暗物質與恐龍

活動:國慶歡樂閱 書名《暗物質與恐龍》 頁數:430 感想:還是一種好奇心驅動看了這本書，在宇宙未形成之前就有了暗物質，也可以說是一種能量，隨着引力和離心力，兩個力量的博弈，讓宇宙分出明物質和暗物質，光可以是粒子，也可以是波，有磁力場和電離子，越來越多的暗物質出現在宇宙的邊緣，顛覆了物理上的很多經典方程，也影響了生命結構，可以是多元宇宙，也可以是單一宇宙，這一切在於視角的解讀，暗物質影響了生命的形成，在地球上的恐龍，是被暗物質的力量攪動，讓一顆小行星撞破了地球，發生了生物大滅絕，地球上的五次生命大滅絕，都和暗物質相關。對於我們發展外星文明和擴張生活空間，暗物質的研究，是不能停的。

作者說::在這本書中，我嘗試着展示科學研究的本質，即人們如何根據已有的知識去探索未知的領域。另一方面，宇宙和地球的歷史都把我們送上了一次通往過去的、刺激卻充滿挑戰的旅程。 作者一開始講暗物質存在的證據。宇宙大爆炸時期，暗物質首先塑造了星系結構。再講到太陽系結構，小行星，流星，流星撞擊地球。地球物種滅絕歷史。這歷史有周期嗎？ 從這裏作者就開始講如何運用已知的知識去探索未知。 作者講的非常繁瑣，恨不得把自己的邏輯一絲不漏的講出來。 最後講到，如何直接探查暗物質的存在？ 又是講自己的邏輯，思路。 不得不說，這本書看着很不爽。總共三大章節，第一講宇宙，第二講太陽系和流星體撞地球，地球物種滅絕。第三講研究暗物質。 第一，第二章節還好，雖然作者囉裏囉嗦，但講的很有意思，算是科普。第三章節簡直看的頭疼，不是看不懂，就是很枯燥。 最後，還是推薦一下，因爲這本書最大的優點就是作者的囉裏囉嗦。作者用這種表達，講清楚了自己所有的邏輯，思路。 前兩大章節的科普很有趣，第三章節，對於瞭解科學家如何研究未知，也值得一看，

物種大滅絕有兩點值得關注： 1.持續的時間短，這個短是相當於地質年代來說的，一次物種大滅絕可以持續幾百萬年，物種大滅絕不是一個瞬間性的概念。在一段時間內，沒有發生什麼災難性事件，但物種形成的速率遠遠低於物種消亡的速率，也叫物種大滅絕。正常的物種消亡速度是平均每年一個物種滅絕，我們今年的物種滅絕速度是這個平均值的幾百倍，我們目前所處的年代，其實正處在一個無聲無息的物種大滅絕中。 2.物種大滅絕在地球生命史上佔據絕對統治地位。自地球誕生以來，曾經出現過的生物已經滅絕了超過98%。生存本身是一種特殊的幸運，滅絕才是生命的常態。 恐龍滅絕的原因有三條關鍵的線索： 1.銥元素：有幾個地方的銥元素含量是周圍土壤的幾十倍，遠超平均含量的銥元素，在白堊紀末期突然同時出現在地球上，合理的解釋是隕石撞擊。 2.週期性：物種大滅絕是有規律的，存在週期性，每隔3000萬年左右就會發生一次。 撞擊地球的隕石主要分兩種：小行星和彗星。這兩者的主要區別在於彗星有周期性，所以造成物種大滅絕的隕石，很可能是彗星而不是小行星。 太陽系的彗星大多儲備在奧爾特雲，距離地球非常遠，有一光年的距離，可算是最遠端。因爲距離遙遠，這裏的彗星收到太陽的引力已經非常微弱，需要有其他外力的擾動，才能讓這些彗星脫離軌道，進入內太陽系。引起這種週期性的引力源，有衆多猜測，但最終都被科學家排除了，它們不足以成爲這套滅絕機制的幕後真兇。 3.暗物質：暗物質就是不能通過電磁波的觀測來進行研究，也不和電磁力產生作用的物質。人類完全沒有辦法看到或探測到暗物質，只能通過觀測到的一些宇宙現象，間接證明暗物質的存在。 如果不假設暗物質存在，太陽系就會飛走，甚至飛出銀河系。 只有一種方法，可以讓暗物質和普通物質世界聯繫起來，就是引力。 雖然暗物質的質量很大，但它在星系中的分佈是很均勻和彌散的，沒有很緊密的聚集成一團，這樣鬆散的結構是沒辦法產生很集中的引力的。 暗物質中的基本粒子可能也有很多種，暗物質盤和銀河系盤會重合在一起。太陽就在這兩個盤組成的平面上做水平運動，還會週期性的跳一跳——做垂直運動，這個週期就是3000萬年左右，跟物種大滅絕的週期吻合，每次太陽穿過盤面，兩個盤加在一起的引力就會把奧爾特雲的彗星拉出來，形成大規模的彗星雨。 要應對彗星雨，可以考慮給隕石裝上火箭，改變隕石的速度，讓它提前或者延後7分鐘到達地球的軌道，隕石就會與地球擦肩而過。

