自从人类诞生以来，我们一直怀着敬畏之心凝视着夜空，观赏它、研究它、探索它。但是，当我们用眼睛去看那美妙无比的星空时，我们见到的不过是宇宙的沧海一粟。事实是——宇宙的99％都是我们看不见的！从黑洞到超新星，在人眼不可见之处，宇宙还为我们隐藏了哪些奥秘和惊喜？看不见的宇宙与我们自以为熟悉的家园有何联系？马修·博思韦尔博士将带我们踏上一段穿越全光谱的旅程，探索我们可见的1％宇宙之外的无尽奥秘，而那些我们看不见的部分，可能更重要。

马修·博思韦尔（Matthew Bothwell），剑桥大学公共天文学博士，天文科普作家，长期从事天文学各分支领域的授课和讲座，目前在剑桥大学天文学院负责天文交流项目。不做外展时，他从事天文观测工作，使用一系列世界最先进的观测设备研究星系在宇宙历史中的演化。

第一章 光是什么？
光的工作原理
光速
光色
不可见光
光谱的量级
光究竟是什么？
不可不知的大数字问题
第二章 隐匿的红外线宇宙
大气窗口
看不见的微光
星际之云
恒星诞生
创造之界
何时此星非彼星？
恒星之存与逝
烟尘斗乱的宇宙
第三章 微波和宇宙起源
大辩论
宇宙膨胀
起点？
微波和宇宙起源
大爆炸理论面临压力
星系之种
精确时代
第四章 隐藏星系：黑暗中的怪物
最小的星系
仙女座星系
红色星系和死亡星系
新发明
黑暗中的怪物
遥远的星系
恒星工厂
黑暗中的影子
屠杀“怪物”
寻找答案
第五章 黑洞：毁灭与创造的原动力
暗星和时空针点
不可能的星体
初瞥
源于引力的能量
超大质量黑洞
凝视深渊：拍摄黑洞
黑洞的未来
第六章 最长波长下的天文学
寻日
央斯基发现了什么
世界上唯一的射电天文学家
宇宙钟
宇宙的本质
神秘的“快速无线电暴”
世界上最大的射电望远镜
第七章 暗物质：宇宙幽灵
宇宙天平
第一条线索
打破银河“限速”
越来越多的暗物质证据
暗物质真的存在吗？
暗物质是什么？
“影子”宇宙
捕捉黑暗幽灵
第八章 时空的涟漪
空波时动
怀疑论者爱因斯坦
空欢喜一场
引力的痕迹
引力波的探测
引力之眼观看宇宙
下一步与警告
第九章 暗物质及宇宙的未来
宇宙加速膨胀
爱因斯坦最大的错误？
暗能量是什么？
宇宙级巧合
结语 宏观全貌：可见与不可见
致谢
拓展阅读

我相信，你一定曾在夜
晚漫步于澄澈的星空之下。
如果你也和我一样，此时一
定会有股原始的冲动袭来，
使你不禁抬头惊叹。凝望一
片星海银河，再理｝生的人
也会满怀敬畏，深陷其中。
自人类诞生以来，世界各地
的人们就开始仰望星空——
这并不是巧合。
最古老的科学——天文学
，就诞生于这样的敬畏之中
。随着人类历史的进步，我
们开始用眼睛、大脑以及各
种工具来理解宇宙的星罗棋
布及其运转机制。望远镜问
世后，我们能看得更远，发
现宇宙间隐藏的珠宝盒，其
中满是古人无法想象的神秘
星团、星云和各种天马行空
般的模式。
不过，究竟有多少宇宙
是我们肉眼可见的呢？人是
视觉动物，认为世界是由“
能见”所组成的。比如我现
在看到桌子上的香蕉，大脑
会把视觉信号加工成实际的
认知，进而告诉我“看起来
那里有个切实存在的香蕉”
。当然，我们知道世界上许
多东西是看不见的，比如暖
气片上冒出的热气或笔记本
连接的网络信号。然而我们
会不可避免地认为，真实世
界的大部分事物是“能见”的
，而剩下看不见的事物则只
是现实“能见”世界微不足道
的补充。
不过，这种观点是完全
错误的。
事实上，在我们周围，
我们所熟知且能看到的光只
占了十分微小的一部分，而
宇宙的大部分事物完全无法
被我们用肉眼观察到。
在可见光的光谱中，位
于两端的红光和紫光波长相
差仅不到1倍。更确切地说
，紫光的波长——人类可见
的最短波长约为380纳米（
1纳米等于l米的十亿分之一
），而红光的波长——人类
可见的最长波长——约为
740纳米，波长再长的话就
变成了不可见的红外线。这
相差近1倍的区间，可以被
理解为我们用于观看世界的
“窗户”。
无独有偶，当我们谈到
声音的时候，也会提到相差
近1倍的频率。相差一个八
度（就像钢琴上的中央C键
和高八度的C键）的两个音
符频率也正好是近1倍。所
以可以做个类比，把我们肉
眼所见的光波理解为“可视
版音阶”。你可以坐在钢琴
前（如果你旁边没有钢琴，
你可以想象一架出来），看
看刚才那个八度之间的琴键
，那就是人类在视觉上能看
到的范围。把红光想成中央
C，那它左边的B音就是不
可见的红外线。高八度的C
音就是我们能看到的紫光（
更高的C＃音就刚好属于紫
外线的范围）。
那完整的光谱又是什么
样的？和整架钢琴一样宽吗
？不不不，实际上，它远比
钢琴要宽得多。可见光是电
磁波的一小部分，电磁波无
所不在，其完整光谱包含65
个八度，相当于9架大钢琴
排成一条线！相比之下，我
们看到的一个八度微不足道
。如果这9架钢琴同时奏响
，而你只能听到其中一架钢
琴的其中一个八度，那么你
错过了多少旋律？答案不言
自明——几乎全部。
宇宙亦然。与更广袤的
看不见的宇宙相比，人类肉
眼所见的美景与奇观黯然失
色。真实的宇宙包含着无尽
的奥秘，今天我们仍然无法
完全理解。
本书是有关我们看不到
的99％的宇宙的指南，展现
的是一个存在于我们眼前、
却被悄然隐藏的世界。本书
也记载了学术界几千年来的
探索，并为这一部宏伟的“
侦探小说”画上句号。下面
让我们开启探索之旅，一起
穿越那“看不见的宇宙”。