当我们仰望夜空时，BBC和那些科学家们都在想什么？

观测 ...................................................................................................................................... 1
裸眼观测 ......................................................................................................................... 2
Q001 对于比《仰望夜空》节目更年轻的人，你会如何建议他们开始从事业余天文观测呢？ 2
Q002 太阳是如此明亮，而太空本身却如此黑暗，这是为什么呢？ 4
Q003 当我站在英国面向太阳时，太阳似乎是从我的左边向右边移动。如果我站在澳大利亚，太阳移动的方向会改变吗？ 5
Q004 从北极、南极或者赤道上某一点观察到的夜空会有什么不同吗？ 5
Q005 为什么没有真正明亮的星星呢？在晴朗的夜晚外出时可以看到很多星星，但是肉眼看来它们的亮度都差不多。照逻辑来说，应该有一些特别亮的星星才对，它们可能非常大或离我们非常近，以至于我们在白天都可以看得到。 6
Q006 在猎户座的左下方有一颗很大的星星，总是明亮地一闪一闪着。通过双筒望远镜看过去，我们会看到如万花筒般的颜色：红色、蓝色、绿色、黄色。你能告诉我这个美妙的景象是什么吗？ 7
Q007 过去我经常用肉眼看到国际空间站飞过夜空，有时候看起来很壮观，但我应如何用更高倍数的望远镜观察它呢？它移动的速度很快，我可以追踪它吗？ 8
Q008 我的父亲观察到在北极星不远的地方，发生了像恒星爆炸的现象。在肉眼看来，这一颗恒星爆炸后就完全消失了，这是经常发生的事吗？ 9
Q009 有一个绿色圆柱体快速地移动，既不是垂直也不是水平的，它的速度比流星慢，但看起来更大，那是什么呢？ 9
天文望远镜 ................................................................................................................... 11
Q010 对于初学者来说，刚开始好使用哪一种天文望远镜呢？用这种望远镜能看到什么？ 11
Q011 我该如何清楚地看到梅西耶天体（Messier objects），特别是那些星系呢？ 14
Q012 你能解释一下“闪烁星云”（Blinking Nebula）的异常现象吗？我知道这是某种视错觉，但眼睛为何会被“欺骗”呢？ 15
Q013 观测宇宙是使用双筒望远镜、两眼一起看更好，还是使用天文望远镜、一只眼睛看更好？市面上有专业的双筒天文望远镜吗？ 16
Q014 我有一架3 英寸（76 毫米）的反射式望远镜，配有几个目镜，从20 毫米到4 毫米都有。我可以用这种低配设备看到什么呢？ 16
Q015 不同的目镜分别有什么功能呢？如25 毫米的广角目镜？ 18
Q016 装有发动机的望远镜对新手有用吗？ 20
Q017 在21 世纪，随着业余天文摄影技术的进步，素描还有用吗？业余的素描画家还能有所贡献吗？ 21
Q018 我通过天文望远镜看到的影像都是黑白的，可是为什么哈勃太空望远镜的影像总是有灿烂的颜色呢？ 21
Q019 我是卡尔• 萨根（Carl Sagan）的粉丝，我想知道有没有可能从地球上看到第2709 号小行星萨根（asteroid 2709 Sagan）呢？ 22
天文摄影 ....................................................................................................................... 23
Q020 星星在夜空中会移动，我要怎样做才能拍到它们的照片呢？ 23
Q021 如果《仰望夜空》这个节目再播700 集，53 年以后，我们能看到怎样的照片或影像呢？它们的清晰度又会如何？ 23
光污染 ............................................................................................................................ 25
Q022 对付光污染好的方法是什么？有没有什么技巧避免呢？ 25
Q023 英国哪些地方是远离光污染、适合观测星空的呢？ 25
Q024 我住在一个光污染非常严重的地方，只能看到亮的恒星和行星。如果我知道自己的地点以及天空中天体的位置，有没有方法可以辨识出这个天体呢？ 26
Q025 我们在夜间观测星空时，处于地球的阴暗面，但是太阳光还是直接照射我们观测方向的天空。为什么太阳光不会对夜空造成任何干扰呢？ 26