本來不想寫書評的，因爲真的不好意思說自己完全看懂了。作爲外行看個熱鬧吧，還是學到了不少知識。 概括地說，暗物質是宇宙的主要組成部分（85%），它透明且不與任何物質（包括光）作用，只與引力有所反應，因此被發現和證明其存在。由於目前仍缺乏有效的觀測手段和數據，人類對它知之甚少。作者的理論是：暗物質盤與銀河星盤之間的相互碰撞，導致了太陽系彗星的週期性擾動，並在上一次改變軌道撞向地球，結束了恐龍長達一億年的統治。 作者是個會把枯燥工作講述成精彩故事的人，敘述通俗易懂+內容抽象神祕，因此變得超級有趣。讀的時候常常會發散的想到靈魂/鬼魂/天使的設定和描述，與這暗物質的性質諸多相似，有時想象的太不着邊際，差點兒忘了這是一本正經的科學讀物。 最後，提醒一下和我一樣的外行朋友，雖然作者說是科普讀物，但字裏行間熟悉的學術論文味道是有的，睡得也特別快哈哈，推薦睡前閱讀。

作者從恐龍滅絕引出多次大滅絕事件，而幾次大滅絕都是由隕石撞擊地球導致的，而且還有很多次影響比較小的撞擊，然後發現隕石撞擊地球是週期性的，然後開始解讀爲什麼是週期性的？原因是什麼？論證了科學家們提出的幾個主要可能性後，作者認爲最有可能的一個模型是:銀河系是盤狀的，這個盤狀結構表面看起來是氣體和星體還有組成，但其實還有觀測不到的暗物質盤同時存在，而太陽系在圍繞銀河系中心公轉的同時還在上下震動，也就是說太陽系一邊公轉一邊在銀河盤中上下穿進穿出，因爲物質是有相互作用力的，每次進來的時候受到的作用力就大一些，出去的時候受力就小一些，再加上銀河系的潮汐作用（報考月球對地球的潮汐作用)，二力合一，就導致了太陽系邊緣的奧爾特星雲中的一些彗星被週期性的吸過來（因爲在太陽系邊緣，所以受到的控制力比較小，比較容易被吸脫離軌道)，撞到了地球上。至於確定隕石是從奧爾特雲來的還有一個條件是從撞擊威力來看，發現是從更遠的地方來的彗星，而不是離的比較近的小行星，因爲小行星雖然離得比較近，體積比較大，但是因爲沒有足夠的距離加速，所以速度慢，威力小，而奧爾特雲來的彗星則有足夠的距離加速，這樣的威力才能造成大滅絕。

