超级地球上的生命 [The Life of Super-Earths] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 迪米塔尔·萨塞罗夫（Dimitar Sasselov） 著，瞿向华，林瑞辉 译

图书标签:

• 系外行星
• 超级地球
• 行星科学
• 天体生物学
• 宜居性
• 行星大气
• 地外生命
• 行星形成
• 太空探索
• 天文学

出版社： 上海科学技术出版社

ISBN：9787547836033

版次：1

商品编码：12228866

包装：平装

外文名称：The Life of Super-Earths

开本：16开

出版时间：2017-07-01

用纸：胶版纸

页数：159

字数：120000

正文语种：中文

内容简介

　　“哈佛生命起源计划”创办主任、NASA开普勒任务联合主持者萨塞罗夫教授通过当今的新研究成果，带领我们开启一次激动人心的旅程。天文学将极大拓展我们的视界，把生命的各种可能性呈现在你面前。
　　扣人心弦的故事，前所未有的征程。我们将快节奏地搜寻宜居星球和外星生命形式。寻找“超级地球”——围绕其他恒星运行的像地球那样的岩质星球——将为回答此处与彼处生命起源提供关键线索。
　　《超级地球上的生命》聚焦了天文学和生物学上为探寻未知世界而进行的开创性工作，我们对生命及其在宇宙中位置的理解将因此发生根本性转变。

作者简介

　　迪米塔尔·萨塞罗夫，哈佛大学天文学教授、“哈佛生命起源计划”创办主任，NASA开普勒任务的联合主持者。其研究被《纽约时报》《波士顿环球报》等媒体广泛报道。萨塞罗夫在哈佛大学开设的通识课程《生命：一种行星现象》广受学生欢迎，在著名在线课程网站edX上开设的课程《超级地球和生命》同样获得很高评价。萨塞罗夫还是TED和达沃斯演讲者。
　　
　　瞿向华，上海师范大学教授，博士生导师。上海市启明星学者，曾获上海市科技进步奖二等奖。主要在宇宙真空能（卡什米尔能量）、广义相对论和修正引力理论及宇宙学等方面进行研究，已在Phys，Rev.D，Phys.LettB等刊物上发表了70多篇论文。译有《不论——科学的极限与极限的科学》《通向量子引力的三条途径》等。
　　
　　林瑞辉，上海师范大学助理研究员。主要从事卡什米尔能量、修正引力和宇宙学等方面的研究工作，攻读博士学位期间在Phys.RevD等刊物发表论文8篇，并获得国家奖学金。

目录

致谢
引言 生命之谜

第一篇 超级地球
第一章 终见系外行星
第二章 行星世界
第三章 完成哥白尼革命
第四章 追逐凌星
第五章 超级地球——新型行星
第六章 超级地球——宇宙中最硬的岩石

第二篇 生命的起源
第七章 生命的尺度
第八章 生命的起源：为什么是行星？
第九章 生命是一种行星现象
第十章 我们能称之为家园的地方
第十一章 时间的流逝：宇宙很年轻，生命更年轻
第十二章 生命的未来