射电天文学 ................................................................................................................... 28
Q026 听说射电望远镜（radio telescope）和光学望远镜不同，可以连续24 小时观测，这是为什么呢？ 28
Q027 过去50 年里，越来越多的人开始学习天文学，还有很多公司在制造与销售天文望远镜。你认为在未来50 年里，会不会有公司制造一般人可购买的、可以放在后院的射电望远镜？ 28
业余科学家 ................................................................................................................... 29
Q028 哪些领域的科学是业余天文爱好者可以参与的？ 29
Q029 在《仰望夜空》播出的历史中，业余天文爱好者的角色有什么变化吗？你觉得在接下来的50 年里，他们的角色又会有怎样的发展呢？ 30
Q030 我们很期待在福克兰群岛（Falkland Islands）上建造天文台。鉴于这个天文台位于南大西洋，你认为它对天文学专家和业余爱好者来说有什么用途呢？ 30
过去和未来的天空 ...................................................................................................... 32
Q031 古时候的人类是如何准确测量星星的运动以及地球自转轴的进动（precession）的？ 32
Q032 英国适合看极光的地方是哪里？ 34
Q033 在《仰望夜空》播出的期间里，天空有什么改变吗？夜空中有没有新的天体出现，有没有星星或其他天体的位置、外观发生了改变？ 34
Q034 未来的观星者看到的星星排列阵列会和我们现在所看到的一样吗？比如说，北斗七星、猎户腰带（Orion’s Belt）、鹰状星云（Eagle Nebula）等。 35
Q035 如果我们可以将时间快进10 亿年，那时候的天空会是什么样子的呢？会有多少星星不再存在？ 35
Q036 如果把太阳系从银河系中剥离出来，然后完整地放在太空中另外一个空旷的区域，我们会变好还是变糟呢？ 36
月球 .................................................................................................................................... 37
观测 ................................................................................................................................ 38
Q037 我记得20 世纪70 年代末，也就是我小的时候，我参加一个朋友的生日聚会时看到天上的月亮似乎很大。我记得很多人都在说，那天的月亮大得有多么的不寻常。这种视觉上的错觉该怎么解释呢？ 38
Q038“ 蓝月”到底是什么？ 39
Q039 地球和太阳之间的距离是否会根据月相而有所改变呢？ 40
Q040 我们总是看到月球的同一面，从来看不到它背向地球的阴暗面。如果这是真的，那么月球是如何保持这种中立状态达数百万年的呢？这是巧合还是另有原因呢？ 40
轨道与潮汐 ................................................................................................................... 42
Q041 月亮比太阳小400 倍，月亮与我们的距离也比太阳与我们的距离近400倍，可是为什么在天空中看起来，太阳和月亮一样大呢？ 42
Q042 如果我们有两个卫星（月球），地球会是什么样子的呢？ 42
Q043 月食对地震有影响吗？如果其他行星排成一条直线的话，会不会有影响呢？ 43
Q044“ 地月系统”是双行星系统吗？如果不是，为什么呢？ 44
Q045 为什么月球每24 小时才完成一圈公转，但我们在24 小时内却有两次潮汐？ 44
Q046 月球在远离地球，是什么力量把它拉离轨道的呢？ 45
Q047 月球在4 亿年前（泥盆纪初期）与地球的距离是多少呢？当时的潮汐和现在相比有多高呢？ 47
Q048 为什么我们有时会在天空的同一区域看到月球和太阳呢？ 48
Q049 火山爆发、陨石撞击、核爆炸、火箭发射等会影响行星或卫星运行的轨道或速度吗？ 48
Q050 我们很少听说1986 年发现的第二个“月球”——克鲁特尼（Cruithne）。它是不是依旧相对于地球在不规则运行？为什么没有对它进行研究的项目？ 50
