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NASA“毅力”号漫游车成功登录火星,人类为什么要探索遥远的太空?

NASA“毅力”号漫游车成功登录火星,人类为什么要探索遥远的太空?地球是人类的摇篮,但人类不可能永远生活在摇篮中

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如果喜欢“小多少年时”的文章,请记得把我们“设为星标”,读完文章后点一下“在看”哦!

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“地球是人类的摇篮,但人类不可能永远生活在摇篮中。”

——康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基

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(《少年时·2030太空漫游》中人类定居火星的构想图)

美东时间2月18日15时5分(北京时间2月19日4时55分),美国宇航局(NASA)“毅力”号漫游车成功降落在火星表面的杰泽罗(Jezero)陨石坑底部,开启了地外生命搜寻之旅。

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(漫游车着陆火星示意图)

小编熬夜全程观看了NASA对“毅力“号着陆火星的直播,整个登录过程大约7分钟,充满了艰险和不确定性,可谓是“恐怖7分钟”。

在安全降落之前,搭载漫游车的隔热罩,以每小时1.2英里的速度射穿火星大气层,进入火星大气层75秒后,包裹在隔热罩中的漫游车,承受了1300摄氏度的高温峰值。

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(隔热罩穿越火星大气层承受高温示意图)

大约4分钟后,隔热罩达到距离火星地表7英里的高空,降落伞张开,重现2021年“好奇”号火星车相同的吊伞“黑科技”(如图)。用天吊把"毅力"号降到25英尺以下,在它触及火星表面后,绳索脱离,火星车着陆。

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(漫游车打开”吊伞“下降过程示意图)

截至凌晨5时1分,NASA官方twitter账号发布了“毅力”号登录成功后拍摄到的第一张火星图片,并附文:你好,世界。这是我对永恒家园的第一印象(译文)。

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这条消息发出后,几十秒时间内就有36.8万人点赞!看来还有许许多多关注着人类火星探索事业的人,蹲点守候这条振奋人心的消息!

在大众兴奋之余,很多人(包括你和孩子)都可能会心生疑惑:

我们为什么要花费那么大力气去探索太空?

尽管现在世界存在一些问题,比如,贫穷、癌症,甚至突如其来的新冠病毒。但我们尚能应对和处理,至少大多数人活得好好的,为什么还要讨论摸不到边儿的宇宙呢?

01

人类为什么要探索宇宙

为什么要研究地外生命?

听听《少年时》编辑们的回答:

1)好奇心是人类的本能。古往今来人类都在追问关于宇宙、生命、时间的根本问题……我们就是星尘,飞向太空的探索行为只是这种人类好奇心的自然延伸。

2)天文学关注的是最具前沿性的问题,这些问题的提出和解决本身对自然科学基本理论的研究有着非常重要的作用。

我们都知道太阳系运动的研究直接导致牛顿力学系统的建立。而现在,暗物质、暗能量、黑洞的研究的进展都将极大推动自然科学基础理论,进而推动人类科技水平进步。

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3)地外生命研究将解答人类的命运问题:宇宙中是否有其他适于生存的星球,人类的存在是否是独特的,外星智慧的智能程度有多高,人类如何移民外星球?这些问题都关系到人类未来的命运。

4)太空是能够提供极端条件的实验室。而宇宙中很多天体物理现象,如脉冲星,超新星爆发,类星体吸积,自然的提供了极端情况下的物理过程。观测这些天文现象,可以帮助人们检验理论。

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(《少年时·2030太空漫游》)

5)从近期的利益看,航天体现现代科技多个领域的成就,它对通信、遥感、推进、测量、材料、计算机、系统工程、自动控制、环境控制和生命保障等技术提出了很高的要求,因而大大推动了这些技术的进步。

得益于太空探索的新技术,很多让我们生活收益的新观念和新发明蓬勃兴起,科学家研发出来超过1650种商用产品,包括医学健康、通信、定位、检测和新材料的民用技术。

从以上回答,我们也可以看出《少年时》编辑们在设计宇宙话题的宏大视角和学科思路。跟着这个思路阅读有关太空科学的六本书,我们将获益匪浅。

02

理清学科思路

揭秘宇宙起源

我们整理和制作了一个非常清晰的学科思路可以follow:

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(点击查看大图)

从这里入手,找到在《少年时》有关太空科学的知识架构下,我们的科学阅读走到了哪个位置。

少年时太空科学的内容:

01

重新认识太阳系

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这本包括了太阳天文学和行星天文学,人类对太阳系的研究历史非常久远,而这一本体现了科学家对太阳系的最新的研究,所以叫做重新认识。

02

恒星大家族

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恒星天文学、观测天文学,科学家对恒星这个宇宙间的最典型的基本单元的研究。

