生了大改变，我不能再与他称兄道弟了，我们的关系必须要做一次彻底的改变，于是，我们不再相互绕转，我开始从固有的轨道走开，进入到环绕他运行的轨道，我开始成为了他的行星。
　　悲哀啊，这就是我们的命运，这就是我们的结局，强者越强，弱者越弱，我因为个子小被他欺负，最后完全成为了配角，成为了他的一颗行星，一对兄弟却变成了父子。
　　超级金刚石很愤慨
　　让我不满的并不仅仅是兄弟变成了父子，还有随之而来的一系列问题。
　　我在围绕着脉冲星运转，他是我的主人，作为主人，他有自己的名字，他的名字叫做PSRJ1719-1438，虽然这个名字并不好听，但也让我无比羡慕，因为我至今还没有自己的名字，而只是拥有一个从属于他的名字，叫做PSRJ1719-1438B，我只是从属于他，人们只是习惯地称我为一颗金刚石行星。
　　现在已经发现了一些金刚石恒星，恒星比我的辈份高，它们也没有自己的名字，似乎我不该有什么奢望，但是，这却是一个不能忽视的问题。可以预言，具有我们这种金刚石特性的星球很多，现在其他的金刚石行星也会出现在天文学家的视野里，巨蟹座55e，还有绕脉冲星PSRB1257＋12公转的行星都是碳元素行星，它们很可能也是金刚石行星，只是还没有被确认，等到确认的时候，我们就成为了一个大家族，那时候我还是没有名字吗？
　　我们碳行星之所以会形成，更多的原因在于水土吧，我和这个所谓的父亲一同形成的时候，我们这里是缺氧的，太阳系就形成于富含硅-氧化合物的地方，但我们这里却富含碳元素，这导致了今天的结局。也许我该怨恨我出生的这个地方。
　　作为我的兄弟，他处处炫耀自己，从来没有顾及我的感受，更加让我生气的就是他的自转，PSRJ1719-1438是一颗脉冲星，在高速度地自转，把他的光芒和电磁波扫向宇宙，向宇宙炫耀他的存在，似乎他是真正的成功者。
　　当他的电磁波扫过我的时候，我的身体上就会激发出光信号和电信号，也正是因为这个原因，科学家才发现了我，而且还据此得出结论，知道我每隔二小时十分钟围绕他运转一圈，我们之间的距离是六十万公里。
　　他的自转是那么高速，每分种可以自转一万圈，一般天体，以这么快的速度自转都会把自身的物质甩出去，而变得支离破碎，我在心底诅咒他快一点崩溃吧。但这是不可能的，他的密度比我还高，因为他的本质是一颗中子星。这也注定他有巨大的引力，让他在高速度自转的时候不会崩溃。
　　我的怨恨不仅来自我的主人，还来自地球，当我出现在地球人面前的时候，有贪婪者宣布，我属于他所有，我成为了他的个人财产，他骄傲地向地球人宣布，它拥有最大的钻石，而且还要售卖。
　　这真是荒唐透顶的事情，我在遥远的巨蛇座，距离地球有4000光年那么远，你怎么运回地球？我的体积并不大，但论直径来说，也能赶上五倍地球，在行星家族中也是庞然大物了，更何况，我的密度也大得很，比太阳系的木星还要重得多，谁能带得走？
　　另一个事实我也必须要告诉他们，在我的表面上，存在着金刚石，但是也存在着很多硅酸盐和石墨等物质，我并不是一颗纯洁的金刚石。
　　对于这些具有贪婪之心的人，我还要告诉他，不仅宇宙中有金刚石天体，就是黄金星体也会有，你能带得走吗？
　　……

前言/序言

　　在人类的世界中，强者欺负弱者的行为被人不齿，但是，在宇宙天体的世界内，强者欺负弱者是基本的规律。主导天体世界的是万有引力，不管是恒星还是行星，它们都遵守万有引力的规则，组成各种各样的关系。它们组成丰富多彩的天体家庭，在这个家庭内部，也会出现各种各样的关系。
　　在太阳系中，卫星环绕行星运转，如果看它们自转和公转的轨道周期是否一致，就会发现，有热情的卫星和不热情的卫星，甚至还有两情相悦，像恋人那样相互凝视对方的一对主仆。土卫十和土卫十一不仅大小差不多，还有着相同的公转周期，它们玩腻了一般的运行关系，它们会相互交换轨道，从而改变身份。
　　在恒星世界中，双星占很大数量，武仙座DI两颗恒星躺着环绕对方运行，在最靠近对方的时候，双方的引力都很大，会让彼此最接近的地方鼓起来一个大包，似乎是想要亲吻对方。在麒麟座V753这对双星中，只有一方鼓起来一个大包，想要亲吻对方。这个突起告诉我们，它的物质正在被同伴吸收，这样吞噬对方的事情本该是最悲惨的，却被演绎地如此浪漫。