日食和月食 ................................................................................................................... 52
Q051 月食时，地球是完美地遮住了月球吗？ 52
Q052 为什么月食只会在满月时出现？ 52
Q053 上次在英国看到日全食时，我还在天空中看到了一颗漂亮的行星。我绝不会忘记那个景象，真是太惊人了！为什么我没有听说过其他人在日食时看到其他行星的事呢？ 53
Q054 地球的轨道不是圆形的，和太阳的距离也会改变。如果在我们接近太阳时发生日食会怎么样呢？ 54
Q055 太阳系里还有其他地方可以看到日食现象吗？ 54
形成与撞击 ................................................................................................................... 56
Q056 为什么地球的卫星——月球是圆的，但其他行星的卫星却是不规则形状的？这是怎么形成的呢？ 56
Q057 月球的公转方向是不是从形成以来就与地球自转的方向一样呢？ 57
Q058 既然月球上布满小行星撞击的证据，那为什么我们现在看不到小行星撞击它呢？ 58
Q059 曾经有人观测到月球陨石坑的形成吗？如果有，后一次是什么时候发生的呢？ 59
Q060 如果一颗小行星撞上我们的月球而不是地球，会发生什么事呢？ 60
Q061 月球背面的陨石坑更大，是因为地球保护了月球面对我们的这一面吗？ 61
神秘现象 ....................................................................................................................... 63
Q062 月球上有“月涡”（Lunar swirl），通常位于大型撞击盆地正对面。这些撞击盆地形成于数十亿年前，为什么现在还看得到月涡呢？ 63
Q063 阴谋论者告诉我们登陆月球只是一场戏。如果登陆月球是真的，那么现在地球上的望远镜可以看到登月探测器与发射平台吗？ 63
Q064 在关于月球观测的问题中，你想知道答案的是哪一个？这么多年来，有什么问题是你抓破脑袋也想不通的吗？ 64
Q065 我们可以在月球背对地球那面建造望远镜吗？这样做会有什么好处？ 64
太阳系 ............................................................................................................................... 67
Q066 你可以描述太阳系中，行星与太阳的相对大小及距离吗？ 68
Q067 为什么没有像足球那么小的行星呢？ 70
Q068 行星有没有可能和太阳一样大呢？ 70
Q069 为什么行星是球体？ 71
Q070 如果太阳系内所有行星都是由相同的物质云、通过类似的机制形成的，为什么它们彼此间如此不同，尤其是土星？ 71
轨道与旋转 ................................................................................................................... 73
Q071 为什么行星围绕恒星的轨道是椭圆形，而不是圆形的？ 73
Q072 每次我们在银幕上或书中看到的太阳系都是扁平的，这样的图像有多准确？是通过怎样的观测得出的呢？ 73
Q073 这是我儿子提出的问题：行星自转开始的原因是什么？ 74
Q074 有没有行星的自转方向是错误的呢？ 75
Q075 行星会渐渐远离太阳、飘向太阳，还是保持原地不动？ 76
Q076 在我们的太阳系内，地球绕着太阳转，但太阳是否也有公转轨道呢？会不会影响地球呢？ 77
太阳 ................................................................................................................................ 79
Q077 是谁个意识到太阳只是一颗普通的恒星，就像我们在夜空中看到的成千上万颗恒星一样？ 79
Q078 太阳真的每秒都会减轻400 万吨吗？ 80
Q079 日珥到底多久发生一次？一分钟、一小时还是一天？ 80
Q080 为什么日冕比光球层热那么多？ 81
Q081 如果我们能听到太阳发出的声音，会是什么样的呢？ 82
地球 ................................................................................................................................ 84
