陈冬妮编著的《穿梭宇宙岛》——国内第一本关于河外星系的原创科普书，填补了内版图书中岛宇宙知识的空白。

文字活泼有趣，将深奥的问题浅显化、通俗化、精选配图，铜版印刷，图片精美震撼，装帧精致大方。

天文学的最大特点就是共享。如果你对暗夜的银河、对望远镜中那些模糊的团块、对宇宙微波背景辐射以及宇宙大爆炸有那么一丁点兴趣；或者你早就想逃离我们的太阳系去外面的世界看看，那么请你用几天时间，跟随作者这个从内行变外行的导游一起开始这趟宇宙岛之旅吧。

《穿梭宇宙岛》通过引人入胜的叙述和大幅壮观震撼的精美图片，介绍了河外星系的基本概况，引出宇宙学的最新成果，带领读者走出银河系，去发现地外文明。

《穿梭宇宙岛》由陈冬妮编著。

第1章 我们出发吧 1

 1.1 看看我们的起点站——传说中的银河 2

1.1.1 银河像什么 2

1.1.2 银河面面观 9

 1.2 瞎子摸象——银河系到底什么样 18

1.2.1 从太阳系到银河系 18

1.2.2 只缘身在此山中 25

1.2.3 让我欢喜让我忧——银河全貌 27

 1.3 闪光的不一定是金子——星云和星团 37

1.3.1 星帮派 37

1.3.2 恒星画廊 37

1.3.3 银河中的瑰宝 68

第2章 从暴走到高铁 83

 2.1 决定命运的大辩论——宇宙到底有多大 84

2.1.1 沙普利与柯蒂斯——孰是孰非？ 84

2.1.2 星系到底是什么？ 92

2.1.3 功不可没——哈勃 96

2.1.4 为宇宙画像 101

 2.2 交通工具决定风景——从大、小麦云到星系团 103

2.2.1 走出银河系 103

2.2.2 远亲不如近邻 124

2.2.3 银河系的堂兄 135

2.2.4 宇宙金字塔 142

 2.3 宇宙岛穿梭小贴士 153

2.3.1 最壮丽的星系 153

2.3.2 最庞大的星系 159

2.3.3 最具威力的星系 163

2.3.4 最诡异的星系 165

 2.4 如果不发光 169

第3章 到达终点了吗 173

 3.1 如果时光倒流——大爆炸 174

3.1.1 从嗤之以鼻到主流科学 177

3.1.2 三起三落的Λ 179

3.1.3 并非完美——暴涨宇宙学 181

3.1.4 你我皆星尘 183

 3.2 带点旅行纪念品——宇宙微波背景辐射 184

3.2.1 鸽子粪还是诺贝尔奖 184

3.2.2 电视机杂音——免费的宇宙旅行纪念品 186

3.2.3 “上帝”的指纹 187

 3.3 何处是我家——地外文明搜索 189

3.3.1 SETI 189

3.3.2 费米佯谬 196

3.3.3 德雷克公式 197

3.3.4 三体与文明 200

3.3.5 回归 201

附录1 闪耀的明星 203

附录2 天文名词 212

可爱又可恨的视差

最先引起注意的是“视差”。由于地球绕太阳公转，在地球上看到恒星的位置应该会随之有些微变化，因为在1月和7月里，我们刚好是从太阳的两侧来观察星空的。而且距离越近的恒星，其视差应该越大。尽管天文学家早已认识到视差可以用来测定恒星的绝对距离，但由于恒星距离地球都太遥远，所以一直以来对视差的测量均以失败告终。今天我们知道，即使距离太阳最近的恒星(半人马座а星)，其视差也小得可怜，还不到1度的1／3 600，即1个角秒。精度如此之高的测量对于赫歇尔时代的天文学家来说实在是不可能完成的任务，赫歇尔也只能望星兴叹了。

