亲历宇宙史：21颗著名恒星为你讲述宇宙历史 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

仰望夜空，群星闪耀，每一束星光都携带着星星质量、温度与成分的信息，记录着星星诞生、演化与死亡的历程，并终汇聚成宇宙的历史。

从漫天星光中摘取21颗恒星和3个曾被误认为恒星的天体，从为我们指引方向的北极星，到在黑洞边缘“跳舞”的S2，从发现恒星的运动规律到测量恒星的距离，从解码恒星的成分到探索恒星发光的机制，从古人仰望星空留下的记录，到现代太空望远镜巡视宇宙捕捉的信号……

深度解读天文学史上的21颗恒星和3个特殊天体，讲述天文学历史上人类跨出的每一大步背后的故事，演绎星光跨越时空的浪漫传奇。护封特别绘制全天星图，指明本书中提及的重要天体在天空中的位置。

北京天文馆副研究馆员马劲翻译，北京天文馆研究员朱进倾情推荐！

让我们一同穿渡时空长河，重温人类破译星光密码的传奇之旅，亲历恢宏宇宙史！

前言

1 北极星

2 天鹅座61

3 毕宿五

4 开阳（和它的朋友们）

5 昴宿六和它的姐妹们

6 太阳

7 猎户座四边形及其他奇观

8 金牛座T

9 比邻星

10 飞马座51

11 大陵五

12 刍藁增二

13 天狼星（和它的小弟）

14 蛇夫座RS

15 参宿四

16 船底座η

17 蟹状星云脉冲星

18 天鹅座X-1

19 天鹰座η

20 似星非星①：半人马座ω

21 S2

22 似星非星②：仙女座星云

23 似星非星③：3C 273　

24 超新星1994D

章节注释

人名索引

致谢

【英】贾尔斯·斯帕罗

英国科普作家，毕业于伦敦大学学院天文学专业与帝国理工学院科学传播专业，著有20多部天文科普读物。

译者简介

马劲

北京天文馆副研究馆员、中级工艺美术师、《天文爱好者》编辑；资深天文摄影师、天文漫画科普品牌EasyNight联合创始人。著有《天文迷的星空大发现》《大宇宙》《哇，太空》，译著有《DK星空百科》等。

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INTRODUCTION

前言

— 闪 一 闪 亮 晶 晶 ……

如果你从封面没能看出来这是一本什么样的书，那么我现在就来告诉你，这是一本关于恒星的书。

天空中繁星密布。据说，在晴朗的夜晚，如果你远离城市的光污染，置身于四周没有遮挡的旷野，并且你的视力还不错，也许你能看到 4500 多颗恒星。而在罕见的理想情况下，天气非常晴朗，你所在的位置也非常黑暗，漫天星光会让你眼花缭乱，即使你很熟悉那些明亮的星座， 恐怕也会在星空下迷失方向，因为星星实在太多了。

用一个普通的双筒望远镜，你能看到的恒星数量将飙升至 10 万颗。而用一架小型天文望远镜可以看到超过250 万颗星星——这足够那些痴迷的观星者看上几辈子了。而这仅仅是宇宙的冰山一角。根据的估计，银河系（我们所在的巨大的恒星圆盘）中拥有约 4000 亿颗恒星，每年还有六七颗新的恒星诞生。你可以把 4000 亿这个数字取个平方，因为宇宙中至少还有这么多个星系， 这样你就能大概得到整个宇宙中恒星的数量了。

所有这些都表明，那些似乎只是为了让夜空更漂亮而闪烁的恒星，其实并不是用来装点天空的配角。事实上，我们人类正是享受到恒星的福祉才得以存在――它们几乎是宇宙中能产生光和热的天体，是它们温暖了我们赖以为生的行星，让我们得以在严酷的宇宙环境中生存下来。另外，要不是恒星诞生过程中的引力驱动， 这些小小的行星根本不会诞生。来自太空的光和热，加上行星内部的地质能量，是我们所知的为生命这一复杂的生物化学反应提供动力的仅有的途径。