　　两个双星大小不一致，它们的寿命就不一样，大的演化较快，就会较早地发生爆发，而个头较小的会晚一点发生爆发，这种不对称的演化过程会出现很多奇特的事情，本来是一对兄弟的恒星后面会发生辈分的改变，其中的一颗不仅变成了行星，而且还变成了金刚石，地球上最稀有的石头居然在宇宙中以一个星球的样子出现。
　　在引力主导的世界中，会发生各种各样奇妙的事情，轨道周期共振会让木卫二的冰海断裂，导致一种特别的化妆术的出现，让木卫二的后面呈现红色。有些天体能够挣脱引力的控制，横冲直撞，于是地球也就有了危险，其实这也是引力在起作用。
　　引力最直接的表现是引力透镜，大天体质量庞大，会改变光的传播，让光线发生弯曲，它就相当于望远镜，让我们看到它背后的场景，那是宇宙最深处的景观。
　　能解释宇宙天体运行的不仅是万有引力，还有更高级的相对论，尽管不容易理解，但还是能够在太空天体的运动中体现出来，双脉冲星相互环绕的轨道越来越小，越来越近，最终会撞击到一起。船底座的热木星会在引力的主导下，迈着死亡螺旋舞步投入到恒星的怀抱，也就是被这颗恒星吞噬掉。还有奇特的双恒星共同的行星，目睹了家庭的暴力，看着其中的一颗，迈着螺旋舞步走向死亡。
　　行星围绕着两颗恒星运转并不稀奇，还有两颗行星围绕着两颗恒星运转的事情，一家四口的故事还比较稀奇。至于恒星柱一，可以肯定，它是两个天体，只是至今还无法揭穿它们光影魔术表演的秘密。但可以肯定，那也是引力在起作用。
　　恒星的天体世界最猛烈的变化是超新星爆发这种事情，它是恒星演化到末期的一种表现，一般都是红巨星变成密度极高的白矮星，当今天文学家看到最绚丽的场景是1987A的爆发，它出现了三个光环，其中的一个环相当于它的珍珠项链。
　　超新星爆发是宇宙的烟火表演，虽然难以及时看到，但宇宙中到处都有它们留下的痕迹，很多奇异的星云都跟超新星爆发有关，这一般是X结构的气体星云，也就是爆发产生出来的灰尘，这些气体尘埃可以扩散很远，把伴星包括在其中，伴星似乎是在它的肚子里。超新星爆发的灰尘渐渐消散，还能诞生回力棒星云这样宇宙中最寒冷的地方。超新星在有伴星的情况下，可以产生很多奇特的事情，宇宙花园洒水车展示的是一个特别的痕迹，这个系统中还有另一颗天体对这些残骸产生作用。
　　超新星的爆发有多种多样的形式，这跟恒星的质量有关，海山二星在爆发的时候，并没有导致整个星球的瓦解，它是周期性的爆发，一点一点地走向死亡。不仅如此，还有微型的超新星爆发，这让我们对这种行为有了更深刻的认识。
　　恒星的死亡会留下一个美丽的星云，但恒星的诞生也会产生美丽的星云，一大团气体凝聚在一起，就会形成恒星，但是，如果周围有已经诞生的大恒星，就会遇到麻烦，大恒星发出的光芒像狂风那样扫过来，气体就无法凝聚，于是我们就看到了宇宙毛毛虫这种奇特的外形，它是一个流产的恒星。不管是恒星还是行星，在形成的时候，如果没有足够的质量，那它就不能成为圆型，妊神星就是这样的产物。
　　几乎所有的恒星都是最初在宇宙大爆炸的尘埃中诞生的，那时候的气体包含有太多的氢和锂等轻元素。这些元素在演化的过程中会渐渐消逝，从而变成重元素，重元素是金属，于是，恒星家族就有穷人和富人的区分。如果一颗老年恒星包含了太多的锂元素，就可以判断，它吞噬了自己的穷伴侣。
　　要说吞噬其他天体这种事情，最典型的就是黑洞，这个名字就告诉我们，它是无恶不作的恶棍，不管什么天体，只要走到它的身边，都跑不掉，但这种认识正在发生改变，人马座黑洞吞噬G2气体云的罪恶没能得逞，气体云很可能躲过了被吞噬的厄运。至于说黑洞见什么都要吃掉，这也不准确，它也会向外界喷射电磁波，而且还会喷射铁。
　　至于说黑洞力大无穷，那也不对，遇到大质量星系的时候，它就倒霉了，M60-UCD1这个矮星系里居住着大黑洞，其实就是黑洞这个恶棍被大星系欺负的结果。
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