注释
索引

精彩书摘

　　《超级地球上的生命》：
　　大约早上五点半的时候，我在麻省的剑桥，正沿着查尔斯河旁一条空旷的大街跑步。穿过大桥进入哈佛广场，我的眼睛紧盯着东方的地平线，在那里升起的太阳正与云团争夺一片天空。我的目的地——位于哈佛园（Harvard Yard）正北面的哈佛大学科学中心——却有一派奇特的景象。入口处，哈佛行进乐队一遍又一遍地演奏一首晦涩难懂的曲子，成百上千的人正试图到达屋顶。每个人来到这里是为了看人类122年没有看到的一种景象。这是2004年6月8日，金星凌日正在进行。
　　在凌日期间，金星的黑暗小圆盘经过太阳的发光大圆盘前面，这是天空中的奇观之一，让你“看到”太阳系的内部，仿佛太阳系是一个风铃。金星的凌日是壮观但罕见的：每隔一代人才能见证到它们。这一代人是幸运的：金星的凌日现在正成对发生，下一次*将在2012年6月6日。快标注你的日历吧！
　　今天，金星的凌日对研究天文学家来说已没什么价值，但是早在1769年，两个凌日周期以前，见证这样一个凌日现象的科学回报是很大的，观察它所付出的国际努力也是非同寻常的。按照威廉·希恩盖尔（William Sheehan）和约翰·韦斯特福尔（John Westfall）在《金星凌日》（Transits of Venus）这本书中所说，这些18世纪的努力与20世纪针对月亮的竞赛是对等的。这是一个重要关头，是唯一的一次机会，可利用金星经过太阳面前来精确测量地球和太阳之间的距离，从而测量整个太阳系的距离。这不仅对纯科学来说是很重要的，正如在1767年英国凌日委员会在一份备忘录中正式照会国王乔治三世中说的那样；它对航海来说也是至关重要的。这足以说服国王支持一项使命了。1768年5月25日，詹姆斯·库克（James Cook）船长被指派去做这项工作，因而就有了他前往南太平洋的著名旅行。
　　凌日本质上是由水星或金星产生的日食，尽管这个事件不像月亮产生的日食那样令人震撼。行星的凌日不大可能减弱我们看到的太阳光——只是很小的一个百分数，对我们来说太微小，难以注意到——但是当它们在我们和恒星之间经过时，的确形成一个对着太阳的黑点。历史上，术语“凌日”是专为水星和金星保留的，但是目前，我们发现它在寻找环绕其他恒星的行星方面有更广泛的应用。对水星或金星，行星表面将只变暗1%或更少（见图4.1）。
　　当行星经过其母恒星圆盘时，会使恒星的光减弱一些，减弱的部分等于它的投影面积比上恒星的发光投影面积。圆的面积依赖于半径r的平方。因此，恒星的光减弱了这样一部分——（rp/rs）2，rp和rs分别是行星和恒星的半径。对于木星大小的行星和太阳大小的恒星，这个减弱效应大约为1%，即使用业余装备也容易探测到。然而，地球大约比太阳小109倍，当地球凌日时，仅仅减弱了太阳光的1/（109）2=0.008%。要看到这个效应是有挑战性的，但并不是不可能的。
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《巨星之歌》 宇宙深处的秘密低语 数个世纪以来，人类仰望星空，将一颗颗闪烁的星辰视为神话的起源，命运的指引，亦或是遥远而神秘的未知。我们曾用最古老的语言为它们命名，赋予它们故事，试图理解那片无垠黑暗中隐藏的意义。然而，随着科学的进步，我们逐渐意识到，星辰并非只是冰冷的、孤寂的光点，它们是宇宙最宏伟的舞台，是无数可能性的摇篮。而在这些舞台上，一些特别的存在——被我们称为“巨星”的行星——正以其独特的方式，谱写着宇宙中最令人着迷的篇章。 《巨星之歌》是一次穿越时空的伟大探索，它并非聚焦于某个具体的星球，而是将我们带入一个更为广阔的视角，去聆听那些隐藏在浩瀚宇宙深处，关于行星演化、生命起源和宇宙意义的宏大叙事。本书旨在唤醒读者内心深处对未知的好奇，激发我们对自身在宇宙中位置的深刻思考。 从尘埃到行星：宇宙工厂的奇迹 我们的故事始于宇宙最初的黎明。在那片混沌而炽热的原始星云中，最微小的尘埃颗粒，在引力的牵引下，开始了一场漫长而精密的舞蹈。亿万年的时间，无数次的碰撞与聚集，构筑了我们今天所见的行星。但并非所有的行星都遵循着相同的轨迹。在某些星系，当母星拥有比太阳更为庞大的质量，其周围的行星系统也随之展现出令人震撼的规模和多样性。这些“巨星”行星，可能拥有比我们太阳系中任何一颗行星都要巨大的体积，其引力场也更为强大，对周围环境产生着深远的影响。 本书将深入剖析行星形成的各种理论模型，从星子的吸积到行星胚胎的碰撞，从气体盘的演化到行星轨道的热稳定。我们将模拟那些发生在遥远星系中的“宇宙工厂”，观察尘埃如何聚集、岩石如何熔化、气体如何被捕获，最终孕育出形态各异的行星。