Q082 为什么早的日落和晚的日出没有出现在短的一天中呢？ 84
Q083 月球引起了地球上的潮汐，那其他行星会不会造成类似的影响？ 85
Q084 是谁决定我们现在看地球的方式，如认为澳大利亚在“下方”？ 85
Q085 地球一天自转多远？有人认为是360°，但是应该加上地球一天绕太阳公
转的一小段距离吧？ 86
Q086 不考虑数学，如果地球在太阳的另一边有一颗姐妹行星，那么有没有可能我们就错过了这一颗星球？ 86
Q087 地球是不是已知的温纪录保持者呢？ 87
Q088 如果太阳在4 月1 日停止运作，那么地球上所有生命会以多快的速度消失呢？ 87
Q089 为什么地球和月球不会因为引力而相撞？ 89
Q090 有时候我们会观察到水星和金星凌日现象，从火星上可以观察到类似的地球凌日吗？ 89
水星、金星与火星 ...................................................................................................... 90
Q091 水星会不会是早期太阳系“热木星”的残余核心呢？ 90
Q092 既然暴露在强烈太阳风中的火星已经失去了大气层，那金星又是如何保持它的大气层呢？ 90
12 
Q093 为什么金星自转的方向和其他行星相反呢？ 91
Q094 火星上有火山吗？ 92
Q095 有什么证据可以证明太阳风是导致火星失去大气的原因吗？ 92
Q096 如果火星再大一些，金星再小一些，我们的太阳系就会有三颗像地球一样的行星吗？ 93
木星 ................................................................................................................................ 94
Q097 木星有时候被描述成一颗失败的恒星。果真如此吗？ 94
Q098 其他天体的经度是如何划分的？特别是当它们有一个移动的大气层时。 94
Q099 我知道木星的大气层有带电风暴，但这些风暴发生时会有声音吗？如果有，和我们在地球上听到的一样吗？ 95
Q100《 仰望夜空》开始播出时，有九大行星和较少的卫星（如当时木星的卫星只有12 颗），你觉得再过50 年会变成什么样子？ 96
土星 ................................................................................................................................ 98
Q101 为什么土星环完全由水冰，而不是岩石类物质构成？ 98
Q102 为什么土星环是我们所看到的扁而圆的形状？ 99
Q103 土星环是正圆形的，还是非常接近正圆的椭圆？ 99
Q104 土星的卫星土卫十六是造成土星外环碎片扭曲的原因吗？ 99
Q105 为什么土星北极附近会出现六边形的特征？ 100
Q106 土卫六上有土星引力引起的潮汐吗？土卫六上流动的碳氢化合物会产生哪种沉淀物特征呢？ 100
Q107 为什么气态巨行星有很多卫星，但像地球这样的类地行星却不多呢？ 101
外太阳系 ..................................................................................................................... 103
Q108 既然太阳系边缘温度非常低，那么海王星的卫星海卫一是如何会产生旅行者2 号探测器于1989 年看到的冰间歇泉的呢？ 103
Q109 自我们有记录以来，冥王星真的还没完成过一次公转吗？ 104
Q110 柯伊伯带内有足够的物质可以再形成一两颗行星吗？如果有，那为什么还没有发生呢？ 104
Q111 你对冥王星被降级有什么看法？ 105
Q112 赛德娜的表面是由红色的冰构成的吗？ 106
Q113 旅行者1 号和2 号即将离开太阳系，一旦它们离开，会发生什么呢？在未来的几千年里，又有什么在等待它们呢？ 107
Q114 广域红外巡天探测卫星（WISE）或其他太空任务有没有发现奥尔特云可能存在褐矮星或黯淡红矮星的证据？未来的探测活动，例如，泛星计划（Pan-STARRS，全称为全景巡天望远镜和快速反应系统）或大口径全天巡视望远镜（Large Synoptic Survey Telescope，缩写为LSST）会不会发现其他证据？ 108
小行星与彗星 ............................................................................................................. 109
Q115 为什么会存在小行星带，而不是形成另一颗行星呢？ 109
