暗物质与恐龙

活动:国庆欢乐阅 书名《暗物质与恐龙》 页数:430 感想:还是一种好奇心驱动看了这本书，在宇宙未形成之前就有了暗物质，也可以说是一种能量，随着引力和离心力，两个力量的博弈，让宇宙分出明物质和暗物质，光可以是粒子，也可以是波，有磁力场和电离子，越来越多的暗物质出现在宇宙的边缘，颠覆了物理上的很多经典方程，也影响了生命结构，可以是多元宇宙，也可以是单一宇宙，这一切在于视角的解读，暗物质影响了生命的形成，在地球上的恐龙，是被暗物质的力量搅动，让一颗小行星撞破了地球，发生了生物大灭绝，地球上的五次生命大灭绝，都和暗物质相关。对于我们发展外星文明和扩张生活空间，暗物质的研究，是不能停的。

作者说::在这本书中，我尝试着展示科学研究的本质，即人们如何根据已有的知识去探索未知的领域。另一方面，宇宙和地球的历史都把我们送上了一次通往过去的、刺激却充满挑战的旅程。 作者一开始讲暗物质存在的证据。宇宙大爆炸时期，暗物质首先塑造了星系结构。再讲到太阳系结构，小行星，流星，流星撞击地球。地球物种灭绝历史。这历史有周期吗？ 从这里作者就开始讲如何运用已知的知识去探索未知。 作者讲的非常繁琐，恨不得把自己的逻辑一丝不漏的讲出来。 最后讲到，如何直接探查暗物质的存在？ 又是讲自己的逻辑，思路。 不得不说，这本书看着很不爽。总共三大章节，第一讲宇宙，第二讲太阳系和流星体撞地球，地球物种灭绝。第三讲研究暗物质。 第一，第二章节还好，虽然作者啰里啰嗦，但讲的很有意思，算是科普。第三章节简直看的头疼，不是看不懂，就是很枯燥。 最后，还是推荐一下，因为这本书最大的优点就是作者的啰里啰嗦。作者用这种表达，讲清楚了自己所有的逻辑，思路。 前两大章节的科普很有趣，第三章节，对于了解科学家如何研究未知，也值得一看，

物种大灭绝有两点值得关注： 1.持续的时间短，这个短是相当于地质年代来说的，一次物种大灭绝可以持续几百万年，物种大灭绝不是一个瞬间性的概念。在一段时间内，没有发生什么灾难性事件，但物种形成的速率远远低于物种消亡的速率，也叫物种大灭绝。正常的物种消亡速度是平均每年一个物种灭绝，我们今年的物种灭绝速度是这个平均值的几百倍，我们目前所处的年代，其实正处在一个无声无息的物种大灭绝中。 2.物种大灭绝在地球生命史上占据绝对统治地位。自地球诞生以来，曾经出现过的生物已经灭绝了超过98%。生存本身是一种特殊的幸运，灭绝才是生命的常态。 恐龙灭绝的原因有三条关键的线索： 1.铱元素：有几个地方的铱元素含量是周围土壤的几十倍，远超平均含量的铱元素，在白垩纪末期突然同时出现在地球上，合理的解释是陨石撞击。 2.周期性：物种大灭绝是有规律的，存在周期性，每隔3000万年左右就会发生一次。 撞击地球的陨石主要分两种：小行星和彗星。这两者的主要区别在于彗星有周期性，所以造成物种大灭绝的陨石，很可能是彗星而不是小行星。 太阳系的彗星大多储备在奥尔特云，距离地球非常远，有一光年的距离，可算是最远端。因为距离遥远，这里的彗星收到太阳的引力已经非常微弱，需要有其他外力的扰动，才能让这些彗星脱离轨道，进入内太阳系。引起这种周期性的引力源，有众多猜测，但最终都被科学家排除了，它们不足以成为这套灭绝机制的幕后真凶。 3.暗物质：暗物质就是不能通过电磁波的观测来进行研究，也不和电磁力产生作用的物质。人类完全没有办法看到或探测到暗物质，只能通过观测到的一些宇宙现象，间接证明暗物质的存在。 如果不假设暗物质存在，太阳系就会飞走，甚至飞出银河系。 只有一种方法，可以让暗物质和普通物质世界联系起来，就是引力。 虽然暗物质的质量很大，但它在星系中的分布是很均匀和弥散的，没有很紧密的聚集成一团，这样松散的结构是没办法产生很集中的引力的。 暗物质中的基本粒子可能也有很多种，暗物质盘和银河系盘会重合在一起。太阳就在这两个盘组成的平面上做水平运动，还会周期性的跳一跳——做垂直运动，这个周期就是3000万年左右，跟物种大灭绝的周期吻合，每次太阳穿过盘面，两个盘加在一起的引力就会把奥尔特云的彗星拉出来，形成大规模的彗星雨。 要应对彗星雨，可以考虑给陨石装上火箭，改变陨石的速度，让它提前或者延后7分钟到达地球的轨道，陨石就会与地球擦肩而过。