其中，我们将特别关注那些比地球大得多，甚至比木星还要庞大的行星——它们是如何在极其严苛的条件下诞生的？它们的内部结构又蕴含着怎样的秘密？是炽热的熔岩世界，还是充满液态金属的奇异景象？ 巨星的独特性：引力、轨道与环境 巨星行星的诞生，往往伴随着一系列极端条件。它们可能围绕着比太阳年轻、炙热但寿命短暂的巨型恒星运转，也可能在拥有数颗恒星的双星或多星系统中挣扎求生。这些环境的独特性，赋予了巨星行星迥异于我们所熟悉行星的物理化学性质。 本书将详细探讨巨星行星的典型特征： 巨大的质量与引力： 强大的引力会极大地影响行星的形状、大气密度以及其上物质的运动。我们可能会看到表面液态金属的翻腾，或是大气层深处承受着难以想象的压力。 多样的轨道特征： 巨星行星的轨道可能比我们太阳系的行星更为复杂。它们可能采取近乎完美的圆形轨道，也可能在长椭圆轨道上经历极端的气候变化。它们还可能拥有庞大而活跃的卫星系统，这些卫星的相互作用，可能在巨星行星表面引发惊人的潮汐力，甚至导致火山活动的频繁爆发。 极端的大气层： 巨星行星的稠密大气层，可能由比氢和氦更重的元素组成，例如氨、甲烷，甚至是复杂的碳氢化合物。这些大气层内部可能存在着持续的闪电风暴，或是超音速的狂风，形成我们无法想象的极端天气现象。 活跃的地质活动： 强大的内部热量和潮汐力的作用，使得巨星行星的地质活动异常活跃。岩浆可能会涌上地表，形成巨大的火山链；板块运动可能导致地壳的剧烈变形，形成如同巨大褶皱的山脉。 生命的可能性：在极端中寻找希望 当我们将目光投向宇宙中那些看似贫瘠的角落，却总能发现生命的顽强。生命，似乎总是能在我们最意想不到的地方扎根。那么，在那些被巨星行星所主导的极端环境中，生命是否还有存在的可能？ 《巨星之歌》将秉持科学的严谨，同时又充满对生命可能性的浪漫想象，探讨巨星行星上生命存在的条件： 宜居带的重新定义： 传统的宜居带概念，通常是基于类地行星围绕类太阳恒星运转的假设。然而，对于巨星行星而言，这个概念需要被重新审视。它们可能围绕着红矮星这类寿命悠长的恒星运转，虽然红矮星的活动性较高，但巨星行星的稠密大气层和强大的磁场，或许能够为生命提供保护。 地下的生命绿洲： 如果巨星行星的表面环境过于恶劣，生命是否可能存在于其地下？地下深处的液态水层，或者地壳深处由地热提供的能源，都可能成为生命演化的温床。这些地下生命，或许会以一种完全不同于地表生命的形式存在，它们可能依赖化学能而非光能，可能拥有独特的感知方式。 卫星上的生命： 许多巨星行星拥有庞大而活跃的卫星系统。这些卫星，即使本身并不位于宜居带，也可能因为巨星行星的强大潮汐力而被加热，在其内部形成液态水海洋，成为孕育生命的绝佳场所。我们所熟知的土卫二“恩塞拉多斯”和木卫二“欧罗巴”，便是我们太阳系中潜在的生命摇篮。在其他星系，巨星行星的卫星系统可能更为庞大和复杂，其蕴藏的生命可能性也更为丰富。 极端生物的形态： 如果生命能够在巨星行星上存在，它们将会是怎样的形态？或许是能够承受巨大压力的深海生物，或许是依赖化学反应生存的地下微生物，又或许是能够在极端电磁场中导航的奇特生物。本书将引用生物学、化学和物理学的最新研究成果，描绘这些可能的生命形态，它们对环境的适应，它们独特的代谢方式，以及它们可能的社会结构。 宇宙的宏图：巨星行星与我们 《巨星之歌》不仅仅是一次对遥远星球的科学考察，更是一次对人类自身在宇宙中位置的哲学追问。我们生活在一颗美丽的蓝色星球上，但这并非是宇宙中唯一的奇迹。巨星行星的存在，拓展了我们对行星系统的认知，也让我们看到了生命存在的无限可能性。 当我们仰望星空，那些遥远而巨大的光点，或许不再仅仅是冰冷的存在，它们成为了宇宙宏大叙事中的重要组成部分。它们的存在，提醒我们宇宙的辽阔与复杂，生命的顽强与多样。它们的存在，也促使我们反思，在这个充满无限可能的宇宙中，我们是否是孤独的？ 本书旨在为读者提供一个全面而引人入胜的视角，去理解巨星行星的形成、特征以及它们可能孕育的生命。我们不预设答案，而是鼓励读者一起去探索，去思考，去感受宇宙深处的低语，去聆听那首关于巨星行星的壮丽之歌。这首歌，是关于物质的演化，是关于能量的流动，更是关于生命永恒的追寻。它在宇宙的每一个角落回响，等待着有心人去倾听。 《巨星之歌》是一次心灵的旅行，一次智慧的启迪。它将带你走出太阳系的边界，去领略宇宙的恢弘壮丽，去触摸那隐藏在巨大行星背后的生命脉搏。这是一本关于希望的书，一本关于探索的书，一本关于宇宙本身的书。翻开它，你将与最古老的星尘对话，与最遥远的可能相遇，与宇宙的宏大融为一体。