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宇宙-读书简记

2023年11月10日

已知有涯,而未知无涯;我们如同立于荒岛之上,被苍茫大海所困。每一代人的任务,都是填出一小块新的陆地。——T.H.赫胥黎,1887年

这样的100万亿个细胞组成了你——我们每个人都是一个群体。

去世前不久,他写道:“我不知道世人怎么看我;但我就像个在海边玩耍的儿童,为不时找到些漂亮卵石和贝壳而高兴不已,却对浩瀚的真理之海浑然不觉。”

所以地球的绕轨速度是109千米/3×107秒≈30千米/秒。

爱因斯坦把它们写成了狭义相对论:无论一个物体是静止还是运动,它发出的光(无论反射或主动发射)速度都恒定不变。

这种达到10米/秒的加速度,把人类束缚在地球表面的力,就是引力。我们将它的大小定义为1个g,g是地球重力gravity的缩写。

一个烤焦的苹果派,其主要成分是碳。将它对切90次,你就得到了一个碳原子。碳原子核内有6个质子、6个中子,核外有6个电子。如果我们从原子核内取走一大块——比如2个质子和2个中子——那它就从碳原子核变成了氦原子核。

中子,顾名思义,不带电荷,呈中性;质子带正电荷;电子带与之等量的负电荷。电子和质子不同电荷间的吸引力使基本粒子结合成原子。由于每个原子都呈电中性,原子核内的质子数量,一定和电子云的电子数量相同。

这些中子提供了相互吸引的核力,又没有电斥力,你可以把它想象成胶水,使得原子核成为一体。

为了平衡电斥力,核内物质必须紧紧贴在一起,这样才能让弱核力生效。这种情况只会在极高的情况下发生,此时粒子的移动速度非常高,以至于电斥力来不及发生作用——这需要几千万摄氏度的高温。自然界中,只有恒星内部才具备这样的高温高压条件。

所有这些不间断的剧烈活动都发生在太阳表面,那里只有约6000℃,而太阳的内部,也就是阳光的发源地,有足足4000万℃。

恒星与行星诞生于星际气体和尘埃云团的引力坍塌。

太阳核心的氢氦反应不只表现在可见光的光子亮度上,它还产生了更神秘、更鬼魅的中微子辐射。和光子一样,中微子没有质量,以光速传播。但中微子不是光子。它不算任何一种光。和质子、电子还有中子一样,中微子有它的固有角动量或者说自旋,光子则完全没有自旋。对中微子来说,物质是透明的。它可以毫不费力地穿过地球和太阳,只有很小一部分会遭到阻截。

届时,行星状星云包裹住的太阳核心又小又热,随着它在太空中不断冷却,最终会坍塌到地球闻所未闻的密度——每茶匙的质量超过一吨。从那时起的几十亿年间,太阳会和那些行星状星云的核心一样,逐渐变成一颗白矮星。当表面的高温也褪去后,太阳就演化到了它的最终阶段:死气沉沉的黑矮星。

新星的起源和超新星大不相同。新星只诞生在双星系统中,光源来自氢聚变;超新星是单星,由硅聚变供能。

地球生命几乎完全依赖阳光。植物吸收光子,把阳光转化成化学能。动物以植物为食。农业的本质不过是以植物作为介质系统性地收集阳光。可以说几乎所有地球生物都以太阳为能量来源。最后,物种演化的基础是被称为突变的遗传变化。通过基因突变和优胜劣汰,大自然不断诞生新的物种。这一过程有宇宙射线的参与——超新星爆发时接近光速喷出的高能粒子是突变的重要诱因。地球生命的演化,部分源于遥远星辰壮烈的死亡。

以最大的尺度来看,我们居住的宇宙遍布星系。星系的数量也许上千亿,它们都历经了各自的演化。

当某个物体以极高的速度接近时,光谱线会发生蓝移,高速远离时会发生红移。

地球上所有射电望远镜接收到的来自太阳系外的能量,还没有一片雪花落地产生的多。

智慧不仅仅包括了收集信息的能力,还有如何做出判断——分析和使用信息的方式。

地球所有图书馆藏书的文字和图画信息加起来,大概占了1016或1017比特。

美国生物学家罗杰·佩恩发现,两头鲸鱼能够利用深海频道,在世界的任何地方以20赫兹的频率进行交流。

200年前,长须鲸可以隔着1万千米对话,如今可能只剩几百千米。

鲸鱼和人类的DNA信息约50亿比特。


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