書很清晰地被分爲三個部分，首先是關於暗物質的基本知識，其次是大量與恐龍看似相關但其實是純地質學的內容，就在我懷疑作者到底在幹什麼時，迎來了最後一部分，作者真的做到了將天體物理學與地質學天才般地結合起來，從恐龍滅絕引出的big question其實是地球上的大滅絕事件是否存在週期性，作者的結論是，隕石/小行星撞擊地球確實存在一個大約三千三百萬年的週期，而這與銀河系中大量存在的暗物質有關。劇透：太陽系穿過暗物質時，系內的天體受到也許微小的擾動就會影響它們的軌道，它們就可能偏離原有的軌道，而在影響發生後的數百年後，地球就可能迎來一次密集的彗星雨（與本很小可能發生的事相比，任何擾動產生的變化都是很顯著的）。作者真的做到了，讓科學成爲了聯繫世間看似無關者的至高能力。 但是，翻譯有錯，在一本明明經常出現地質學geology相關術語的書裏，書至最後一章，譯者居然把geology翻譯成了地理學。原文是：After Matt and I had written our paper, a particle physics colleague who was aware of my fascination with astronomy, geology, and climate—but who, at the time, didn’t know about the “dinosaur paper”—fortuitously told me about the work of Nir Shaviv, from the Hebrew University of Jerusalem, and his collaborators, who studied climate over the entire 540-million-year Phanerozoic era. 簡中譯文是：“我和馬修完成了論文後，一位粒子物理學同事知道我對天文、地理和氣候都很着迷，但當時他還不知道“恐龍論文”，他偶然一次告訴了我有關尼爾·沙韋夫（Nir Shaviv）及其同事的工作。沙韋夫是耶路撒冷希伯來大學的教授，他主要研究整個5.4億年間顯生宙的氣候變化。”同樣的問題我在作者的另一本簡中譯本《彎曲的旅行》中也發現了，譯者竟然在譯後記裏直言“有太多的計算和專業術語，很多都是我難以領會的”。很難相信一名當代最優秀的物理學家的唯一簡中譯本，出自一名承認自己既不是科學家，甚至不是物理學專業學生（“如若那不是給科學家看的，至少也是給物理學專業學生看的”）者之手。這種身爲母語者的傲慢實在令人髮指。

6600萬年前，稱霸地球超過一億年的恐龍們因從未提前注意到遙遠太陽系的混亂，當直徑超過15公里的彗星撞擊地球那一刻，是被嚇死的吧？而引發這次碰撞的是銀河系中暗物質盤的引力影響。太陽系以2.4億年的週期繞着銀河系旋轉，除了主要的公轉運動，太陽系還以一個大約3200萬年的週期在銀河系平面上下振動。盤的引力自始至終都作用在太陽上，當太陽系在盤內或離盤非常近時，盤引力的潮汐扭曲效應就會變強。在這些特別激烈的過程中，暗物質薄密盤的潮汐作用可能擾亂了奧爾特雲中一些軌道不穩定的物體的平靜，一旦進入暗物質盤，奧爾特雲中的冰塊似乎會由於軌道崎嶇，而不會待在原本的位置了。一些冰塊的軌道穿過奧爾特雲，來自遙遠銀盤的拉力偶爾有很小的變化，並根據太陽到中平面的距離而變化。它們中的很少一部分，在引力作用下脫離了初始軌道，軌道變形進入了太陽系的內部。這些冰塊中至少有一個可能變成彗星，並進入與地球碰撞的軌道。暗物質的研究變得前途無量，因爲它能夠被傳統的粒子物理學解釋，並可以被目前正在運行的很多實驗探測器探測到，比如通過星系的旋轉曲線、引力透鏡效應測量等。作者有一個大膽的假設很有趣：“爲什麼遵循所有已知物理定律的物質就應該表現得和普通物質一樣？簡明地說就是，爲什麼所有的物質都應該與光相互作用？暗物質可以是那些有不同電荷或者根本就沒有電荷的物質。因爲沒有電荷或者沒有與帶電粒子的相互作用，暗物質就不能吸收或者發射光子。”思考已知和探索未知，是一件令人振奮的事情。

暗物質究竟是什麼？ 暗物質對宇宙結構的最終形成有着怎樣不可或缺的作用？ 在這本書中，天才理論物理學家麗莎·蘭道爾教授用妙趣橫生的案例、通俗易懂的語言，對科學求索的真相與未來娓娓道來，讓人慾罷不能。這是科學研究前沿最振聾發聵的聲音！振奮人心，啓迪心智！