怎样才能测出哪怕一颗恒星的视差呢？最直白的想法，就是把目光投向最明亮的恒星。既然假定恒星本身光度相差都不大，那么越亮的星应该距离我们越近，其视差也应该越大，越容易测量。可惜事与愿违，对诸如天狼星、大角星、织女星、牛郎星等亮星的视差测量全部失败，要么是根本测不出视差，要么是得到的视差值荒谬至极，是所谓的“一眼假”。17、18世纪曾有天文学家对北极星进行视差测量，结果是北极星距离地球只有0．08光年，还没有逃出太阳系。

东方不亮西方亮，就在天文学家对恒星距离一筹莫展的时候，另一个描述恒星运动的概念为距离的测量指明了出路，它就是恒星的自行。天文学家把恒星横过天空的视运动称为自行，它既能反映恒星横向速度的大小(横向速度越大自行越大)，也能反映恒星的距离(距离越小自行越大)。如果你对自行的概念感到陌生，那么想想坐在动车上的感觉。你会发现遥远的山脉和云团移动缓慢，而铁轨边的树木则在眼前飞驰而过。没错，这就是自行。距离近的树木自行大，距离远的山脉自行小。

于是天文学家把对恒星距离测量的希望从明亮恒星转而投向了自行大的恒星。功夫不负有心人，通过19世纪初几位天文学家对一颗毫不起眼的暗星——天鹅座61的测量，人类终于打开了走出太阳系通往银河的大门。

1．2．3 让我欢喜让我忧——银河全貌

银河是我们的家园，在地球上肉眼能看到的恒星全部是银河内的恒星，银河是我们唯一可以近距离观测的星系。星系又称宇宙岛或岛宇宙，人类对于星系内部情况的了解，绝大部分都来自对银河系的洞察。但正是由于我们身处银河之中，我们无法(至少在公元2012年以及可以预见的短期未来内)跳出银河回望这个我们生在其中的巨大星系，也就没办法从外部描绘银河的全貌，只能管中窥豹，利用各种探测手段、仪器，尽可能拼凑出银河的整体图像。

费力不讨好

几位里程碑式的人物伫立在勾勒银河景致的坎坷之路上，一马当先的当然是上文提到的赫歇尔家族；紧随其后的则是费力不讨好的雅各布·卡普坦。前文我们说过，对于银河的探索，一直都是“业余”领跑“专业”，无论是哲学家还是音乐家都走在了专业天文学家的前列。荷兰天文学家卡普坦终于打破了这个怪圈，19世纪末20世纪初，卡普坦利用新发明的照相术，以常人无法想象的毅力坚持40年，全身心投入单调的恒星计数工作。说得简单点，卡普坦就是用照相底片重复赫歇尔家族的工作。用照相底片代替人眼，恒星计数的效率大幅提高，最重要的是，天文学家得以测得部分恒星的自行，进而得到这些恒星的绝对距离。于是银河系终于有了定标尺，天文学家终于能够真正开始考虑“银河有多大”这样最基础的问题了。

卡普坦根据40年恒星计数的数据建立了新的银河系模型，但今天看来这个模型显然并不正确。跟赫歇尔一样，卡普坦也没能摆脱太阳系为中心的桎梏，虽然同时代的同行将他的模型命名为“卡普坦的宇宙”，但这个名词更多的是作为反面教材出现在后来的有关银河宇宙大小的辩论中。卡普坦描绘的银河也是一个恒星组成的盘，直径与厚度的比例大约为5：1。由于卡普坦时代已经可以对一些自行和视差较大的恒星进行绝对距离的测定，因此他在1922年给出银河系的直径为5．5万光年，共有约480亿颗恒星。