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对天文学史和科学史非常着迷的读者，所以当我拿起一本关于新发现的行星的书时，我天然地期待它能将这些新发现置于人类认知演变的长河中进行审视。我希望看到作者能够追溯从哥白尼到开普勒，再到韦伯望远镜的时代，人类如何一步步拓宽了对“家园”的定义。这本书应该能提供一些关于观测技术突破的精彩故事，比如哈勃的遗产如何被詹姆斯·韦伯所继承和超越，那些关键的数学模型和物理学原理是如何帮助我们“看见”那些遥远的光点的。如果作者能像一位优秀的史学家那样，将科学的发现描绘成一场充满智慧与激情的战役，那这本书的价值就不仅仅停留在纯粹的科普层面了。我希望它能让我感受到，每一个科学发现背后，都凝结着无数科学家的心血和人类永不满足的好奇心。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的期望，更多地集中在它如何处理“不确定性”和“未来展望”上。我们知道，现阶段对系外行星的了解还非常初级，很多推论都建立在模型和概率之上。我希望作者能够非常坦诚地展现科学的局限性，清晰地区分哪些是确凿的观测数据，哪些是基于现有物理学框架的合理猜想，以及哪些仅仅是哲学上的可能性。一个成熟的科学作者应该能够引导读者理解科学过程本身，包括同行评审、数据修正和范式转换。我特别喜欢那种能够引人深思的结尾段落，它不应该给出一个简单的“是”或“否”的答案，而是应该提出更多更尖锐的问题，激发下一代科学家和探索者的热情。如果这本书能让我意识到，我们距离真正了解这些“超级地球”还有多远，并激励我去关注未来的任务进展，那么它就已经是一本非常成功的作品了。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，我买这本书是抱着极大的功利心，我正在为我的一个科幻短篇小说寻找灵感，特别是关于极端环境下的生态系统构建。我需要的是具体的、可操作的、甚至带有一点“硬核”设定的细节。例如，如果一个超级地球的引力是地球的两倍，那么那里的植物会如何适应地表压力，它们的细胞壁结构会是怎样的？如果它的轨道偏心率很高，导致剧烈的季节变化，那里的生命体又进化出了何种休眠机制？我期待看到的是一份详尽的“超级地球生态学手册”，里面充满了基于现有物理定律推演出的奇特生物构造和生存策略。如果这本书的内容过于学术化，充满了晦涩的公式，我会感到受挫；但如果它只是停留在“哦，那里可能有水”这种层面，那我就会觉得它完全没有满足我作为一位创作者的需求，因为它没有提供可以构建一个可信的、引人入胜的异星世界的“砖块”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来真是引人入胜，我得承认，我是在书店里被它那种宏大的标题吸引的，光是“超级地球”这几个字就足够让人浮想联翩。我是一个标准的科幻爱好者，尤其痴迷于系外行星探索的最新进展，所以当我在书架上看到它时，几乎是立刻就拿了起来。封面设计简洁有力，那种深邃的宇宙背景配上某种抽象的、暗示着巨大岩石行星的图形，确实很有品味。我原本期待的是一场关于宜居带、大气组成以及地质活动的高级科普盛宴，也许还会穿插一些对未来殖民前景的激动人心的设想。我希望能读到一些关于如何通过光谱分析来推断行星表面的海洋覆盖率和植被特征的深度分析，而不是泛泛而谈。对我来说，一个好的太空探索主题的书籍，其价值在于能否提供独到且扎实的科学见解，让人在合上书本时，感觉自己对宇宙的理解又进了一步，而不是仅仅满足于一些引人注目的标题党式描述。我非常看重作者的专业背景和论证的严谨性，希望能从字里行间感受到那种对未知世界探索的敬畏与精确的科学态度。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我买这本书纯粹是冲着封面上的那个“生命”二字去的，我总觉得，在浩瀚的宇宙中，地球不可能是唯一的奇迹。我个人的偏好是那种充满哲学思辨色彩的探讨，关于生命存在的普遍性、不同生命形式演化的可能性，以及我们人类在宇宙尺度下的自我定位。我希望作者能大胆地跳出“碳基生命”的窠臼，去构想一些基于硅、氨水甚至等离子体形态的生命体，并给出合理的理论支撑。读完后，我希望能对“我们是否孤独”这个问题产生更深层次的思考，而不是停留在寻找水和氧气的初级阶段。我更期待作者能引用一些最新的生物物理学和信息论的研究成果，来论证复杂性如何从简单的物理法则中涌现出来。如果这本书只是在罗列已知的系外行星数据，那我可能会感到非常失望，因为它缺乏那种能触及灵魂深处的、对“存在”本质的追问，而这正是我阅读这类题材时最看重的精神食粮。