宇宙萬物互聯互動，互相影響，生活中我們能看到的，只是光可以發射或吸收的物質，有這樣一種物質，不會發射光或吸收光，隱匿無形卻存在，影響着我們生活，也許下一個大滅絕期，影響人類生存，會是它的傑作。不過本書沒有一定的天體物理，量子物理，相對論的瞭解，讀起來有點困難，不能算是很好的科普的書。 1.概念科普:暗物質是宇宙難以捉摸的組成部分，它能夠像普通物質一樣通過引力相互作用，卻不會發射光或者吸收光。 2.恐龍滅絕經過:在6600萬年前，一個直徑至少爲10公里的物體從太空衝向地球，導致了恐龍的滅絕，並殺死了地球上其他3/4的生物。 3.滅絕原因:太陽系在通過銀河系（由恆星和明亮的塵埃組成的條狀帶，可以在晴朗的夜晚看到）的中間平面時，遇到了由暗物質構成的盤面，這些暗物質改變了太陽系遠處物體的運行軌道，從而導致了這一災難性的撞擊。銀河系附近有大量暗物質圍繞，形成了一個巨大的光滑且彌散的球形暈。 4.好的方面: 4.1從一個大宇宙觀去研究，將基本粒子物理學、宇宙學以及生物學，關聯在一起，提出暗物質假設，通過種種觀測加以論證，有一定啓發意義。 4.2在提出假設論證時嚴謹細緻，多方面研究，具有很好的哲學思辨態度。 5.存在不足: 5.1文字描述晦澀，翻譯不是一人，導致中間一大段讀起來很喫力，作爲科普讀物寫的卻是類似論文的寫作模式。 5.2表述太過囉嗦，幾句話表達的事繞來繞去，把讀者繞暈。。。 6.總結: 總的來說，作者的宇宙視角研究比較新穎獨特，放之宇宙大尺度，人類存在的時間不過是一瞬，然而就這短短的一瞬，通過不斷科技創新和技術爆炸，人類對宇宙認知更加深入，宇宙的奧祕被層層揭開，也許再過短短一瞬，那些來自太空的危險可以提前預知，人類作爲共同體向着宇宙深處不斷探尋，未來的地球將會是宇宙中最閃亮的super star。同樣，作者也給出提醒，滅絕人類的，往往是人類自己，人類過度無節制的消耗正快速毀滅着宇宙百萬年甚至百億年所積累的一切。一個智慧物種不應該把自身的存在建立在與其他物種的惡性競爭和破壞稀缺的資源上，而這些資源要經過幾十億年或至少幾百萬年才能形成。對這一威脅保持警惕，理智地應用先進的科學技術，設計出最優化的方式，去更合理地應用將來會出現的新科學技術。這樣，人類才能更好地追求，擁抱和探索宇宙。

讓我們把視野拉遠放大，地球繞太陽公轉，而太陽又繞隨銀河系中心公轉。隨地球一起繞太陽公轉的還有水、金、火、木、土、天天、海王星，冥王星曾也是過去理論中行星的一員，隨着觀測精度的提高，由於同冥王星位於同一軌道還存在許多其他很多天體一一冥王星是其中最大之一，即冥王星在它的軌道上不是孤獨的，有別於其他八大行星，在行星定義上，冥王星不再是繞日行星中的一員。而在冥王星軌道範圍之外，還存在着衆多天體，它們呈球形分佈，太陽位於此球形的球心位置，是爲奧爾特雲。 之前的天文觀測表明，慧星有長短週期兩種。短週期一般認爲是來自火星與木星軌道間的小行星帶中。而長週期彗星則被認爲是來自奧爾特雲，其中一些天體受銀系潮汐、其他恆星的引力等原因擾動，脫離了原來的軌道。一部分遠離太陽。一部分接近太陽，墜入太陽更大的引力束縛中，成爲長週期彗星。 地球上隕石坑的統計顯示，長週期彗星撞擊地球或許存在一定的週期性，而目並沒有某一天文觀測與此吻合。 而作者在建立暗物質模形過程中，部分相互作用的暗物質模形引起的她的注意，她與合作者以此研究下去。結果推出，相互作用的部分暗物質會在銀河星系盤中形成一個密度更高、更薄的暗物質盤，這個理論非旦不與現有觀測相違肯，且能更好的解釋其他一些觀測現象。也能理解長週期彗星的週期性。 如果這個理論將來能被證實，那麼這個暗物質盤或許就是6600萬年前恐龍滅絕的最終禍首。 太陽繞銀河系中心公轉的同時，它受銀河盤和暗物質盤上下牽引而作往復振盪，在它穿過暗物質盤時，太陽系外圍的奧爾特雲中的部分天體受盤引力的牽引而脫離它原本的軌道，墜向太陽方向中的一顆天體形成彗星，在6600萬年前撞到了地球，它的撞擊導致地球上一系列的地震、海嘯、瀰漫全球的足以遮擋陽光的塵埃以及可能的火山爆發，這些變化又導致全球範圍內長時間的氣侯變化，溫度的降低和不見天日導致植物的大量死亡，一系列的連鎖效應隨之發生。大量食素動物（包括食素恐龍）滅絕了，接着是食肉動物（恐龍）的滅絕。