我们与恒星的密切关系远不止于此，正如美国天文学家和科普作家卡尔·萨根（Carl Sagan）所说，“我们都是由星尘组成的。”你眼前这本书就是如此，组成它的原子可能早诞生于某个恒星，并且经历了几次宏大的宇宙循环，而你呼吸的空气、你坐的椅子，还有你身体里的每一个分子也都是如此（除了一些氢原子，它们可能直接来源于宇宙大爆炸）。

换句话说，恒星就是一切。哪个傻瓜敢说用仅仅 21 颗恒星就能讲清楚 160 000 000 000 000 000 000 000（没错，一共 22 个零）颗恒星的历史呢？但幸运的是，这是可能的，原因有以下几点。

首先，恒星服从物理定律，就像你一松手，这本书就会砸到你的脚上一样。尽管每一颗恒星都是独一无二的，但它们在诞生与消亡的周期中都会经历相似的阶段， 它们发光的基本原理都一样，并且能够被归为不同的类别。这意味着在一颗恒星身上发生的事情，或多或少也会发生在其他数十亿颗恒星上。

其次，前几代天文学家花了好几个世纪才把恒星演化的故事片段拼凑起来，但自从我成为一个天文学毕业生的时代以来，这个节奏显著加快了。架设在太空中的空间天文台和计算机控制的巨型望远镜引发了天文学的革命——从 20 世纪 90 年代开始，我们已经能够绘制宇宙大爆炸的余波，理解恒星诞生和消亡背后的过程，发现了数千颗系外行星，还找到了一种全新的方法——利用引力而不是光——来观测遥远的宇宙①。所以，我非常感激，这本书能够建立在这些知识、理论和有依据的推测基础之上。

对了，还有第三，我作了个小弊。在本书介绍的 21 颗恒星之外，我还加入了 3 个“似星非星”的其他天体， 它们在历史上都曾经被误认为是一颗恒星。它们将帮助我拓展本书的广度，在一个尽可能宽广的画布上描述宇宙的现在、过去和未来。

接下来我们将要介绍的恒星是因多种原因被挑选出来的。比如，天鹅座 61 和天狼B，在天文学史上扮演了特殊的角色，天文学家通过对它们的观测和研究来探索我们地球在宇宙中的位置；又如毕宿五和天鹰座η，是相应类型恒星的绝佳代表，我们可以从它们拓展到它们所属的大家族，来更好地讲述这个庞大的故事。多数情况下，入选本书的恒星代表兼具这两个特征。

我尽量保证所选的恒星都是比较容易观察到的。其中大部分只需一个晴天、一个暗夜，或许加上一个手机

App来帮你指向（或使用本书中的星图）就可以找到了。有几颗恒星还需要一个双筒望远镜或小型天文望远镜才能看到。只有个别天体过于暗淡，是为高级天文爱好者或天文学家准备的。

天文学是古老的科学，也是吸引人的科学，原因很简单：星光洒向地球所有的角落，任何人都可以仰望星空。今晚你就可以到户外去体验一下，让来自遥远恒星的光映在你的视网膜上，激发视神经的火花，并以此结束它上千年的旅行。和浩瀚无垠的宇宙相比，人类实在微不足道，这既令人生畏，又激发人们不断发问并获取新知。在这个人际关系日渐疏远的年代，仰望星空能够带来一丝慰藉――看着同一颗星星，我们便能找到某些东西，将或近或远的人联结起来。所以，如果可以的话，一定要走出去，看看你自己能找到这 21 颗恒星（和 3 个似星非星的天体）中的多少颗吧。

贾尔斯•斯帕罗

2020 年 5 月

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22

然而，北极星还有最后一个未解之谜。自古以来，

天文学家对它的观测如此久远而细致，甚至可以追溯到

托勒密本人的观测数据，因此我们可以在一个很长的时

间尺度上持续追踪它的变化。结果表明，北极星的平均

亮度在过去几千年中显著增加了2。5倍，相当于变亮了

1个星等。同时，更加精确和更新的观测数据显示，随

着北极星亮度的增加，它的脉动变得越来越弱，20世纪90年代甚至几乎停止脉动，不过后来又恢复了。

这种变化是非常不同寻常的，除了有规律的脉动，恒星不应该在天文学意义上这么短的时间内发生这种巨大的亮度变化。假设这种变化是真实的，那么我们可能是偶然捕捉到了北极星演化历程中的关键节点，其内部的能量产生过程发生了变化，导致恒星整体的能量输出发生改变。在后面的章节中，我们会讲到著名的脉动变星刍藁增二，那时我们会更深入地讨论恒星演化中的关键时刻。

