“20个大问题”系列的每本书均由相关领域的专家学者执笔，通过对某一学科里20个最根本的问题的解答和讨论，介绍了学科发展的历史，勾勒出整个学科的概貌。针对每个精心挑选的问题，克拉克编著的《影响宇宙学发展的20个大问题》中不仅做出详尽而富有启发性的解释，还不失时机地穿插了妙趣横生的历史故事，令读者在不忍释卷的阅读体验中畅游科学的奇妙世界。

克拉克编著的《影响宇宙学发展的20个大问题》是该系列的宇宙学卷，对浩瀚无垠、充满神秘色彩的宇宙进行了深刻的剖析，内容涉及宇宙的起源、天体的形成、黑洞、暗物质与暗能量、地外生命等吸引人的话题，让我们更加理性和全面地认识自身所处的世界。

宇宙有多大年纪了？月亮为什么掉不下来？火星上真的存在生命吗？我们真的能穿越时空去旅行吗？这一个个趣味横生又耐人寻味的问题，你可能也曾经思考过。那么，就跟随《影响宇宙学发展的20个大问题》的作者徜徉在宇宙学的海洋中吧。

1 宇宙是什么——人类渴望了解地球之外的世界

2 宇宙有多浩瀚——宇宙距离阶梯

3 宇宙多少岁了——宇宙的年龄危机

4 恒星是由什么构成的——宇宙的配方

5 地球是怎么形成的——我们的家园的诞生

6 行星为什么在轨道上运行——以及月亮为什么掉不下来

7 爱因斯坦是对的吗——引力与时空弯曲的较量

8 什么是黑洞——能吞噬庞然大物，也能让大头针和毛线球消失得无影无踪

9 宇宙是如何形成的——描绘大爆炸

10 第一批天体是什么——我们所知的宇宙开端

11 什么是暗物质——关于把宇宙聚拢在一起的物质的争论

12 什么是暗能量——宇宙中最神秘的实体

13 我们是由恒星尘埃构成的吗——生命起源之谜

14 火星上存在生命吗——找到我们邻居的可能性

15 存在其他智慧生物吗——天外有人吗

16 我们能够穿越时空去旅行吗——曲线引擎与时间穿梭的可能性

17 物理学法则能改变吗——爱因斯坦之外的物理学

18 存在平行的宇宙吗——薛定谔的猫以及它给我们的启示

19 宇宙的结局将会如何——大坍缩，缓慢的热寂，还是大解体

20 宇宙学中有上帝存在的证据吗——宇宙为人类而进行的微调

术语表

过了很久，直到1922年，有关星座的事宜才有了定论。国际天文协会联合会以希腊模式为主要依据，正式确认了带有明确边界的88个星座。这并不是希腊天文学对现代天文学的唯一贡献。在此有必要特别提到一位古希腊天文学家，他当时没有打算讲述与星宿有关的故事，也没有对这些星宿妄加推测，他认为要想真正认识星座，第一步应该是测量这些星座。这个人就是喜帕恰斯，他定义的恒星分类系统沿用至今。

恒星的亮度

即便是不经常观察夜空的人，也可以轻而易举地发现某些恒星要比其他的恒星更加明亮。早在两千多年前，希腊天文学家喜帕恰斯就详细地编制出了涵盖850颗恒星的一览表，表中标出了每颗恒星的位置以及亮度。喜帕恰斯当时并没有测量亮度的设备，只是简单地凭借自己的肉眼去估计。最明亮的恒星被他称为“一等星”，而最黯淡的恒星则被叫作“六等星”，其余恒星按照亮度排列在上述两等星之间。令人惊奇的是，尽管现代测量装置已经扩大了喜帕恰斯首创的六等亮度分级的范围，但是这种看似原始的分级制度仍然被天文学家沿用至今。在亮度列表的顶端，对目前最明亮恒星的定级已经使用负数，而在列表的底端，对那些只能通过望远镜辅助才能看到的恒星定级，使用的数字经常都会大于6。在地球表面上，使用最先进的望远镜能够探测到第24等至第27等星，但是在摆脱地球大气层失真影响的轨道中，哈勃太空望远镜可以观测到第30等星。每等恒星的亮度大约是其前一等恒星亮度的2.5倍。以此推算，第30等星的亮度大约是肉眼可见恒星亮度的35亿分之一。

然而，在测量这些可视亮度的时候，我们忽略了发光物体的亮度是受其与观测者之间的距离以及该物体实际发光强度影响的。因此，近处昏暗的恒星可能看上去要比远方发光强度很大的恒星还要亮一些。这种现象受“平方反比律”的支配。“平方反比律”的意思是，如果距离翻一倍，光的强度会随之下降到原来强度的四分之一，如果距离增大两倍，那么光的强度就会下降到原值的九分之一。为了将这个因素考虑进去，没有经过任何距离修正而测得的亮度等级被定义为“视”星等。“绝对”星等是指经过距离修正的亮度值。红超巨星参宿四由于其英文名称Betelgeuse发音酷似“甲虫果汁”（beetle juice）而被人们所熟知。它的视星等为0.58等，而其绝对星等却跃升到了-5.14等。参宿四的确是一颗明亮的恒星，但是与地球的距离相对较远。而太阳由于离我们距离很近，视星等达到惊人的-26.7等，成为了天空中最耀眼的星体。然而，在考虑了接近度之后，太阳的绝对星等只有4.8等。换言之，虽然太阳对于地球上的万物来说光芒万丈、意义重大，但它不过是一颗中等亮度的恒星罢了。P4-5