Q116 彗星是怎么从天空中飞过的？ 109
Q117 我们能不能估计早期需要多少彗星撞击地球才能让海洋装满水？这些彗星还带来了哪些其他物质？ 110
Q118 彗星里的水是哪里来的？ 111
Q119 进入我们太阳系的彗星中，哪一颗会飞得远，到太空的深处呢？ 111
Q120 地球和小行星的距离要多近，才会在交会时产生负面影响？ 112
Q121 我和我的朋友曾在2002 年7 月看到一颗类似巨型小行星的天体飞过大气层。过了这么久，还有没有可能追踪到它呢？ 113
Q122 英国是否正在开展越地小行星（Earth-crossing asteroid）探测计划并且有什么响应办法？ 113
Q123 如果阳光照到小行星会使它在太空中移动，那么地球是否曾经因为表面被光照到而移动呢？ 114
Q124 我可以在教堂屋顶边的排水沟中找到小陨石吗？如果可以，我要怎么辨认它们呢？ 114
Q125 我们该如何判断一块岩石（如陨石）的年龄呢？ 115
磁场 .............................................................................................................................. 116
Q126 行星的南北极和磁铁的两极一样吗？如果两颗处于撞击轨道上的行星的北极相对，那么它们会互相排斥吗？还是排斥力会太微弱呢？ 116
Q127 磁场只会和移动的电荷共存，如电流，为什么天文物理学中并没有考虑电力呢？ 116
从开始到结束 ............................................................................................................. 118
Q128 既然地球的年龄大约是宇宙年龄的1/3，那么怎么会有时间形成自然界的所有元素呢？ 118
Q129 气态巨行星和固态岩石行星到底哪一个先出现呢？ 119
Q130 地球上的生命什么时候灭绝？为什么？ 120
Q131 当太阳变成红巨星时，质量就会变小，这是不是意味着在地球毁灭之前的一段时间内，地球将进入一个更大的公转轨道？ 120
Q132 我们都听说过内太阳系的岩质行星在太阳死亡时的命运，那么，外太阳系的气态巨行星与冰巨星会怎样呢？ 121
恒星与星系 ................................................................................................................... 123
距离 .............................................................................................................................. 124
Q133 用什么方法可以测量与恒星的距离呢？我们又怎么知道测量结果是否正确呢？ 124
Q134 天文学家如何分辨较远的大而亮的恒星，以及较近的小而暗的恒星呢？ 126
Q135 借助更强大的望远镜，我们现在观测的恒星与星系是它们几百万年前的样子。现在，这些恒星和星系在天空中的位置是否已经改变了呢？ 127
了解我们的星系 ........................................................................................................ 129
Q136 对于住在离太阳近的恒星周围行星上的外星人来说，太阳看起来是什么样子的呢？它会有多亮，又在哪一个星座里呢？他们会不会探测到其他行星的存在呢？ 129
Q137 太阳系在银河系的什么位置呢？ 130
Q138 我们的太阳系是否和银河系的扁盘对齐？ 131
Q139 我们从观测中得知我们位于自身银河系的一条旋臂内，那么，我们知道自己在宇宙中的位置吗？ 132
Q140 如果我们同时考虑地球的自转、围绕太阳公转以及太阳绕着银河系转动的速度，那么我们在太空中的移动速度有多快呢？ 133
Q141 太阳系是如何与来自银河系中心的粒子相互作用的？ 134
双星与星团 ................................................................................................................. 135
Q142 一个恒星系里可能有两个恒星吗？ 135
Q143 在双星系统中，一定有一颗恒星夺去另一颗的质量吗？是什么引发这样的过程，后的结果又是什么呢？ 135
Q144 球状星团（globular cluster）里的恒星会不会由于和其他恒星相遇而“挥发”？为什么围绕我们银河系的矮星系（dwarf galaxy）都被撕裂了，球状星团却不会呢？ 136