03

观测宇宙和推测宇宙

这本涉及到宇宙起源和演化、星系天文学的研究。因为范围很大,内容很多,本书分为几个层次:

1. 从太阳系往外看,一层一层的越看越远,因为光从遥远的天体到达地球是需要时间的,所以我们看到的越远的地方,事实上也就是宇宙演化史的越早期的状态。

2. 接着,我们介绍了科学家设想的宇宙大爆炸的过程。

3. 进入宇宙学的一个重要的概念,也就是宇宙的均质性和各向同性。宇宙没有中心,大爆炸不是在空间的某一个点发生,而是有了大爆炸,然后才有空间。假设我们可以通过什么手段看到非常远的地方,那么我们无论朝哪个方向看,都可以看到大爆炸。

04

2030:太空漫游

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这本介绍人类航天科学和技术发展的历史和未来展望

05

宇宙大搜索

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寻找外星生命和天体生物学的基本概念介绍

06

想象外星人

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寻找外星人的情结分析,关于预测外星生命的各种理论介绍,科学家正在进行的天体生物学、观测天文学方面的研究的介绍

未来出版计划:

未来可能还会有一本专门讲星系的书,包括银河系、河外星系、类星体等。相对太阳、恒星、行星的研究,星系的研究相对比较薄弱。我们要积累足够的资料,保证这本书有充实的内容。

未来太空研究和观测方面的新的成果,比如大质量黑洞、类星体、系外行星等,观测天文学的各种技术手段,包括引力波、中微子等,我们也都会密切关注。

另外,商业航天和火星开发将会是比较热门的项目,这也将会成为一集。

如何阅读:

《少年时》的总编祝伟中建议的阅读顺序是这样的:

1)宇宙大搜索;

2)重新认识太阳系;

3)恒星大家族;

4)2030:太空漫游;

5)观测宇宙和推测宇宙;

6)想象外星人。

“这不是一套泛泛而谈的图书,这是一套即依照天体科学的学科架构,又考虑青少年读者学习能力与日俱进而设计的丛书。每一本侧重在每个分支,而本与本之间又是层层递进,逐步深入的。

这样的套书最好按照次序来阅读,这种形式的阅读,能够达到锻炼思维的效果。阅读的时候你会觉得,进入新的一本都是一个挑战。当然,只要你接受这个挑战,你会得到意想不到的收获。

不得不说,最后两本是比较难的,因为涉及到很多宇宙学方面和天体生物学方面的基本问题,其中有些论题是科学家正在研究的。我们没有避开这些本来就很艰深的论题,而是试图用科普的方式来介绍这些论题的内容。”

青少年正需要这样难度递增的阅读安排。

《少年时》主题编辑亚洲的阅读顺序是这样的:

1)观测宇宙和推测宇宙;

2)重新认识太阳系;

3)恒星大家族;

4)2030:太空漫游;

5)宇宙大搜索;

6)想象外星人。

“我们通过《观测宇宙和推测宇宙》一书,可以对宇宙有一个宏观的认识;通过《恒星》、《太阳系》这两本,对宇宙的基本单位——恒星,有了一个具体的认识;然后《2030:太空漫游》讲了人类探索宇宙的方法和发现;两本外星人的书非常前沿,从科学基础的生物角度想象外星人,这和我看到的其他科普不同。”

青少年读者也可以借助这期少年时导读,根据自己对某个主题的兴趣来开始这套书的阅读。

03

有科学难度,也具诗意风采

很多孩子对宇宙大爆炸理论和过程感兴趣,接下来我们就以《观测宇宙和推测宇宙》这本书为例,引领大朋友和小朋友们进行一次探索之旅。

《观测宇宙和推测宇宙》是一本用科学思维和诗意风采,来探究宇宙宏大问题的青少年科普读物。在讲述宇宙的书海中,是落在沙滩上的一只美丽惊艳的贝壳。

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《观测宇宙和推测宇宙》这本书是从一张满天繁星的图开始的。它是根据恒星的位置、亮度和颜色绘制的超过一亿颗恒星的全天星图,里面的绝大多数星星我们无法通过肉眼看到。

这不免让我们想象,我们可以看见的太阳是约为一亿亿亿颗恒星中的一颗,而地球只是绕着太阳的一颗行星,如此渺小的我们,却能够思考宇宙的一切,发现宇宙的基本定律,我们又是何等的伟大。

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满天繁星下,我们带着这样的信心,“从太阳系向外看”,寻找我们在宇宙中的位置。“幸运的我们可以看到星系边界之外广袤的宇宙,而那些居住在银河系中心拥挤的核球上的居民,被太多的星球发出的光照耀,可能从没经历过夜晚或者看到遥远星系的微弱星光。”

这本书用八张惊心动魄的图片,标出了地球的位置,这几张图像是好莱坞大片,太震撼了!请看:

◎横屏观赏 效果更佳

▼地球在宇宙中的位置

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我们不能不惊叹少年时编辑的绝妙安排,让我们从地球看到可观测到的宇宙,由小至大,大到几乎不能观测,然后紧接着读到“宇宙大爆炸”,感觉就像是宇宙真的突然间在我们面前爆炸了一样,身临其境之感,嘭!就在一瞬间。

宇宙是什么样子?从何而来?人类自文明产生以来一直在思考这个问题。

在科技发达的今天,我们很难想象一些错误的理论曾经在相当长的时间里主导者人类的宇宙观,但正是在不断探索和求真的过程中,人类才越来越了解宇宙的真正面貌。

而少年时的这本书也是在法国的宇宙物理学家让博笛的建议下,推翻了原有策划的思路,建立起现在的专题框架:观测宇宙和推测宇宙。

博笛认为,研究我们可以观测到的宇宙,或者通过一系列理论推理和大胆的设想,推测我们观测不到的宇宙,这两者是密切关联的,对于渴望搞清楚宇宙和感兴趣的年轻人来说,一开始接触宇宙学,就要明白这个区别。

《观测宇宙和推测宇宙》不像其他科普书,着重于描述宇宙,而是重点描述科学家研究宇宙的过程和方法。博笛一句话的点拨,让这本书有了一个清晰的思路。

科学家设想的宇宙大爆炸的过程。

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以及大爆炸后的宇宙状态

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大爆炸理论最重要的证据

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宇宙的疆域:可观测的宇宙有多大?

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全书结束推测宇宙未来的命运

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看完《观测宇宙和推测宇宙》,我们不仅会对宇宙起源有所了解,而且学会像个天文学家一样看待有关宇宙的问题,分辨哪些是已经被证实和观测到的宇宙问题,哪些还是推测,处于理论学说阶段,需要科学家不懈努力,站在前人的肩膀上仰望星空,反复求证。

这本书的难点我们用视频解说。

04

岁月变迁,外星人有没有变?

2015年出版的《宇宙大搜索》和2020年出版的《想象外星人》这两本书比较有意思,都是讲外星人的,有点儿超前。著名天文学家卡尔萨根说过一句很有名的话:“如果人类是这个宇宙中唯一的生命,这将是何等的浪费空间。”

前一本提出的问题是,为什么科学家一直没有放弃寻找外星人?并侧重描述了当代科学家用什么方法寻找地外生命;后一本提出的问题是,为什么外星人比我们想像的更怪诞?

除了科学以外,我们听到外星人都是从电影、传说,和一些主流媒体的新闻报道中,很多是八卦,没有看到外星人。

《想象外星人》,做这个主题不容易,因为找不到资料。

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有关外星人的科普书很少,大多都带有很强的科幻色彩,也有些科学背景来支撑,是一种想象。

其中有些跟电影有关,电影导演也和科学家对话,得到一些信息,但主要还是从那种视觉好看的角度来想象外星人。

所以,我们开篇还是写了一些曾经的人是如何想象外星人的,讨论科幻电影有多少种类的外星人。

但我们毕竟现在还没有看到一个外星人,甚至除了我们自己以外,稍微有超级智慧的生命都没有看到。科学家们的想象和电影人不一样,他们从更具有科学性的角度来想象外星人。

天体物理学和天体生物学来总结外星人的科普书很少。

我们把科学家们有根据的推论和思想放在一起,变成了一本书,把这个书的侧重点放在天体物理、天体生物学,就是说按照科学这样想象的角度和方法来想象外星人,这一点就让这本书非常与众不同。

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第一,科学家想象了一个宜居带。什么样的地方适合生物生存,他们先界定这种生物是不是比较接近以碳为中心的一种有机体,但实际上很多其他有机体都是以硅为中心的,而且每一种元素都有可能变成一个中心,然后进行衍生。

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但我们地球是碳,所以大多数科学家是以碳为中心来想象外星人的,这样的话,他们就是想说要依据什么样的一个环境能够适合那种这种生命存在,太阳系有宜居带就是包括地球轨道、火星轨道,我们现在发现的宜居带已经有几百个了。

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接着,科学家们就在想什么地方宜居,到什么时候宜居,在这宜居地的里面(生物)是怎么样进化。

我们对比这两本书也可以看到,这5年间,科学又有了怎样的变化。把《想象外星人》一书当做《宇宙大搜索》一书的2.0版本。把科学的变迁和岁月的更迭,放在宇宙这个这么庞大的主体身上考虑,又会有怎样的发现呢?

这个问题,我们留给小读者们回答。

以上,是少年时编辑们参与探讨宇宙起源的部分思路。我们和我们的读者一样,一直关心人类未来的命运,“我们从哪里来,到哪里去”。

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