在莎士比亚的戏剧中，尤利乌斯·凯撒有这样一句台词：“我像北极星一样坚定，它坚如磐石，在天宇中孤独无伴。”但在这两个特征方面，他似乎都说错了，北极星既不坚定，也不孤独。

我们与恒星的密切关系远不止于此，正如美国天文学家和科普作家卡尔•萨根（Carl Sagan）所说，“我们都是由星尘组成的。”你眼前这本书就是如此，组成它的原子可能最早诞生于某个恒星，并且经历了几次宏大的宇宙循环，而你呼吸的空气、你坐的椅子，还有你身体里的每一个分子也都是如此（除了一些氢原子，它们可能直接来源于宇宙大爆炸）。P2

根据最新测量结果（使用视差法测量，下一章将要介绍），北极星与地球的距离为 447 光年。当你望向北极星时，今天抵达你视网膜的光子在伊丽莎白一世在位期间（明朝万历年间）就已经从北极星出发了。P21

你可能已经从数字上猜到，天鹅座61位于一个星星很多的星座中，那就是天鹅座。这是一个在夜空中大而明显的星座，代表一只脖子长长的大鸟，在银河中向南飞翔。星座北边有一颗亮星――天津四，代表天鹅的尾羽；而南边是一对橙色和蓝色的漂亮双星――辇道增七，代表天鹅的喙。P25

毕宿五是夜空中最明亮的恒星之一，而且位于一个很容易辨认的图案―― 金牛座中，不过真正让它脱颖而出的是它橙红色的光芒。它就像一盏燃烧的明灯嵌在V字形的毕星团中，象征着金牛愤怒的眼睛。P38

理解色散的成因很容易，但弄清光为何呈现不同颜色却花了一个半世纪。其间，很多人围绕着光的本质争辩不休，牛顿及其支持者认为光是一种像子弹一样的微粒，而另一群人则认为光是一种在空间中振荡的波。辩论一直持续到 1821 年，法国的土木工程师让•奥古斯丁•菲涅尔（Jean-Augustin Fresnel）提出了他最出色的作品―― 完整的波动光学理论。P42

编辑推荐

恒星的历史就是一部浓缩的宇宙史，人类解读恒星的过程亦是一部天文学发展史。每一束星光都是恒星在宇宙历史上写下的忠实一笔，从或近或远的过去穿渡而来，让今天的我们得以回溯时光，描绘宇宙历史的蓝图。

一个晴天、一个暗夜、一本书，24个天体，让我们一起亲历宇宙史。

书摘插图

媒体评论

在晴朗、黑暗的夜晚抬头仰望，你会看到成千上万颗星星，虽然它们只是宇宙的一部分，但却是我们在夜空中能看到的几乎所有东西。这些看起来都差不多的恒星，恰恰就是人类解开宇宙奥秘的钥匙。

本书的构思十分精彩，它遴选了21颗恒星和3个曾经被认为是恒星的天体，讲述了发生在它们身上的精彩故事，由此串起了一部宏伟的宇宙史同时也是人类对宇宙的探索史。更难得的是，这些恒星（和天体）大部分用肉眼就可以直接看到，个别天体用望远镜也能看到。于是，读过本书之后，再看这些熟悉的恒星时，它们就不一样了，它们承载起了人与宇宙沟通的桥梁，令我们心怀感恩。如果你也想拥有这样的体验，就来读这本书吧！

——北京天文馆研究员 朱进

书籍介绍

仰望夜空，群星闪耀，恒星的历史就是一部浓缩的宇宙史。每一束星光中，都携带着星星质量、温度与成分的信息，记录着星星诞生、演化与死亡的历程，最终汇聚成宇宙的历史。

本书从漫天繁星中摘取宇宙史上最重要的21颗恒星和3个曾被误认为恒星的天体，带你穿渡时空长河，重温人类破译星光密码的传奇之旅，亲历恢宏宇宙史。