虽然卡普坦对银河大小的估计现在看来是过小了，他也没有考虑星际介质对星光的吸收，太阳仍位于银河的中心，但我们应该对自然科学特别是天文学采取一种宽容鼓励的态度——毕竟一个不准确的推测要比完全没有推测好得多！其实在卡普坦的研究过程中，他已经意识到星际气体和尘埃会对星光产生影响，提出了星际红化的概念——遥远的恒星看起来比近距的恒星红，是由于恒星间的气体和尘埃散射吸收波长较短的蓝色光，只有波长较长的红色光能够穿透尘埃被我们接收到。同样的道理可以解释为什么日出日落时太阳呈橙红色。当太阳接近地平线时，由于太阳光要穿过更厚的大气层，蓝光损失更多，所以我们就看到一轮红彤彤的太阳。

P26-28

时光倒流探宝岛

1953年2月23日，毛泽东主席登临南京紫金山天文台，我有幸陪同负责介绍情况并讲解天文学上的有关问题。毛主席提出想看看太阳上的黑子，遗憾的是因为阴天无法观测，因此转向陈列在台内的各种天文照片。他兴致很高，不时用通俗有趣的语言谈天说地。谈到彗星时，他说：“彗星好比吹牛皮，空虚得很”；谈到织女星离我们有27光年(约2 55万亿千米)，他脱口而出：“真是天文数字”。最后，我向毛主席介绍河外星云(星系)，列举了仙女星座的M 31、三角星座的M 33、猎犬座的M51等，我说它们的距离都在百万光年千万光年甚至上亿光年之远。毛主席摇摇手诙谐地说：“这和我们关系不大”。毛主席不仅是一位政治家，还是一位哲学家，他深知宏观宇宙结构对唯物主义的宇宙观是何等重要。若干年后主席派人到紫金山天文台借《大众天文学》进行研读……

“摸着石头过河”这句名言出自小平同志之口，当时是针对改革开放而言的，但在自然科学的发展上，在人类对宇宙的认识上何尝不也是摸着石头(天体系统)在宇宙的长河中开拓前进吗？

现代科学宇宙观是从地球一个行星开始的，又从太阳系进一步认识到银河系，直到河外星系(数以亿计的宇宙岛)。在这本《穿梭宇宙岛》中，作者陈冬妮把认识星系世界的历史都通俗形象地介绍给了读者，展现出现代天文学对辽阔宇宙壮丽景象的描绘。

2012年，我建议陈冬妮创作一本全面介绍河外星系的科普读物——《宇宙岛之旅》，后来她把书名改为《穿梭宇宙岛》，这一改动令我十分赞赏。“穿梭”这两个字立刻把气氛活跃起来，仿佛跟着作者去穿梭旅行了。本书汇集了NASA、ESA等顶尖天文研究机构的各大项目所公布的大量图片，对中国的读者来说也是一次视觉盛宴。

我在阅读完全书之后，总结了四句话28个字作为对本书的感悟：

仰望星空问苍穹，

天涯何处有星城。

时光倒流看世界，

穿梭探索宇岛行。

李元

2013年2月23日

书名《穿梭宇宙岛》中“穿梭”这两个字立刻把气氛活跃起来，仿佛跟着作者去穿梭旅行了。书中汇集了NASA、ESA等顶尖天文研究机构的各大项目所公布的大量图片，对中国的读者来说是一次视觉盛宴。

——中国天文馆事业的先驱者

科普研究所研究员 李元

在最近不到300年的岁月里，几代天文学家发现并确认，在我们银河系之外，原来是一个拥有数千亿星系的大宇宙。这个正在加速膨胀的宇宙有起源、有演化、有年龄、有大小。所有这些划时代的故事、成就和进展，请读者静听已在天文科普领域著书立说的天文学家陈冬妮博士娓娓道来。

——中国科学院国家天文台研究员 李竞

星系世界的多姿多彩令作者心驰神追，与读者共享的强烈愿望驱使作者创作出这本好书。书名《穿梭宇宙岛》直接体现了作者的科普功力，而全书的内容也一如书名那样生动、精彩。

——中国科学院国家天文台客座研究员

中国科普作家协会副理事长 卞毓麟