诞生、寿命、死亡 .................................................................................................... 138
Q145 听说恒星是从气体云中诞生的，但到底是什么物理原理会使一团气体云在无边无际的太空中坍缩形成恒星呢？ 138
Q146 说到新恒星的形成，我们通常都会提到氢气和尘埃云，尘埃云是由什么组成的呢？ 138
Q147 猎户座明亮星云IC434 的亮度让我们看到了马头星云（Horsehead Nebula）的轮廓，那么，哪一颗恒星是它的能量来源呢？ 139
Q148 为什么恒星的大小都不一样？它们似乎应该在达到某个临界质量与核心温度时，就一起“点亮”。如果在恒星一开始“点亮”时，任何多余的气体都会被吹走，那么夜空中会闪亮的星星应该是红矮星，但事实显然不是这样。 140
Q149 恒星R136a1 是太阳质量的256 倍，但我们本来以为它是不可能存在的。那么，一颗恒星的质量实际极限是多少呢？ 140
Q150 一般我们认为，太阳是从一团类似猎户座星云的气体云与尘埃中诞生的，有没有可能在50 亿年后，我们能判断夜空里的哪些恒星是太阳的手足？141
Q151 为什么那些不够大、不足以支撑核聚变的恒星被称为褐矮星呢？ 142
Q152 如果红矮星把核心所有的氢都燃烧成氦会怎么样？对它的壳层会有什么影响？ 142
Q153 为什么大质量恒星的寿命比小型恒星短？ 143
Q154 恒星需要多大才会在爆炸之后形成黑洞？ 144
超新星 .......................................................................................................................... 145
Q155 超新星到底有多少种，它们之间有什么差别呢？ 145
Q156 如果有可能拿出一小块中子星的标本，这块标本会维持稳定吗？它会开始衰败还是爆炸？ 146
Q157 你如何看待夸克星的存在？ 147
Q158 天文学家能不能预测什么时候会出现肉眼可见的超新星呢？ 147
Q159 如果银河系内有恒星发生爆炸，会不会影响在地球上的我们呢？曾经发生过这种事吗？ 148
Q160 猎户座的参宿四变成超新星时会有多亮，会维持多久呢？观察它会有危险吗？它会不会已经爆炸了，只是光线还没到达我们这里呢？ 149
Q161 参宿四的英文 Betelgeuse 怎么读？ 149
Q162 你是否曾经观察到超新星1987A ？如果有，当你看到这么壮观的景象时是什么感觉呢？ 150
Q163 如果两颗超新星刚好同时挨着爆炸了，会出现“超级超新星”吗？ 150
Q164 一颗超新星产生的尘埃如何形成这么多新恒星？这些新恒星都很小，还是形成超新星的恒星非常大呢？ 151
星系 .............................................................................................................................. 152
Q165 星系的中心是什么样子呢？ 152
Q166 我们的银河系是怎么形成旋臂的？中央的转速是不是比外部的边缘更快？ 152
Q167 如果宇宙在膨胀，为什么仙女座星系会撞上银河系呢？ 154
Q168 仙女座星系撞上银河系时会发生什么事呢？会对地球产生什么影响吗？ 155
Q169 像银河这样的星系是否曾经将边缘的恒星甩进星系际空间里？有没有“孤儿”恒星独自飘浮在星系之间的太空里呢？ 156
Q170 既然从那么遥远的距离外传来的光都可以如此清晰，那么太空深处到底有多少物质呢？ 157
Q171 如果行星和太阳都有气候和季节，那星系和宇宙会不会也有气候和季节呢？ 158
Q172 哈尼天体（Hanny’s Voorwerp）到底是什么？ 159
Q173 我曾经读过一些文章，里面写到“一些星系团周围有超热气体晕圈，或者被注入超热气体”。这样的气体会不会让星系团无法诞生生命？ 160
Q174 星系丝状结构（galactic filament）以及它们之间的巨大空洞是什么造成的？它们真的是宇宙中已知的结构吗？ 161
Q175 为什么包括星系、行星和恒星在内的所有东西都会旋转？是什么启动了这个过程呢？ 162
宇宙学 ............................................................................................................................. 165
宇宙的扩张 ................................................................................................................. 166