本来不想写书评的，因为真的不好意思说自己完全看懂了。作为外行看个热闹吧，还是学到了不少知识。 概括地说，暗物质是宇宙的主要组成部分（85%），它透明且不与任何物质（包括光）作用，只与引力有所反应，因此被发现和证明其存在。由于目前仍缺乏有效的观测手段和数据，人类对它知之甚少。作者的理论是：暗物质盘与银河星盘之间的相互碰撞，导致了太阳系彗星的周期性扰动，并在上一次改变轨道撞向地球，结束了恐龙长达一亿年的统治。 作者是个会把枯燥工作讲述成精彩故事的人，叙述通俗易懂+内容抽象神秘，因此变得超级有趣。读的时候常常会发散的想到灵魂/鬼魂/天使的设定和描述，与这暗物质的性质诸多相似，有时想象的太不着边际，差点儿忘了这是一本正经的科学读物。 最后，提醒一下和我一样的外行朋友，虽然作者说是科普读物，但字里行间熟悉的学术论文味道是有的，睡得也特别快哈哈，推荐睡前阅读。

作者从恐龙灭绝引出多次大灭绝事件，而几次大灭绝都是由陨石撞击地球导致的，而且还有很多次影响比较小的撞击，然后发现陨石撞击地球是周期性的，然后开始解读为什么是周期性的？原因是什么？论证了科学家们提出的几个主要可能性后，作者认为最有可能的一个模型是:银河系是盘状的，这个盘状结构表面看起来是气体和星体还有组成，但其实还有观测不到的暗物质盘同时存在，而太阳系在围绕银河系中心公转的同时还在上下震动，也就是说太阳系一边公转一边在银河盘中上下穿进穿出，因为物质是有相互作用力的，每次进来的时候受到的作用力就大一些，出去的时候受力就小一些，再加上银河系的潮汐作用（报考月球对地球的潮汐作用)，二力合一，就导致了太阳系边缘的奥尔特星云中的一些彗星被周期性的吸过来（因为在太阳系边缘，所以受到的控制力比较小，比较容易被吸脱离轨道)，撞到了地球上。至于确定陨石是从奥尔特云来的还有一个条件是从撞击威力来看，发现是从更远的地方来的彗星，而不是离的比较近的小行星，因为小行星虽然离得比较近，体积比较大，但是因为没有足够的距离加速，所以速度慢，威力小，而奥尔特云来的彗星则有足够的距离加速，这样的威力才能造成大灭绝。

书很清晰地被分为三个部分，首先是关于暗物质的基本知识，其次是大量与恐龙看似相关但其实是纯地质学的内容，就在我怀疑作者到底在干什么时，迎来了最后一部分，作者真的做到了将天体物理学与地质学天才般地结合起来，从恐龙灭绝引出的big question其实是地球上的大灭绝事件是否存在周期性，作者的结论是，陨石/小行星撞击地球确实存在一个大约三千三百万年的周期，而这与银河系中大量存在的暗物质有关。剧透：太阳系穿过暗物质时，系内的天体受到也许微小的扰动就会影响它们的轨道，它们就可能偏离原有的轨道，而在影响发生后的数百年后，地球就可能迎来一次密集的彗星雨（与本很小可能发生的事相比，任何扰动产生的变化都是很显著的）。作者真的做到了，让科学成为了联系世间看似无关者的至高能力。 但是，翻译有错，在一本明明经常出现地质学geology相关术语的书里，书至最后一章，译者居然把geology翻译成了地理学。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. 简中译文是：“我和马修完成了论文后，一位粒子物理学同事知道我对天文、地理和气候都很着迷，但当时他还不知道“恐龙论文”，他偶然一次告诉了我有关尼尔·沙韦夫（Nir Shaviv）及其同事的工作。沙韦夫是耶路撒冷希伯来大学的教授，他主要研究整个5.4亿年间显生宙的气候变化。”同样的问题我在作者的另一本简中译本《弯曲的旅行》中也发现了，译者竟然在译后记里直言“有太多的计算和专业术语，很多都是我难以领会的”。很难相信一名当代最优秀的物理学家的唯一简中译本，出自一名承认自己既不是科学家，甚至不是物理学专业学生（“如若那不是给科学家看的，至少也是给物理学专业学生看的”）者之手。这种身为母语者的傲慢实在令人发指。

6600万年前，称霸地球超过一亿年的恐龙们因从未提前注意到遥远太阳系的混乱，当直径超过15公里的彗星撞击地球那一刻，是被吓死的吧？而引发这次碰撞的是银河系中暗物质盘的引力影响。太阳系以2.4亿年的周期绕着银河系旋转，除了主要的公转运动，太阳系还以一个大约3200万年的周期在银河系平面上下振动。盘的引力自始至终都作用在太阳上，当太阳系在盘内或离盘非常近时，盘引力的潮汐扭曲效应就会变强。在这些特别激烈的过程中，暗物质薄密盘的潮汐作用可能扰乱了奥尔特云中一些轨道不稳定的物体的平静，一旦进入暗物质盘，奥尔特云中的冰块似乎会由于轨道崎岖，而不会待在原本的位置了。一些冰块的轨道穿过奥尔特云，来自遥远银盘的拉力偶尔有很小的变化，并根据太阳到中平面的距离而变化。它们中的很少一部分，在引力作用下脱离了初始轨道，轨道变形进入了太阳系的内部。这些冰块中至少有一个可能变成彗星，并进入与地球碰撞的轨道。暗物质的研究变得前途无量，因为它能够被传统的粒子物理学解释，并可以被目前正在运行的很多实验探测器探测到，比如通过星系的旋转曲线、引力透镜效应测量等。作者有一个大胆的假设很有趣：“为什么遵循所有已知物理定律的物质就应该表现得和普通物质一样？简明地说就是，为什么所有的物质都应该与光相互作用？暗物质可以是那些有不同电荷或者根本就没有电荷的物质。因为没有电荷或者没有与带电粒子的相互作用，暗物质就不能吸收或者发射光子。”思考已知和探索未知，是一件令人振奋的事情。

暗物质究竟是什么？ 暗物质对宇宙结构的最终形成有着怎样不可或缺的作用？ 在这本书中，天才理论物理学家丽莎·兰道尔教授用妙趣横生的案例、通俗易懂的语言，对科学求索的真相与未来娓娓道来，让人欲罢不能。这是科学研究前沿最振聋发聩的声音！振奋人心，启迪心智！

宇宙万物互联互动，互相影响，生活中我们能看到的，只是光可以发射或吸收的物质，有这样一种物质，不会发射光或吸收光，隐匿无形却存在，影响着我们生活，也许下一个大灭绝期，影响人类生存，会是它的杰作。不过本书没有一定的天体物理，量子物理，相对论的了解，读起来有点困难，不能算是很好的科普的书。 1.概念科普:暗物质是宇宙难以捉摸的组成部分，它能够像普通物质一样通过引力相互作用，却不会发射光或者吸收光。 2.恐龙灭绝经过:在6600万年前，一个直径至少为10公里的物体从太空冲向地球，导致了恐龙的灭绝，并杀死了地球上其他3/4的生物。 3.灭绝原因:太阳系在通过银河系（由恒星和明亮的尘埃组成的条状带，可以在晴朗的夜晚看到）的中间平面时，遇到了由暗物质构成的盘面，这些暗物质改变了太阳系远处物体的运行轨道，从而导致了这一灾难性的撞击。银河系附近有大量暗物质围绕，形成了一个巨大的光滑且弥散的球形晕。 4.好的方面: 4.1从一个大宇宙观去研究，将基本粒子物理学、宇宙学以及生物学，关联在一起，提出暗物质假设，通过种种观测加以论证，有一定启发意义。 4.2在提出假设论证时严谨细致，多方面研究，具有很好的哲学思辨态度。 5.存在不足: 5.1文字描述晦涩，翻译不是一人，导致中间一大段读起来很吃力，作为科普读物写的却是类似论文的写作模式。 5.2表述太过啰嗦，几句话表达的事绕来绕去，把读者绕晕。。。 6.总结: 总的来说，作者的宇宙视角研究比较新颖独特，放之宇宙大尺度，人类存在的时间不过是一瞬，然而就这短短的一瞬，通过不断科技创新和技术爆炸，人类对宇宙认知更加深入，宇宙的奥秘被层层揭开，也许再过短短一瞬，那些来自太空的危险可以提前预知，人类作为共同体向着宇宙深处不断探寻，未来的地球将会是宇宙中最闪亮的super star。同样，作者也给出提醒，灭绝人类的，往往是人类自己，人类过度无节制的消耗正快速毁灭着宇宙百万年甚至百亿年所积累的一切。一个智慧物种不应该把自身的存在建立在与其他物种的恶性竞争和破坏稀缺的资源上，而这些资源要经过几十亿年或至少几百万年才能形成。对这一威胁保持警惕，理智地应用先进的科学技术，设计出最优化的方式，去更合理地应用将来会出现的新科学技术。这样，人类才能更好地追求，拥抱和探索宇宙。

让我们把视野拉远放大，地球绕太阳公转，而太阳又绕随银河系中心公转。随地球一起绕太阳公转的还有水、金、火、木、土、天天、海王星，冥王星曾也是过去理论中行星的一员，随着观测精度的提高，由于同冥王星位于同一轨道还存在许多其他很多天体一一冥王星是其中最大之一，即冥王星在它的轨道上不是孤独的，有别于其他八大行星，在行星定义上，冥王星不再是绕日行星中的一员。而在冥王星轨道范围之外，还存在着众多天体，它们呈球形分布，太阳位于此球形的球心位置，是为奥尔特云。 之前的天文观测表明，慧星有长短周期两种。短周期一般认为是来自火星与木星轨道间的小行星带中。而长周期彗星则被认为是来自奥尔特云，其中一些天体受银系潮汐、其他恒星的引力等原因扰动，脱离了原来的轨道。一部分远离太阳。一部分接近太阳，坠入太阳更大的引力束缚中，成为长周期彗星。 地球上陨石坑的统计显示，长周期彗星撞击地球或许存在一定的周期性，而目并没有某一天文观测与此吻合。 而作者在建立暗物质模形过程中，部分相互作用的暗物质模形引起的她的注意，她与合作者以此研究下去。结果推出，相互作用的部分暗物质会在银河星系盘中形成一个密度更高、更薄的暗物质盘，这个理论非旦不与现有观测相违肯，且能更好的解释其他一些观测现象。也能理解长周期彗星的周期性。 如果这个理论将来能被证实，那么这个暗物质盘或许就是6600万年前恐龙灭绝的最终祸首。 太阳绕银河系中心公转的同时，它受银河盘和暗物质盘上下牵引而作往复振荡，在它穿过暗物质盘时，太阳系外围的奥尔特云中的部分天体受盘引力的牵引而脱离它原本的轨道，坠向太阳方向中的一颗天体形成彗星，在6600万年前撞到了地球，它的撞击导致地球上一系列的地震、海啸、弥漫全球的足以遮挡阳光的尘埃以及可能的火山爆发，这些变化又导致全球范围内长时间的气侯变化，温度的降低和不见天日导致植物的大量死亡，一系列的连锁效应随之发生。大量食素动物（包括食素恐龙）灭绝了，接着是食肉动物（恐龙）的灭绝。