Q176 不论天文学家观测宇宙的哪里，星系都在从四面八方远离我们，地球似乎是宇宙的中心。可是，我们不认为地球是中心。那么，我们是怎么知道它不是的呢？ 166
Q177 我们知道银河系距离大爆炸的原点有多远吗？有没有剩下的残骸呢？ 168
Q178 我们知道自己相对于宇宙的其他部分在太空中前进的速度有多快吗？宇宙中有完全静止不会向任何方向移动的东西吗？ 169
Q179 天文学家观察到星系正在远离彼此，但我们如何知道这是源于空间本身的膨胀，而不是源于星系在固定空间内的运动呢？ 170
Q180 在持续膨胀的宇宙中，到底是什么在膨胀——是星系之间的空间、恒星之间的空间、行星之间的空间还是其他东西？地球与月球之间的空间也在膨胀吗？ 173
Q181 我曾经在天文学家马丁• 里斯（Martin Rees）的书里读到，我们的银河系正以每秒600千米的速度向室女座星系团移动，而室女座星团则在向其他星团移动。包括我们在内，有数以百计的星系都被拉向一个叫作“巨引源”（Great Attractor）的物质。我们如何知道我们并不是位于一个以“巨引源”为中心收缩的宇宙中呢？ 176
Q182 哈勃太空望远镜发现的那些非常遥远的星系，是不是和邻近星系一样有膨胀的状况？ 177
Q183 如果光需要很长的时间才能到达地球，那么很多我们观测到的天体是不是可能都已经不存在了？ 178
Q184 如果说“大爆炸”是物质的径向扩展，那么为什么宇宙中几乎所有事物都在旋转？ 179
Q185 宇宙在旋转吗？ 180
Q186 长久以来，大家都知道宇宙在膨胀，而且越远的天体移动的速度越快。但是既然我们看到的遥远天体是存在于很久以前的，又怎么知道宇宙到现在还在膨胀？ 181
Q187 为什么宇宙的膨胀会越来越快，而不是如预期的越来越慢？ 182
Q188 既然用“标准烛光”来探索膨胀中的宇宙被证明是不准确的，那这会如何影响我们对膨胀中宇宙的理解呢？ 183
Q189 如果宇宙微波背景辐射是大爆炸的残余，那么为什么我们现在还看得见呢？它不是应该以光速的速度向外前进，早就超过我们了吗？ 184
Q190 当我们在描述星系有多遥远时，会用到“光年”这个词。但是这在膨胀的宇宙中代表着什么呢？如果我们说一个星系在好几光年外，而光是以固定的速度传播的，那么明年我们与这个星系间的距离就会增加。我们会不会修正这些距离以符合宇宙的膨胀现象，还是这样的影响是可以被忽略的呢？ 185
Q191 如果宇宙从大爆炸时就开始以光速膨胀，怎么还能够膨胀得更大呢？这是不是表示光速并不是宇宙中快的速度？ 186
Q192 有什么更好的理由能让人相信整个宇宙都包含在我们的宇宙视界内吗？在我们的视界之外还会有更多星系吗？ 187
Q193 整个宇宙的质量是多少？ 188
Q194 如果宇宙在膨胀，那会不会有一天，所有东西都会消失在我们的视线里呢？ 188
Q195 在《仰望夜空》的播出期间，我们对宇宙的年龄与大小的估计改变了多少呢？ 189
Q196 宇宙的质量是否在增加？ 192
Q197 宇宙是什么形状？我们如何知道呢？ 192
Q198 我们怎么确定宇宙是无穷尽的呢？ 194
Q199 宇宙之外是什么东西呢？宇宙又在向哪里膨胀呢？ 195
Q200 我们很难将膨胀中的宇宙具象化，但可以把它比作充气中的气球，气球的表面有星系，并且星系间会随着时间的推移而越来越遥远。在这个类比中，气球内部有什么东西吗？ 195
大爆炸与早期宇宙 .................................................................................................... 196
Q201 大爆炸之前有什么东西呢？ 196
Q202 如果宇宙是一道菜，那么食谱是什么？需要花多长时间才能烹制好？ 196
Q203 我常听到文献中使用“纯能量”这个词来描述早期宇宙，“没有物质的能量”是可能存在的吗？ 199
Q204 我曾经读到过，在非常早期的宇宙“暴胀”阶段，当时膨胀的速度比光速还快。这难道不是与“没有东西可以比光速快”相矛盾吗？ 200
Q205 科学家是怎么确定大爆炸后不到1 秒内发生的事呢？ 201
Q206 大爆炸发生的时候有声音吗？ 202
暗物质与暗能量 ........................................................................................................ 204
Q207 暗物质和暗能量是什么？它们真的存在吗？ 204
Q208 关于暗物质与暗能量的信息有哪些？ 206
Q209 如果所有东西都有对应的相对物，例如，物质和反物质，那么是否存在“反暗物质”呢？ 207
Q210 气体云会由于来自恒星的引力而坍缩。我们也认为暗物质会在引力下坍缩吗？这会产生什么结果呢？ 207
Q211 如果我们不能探测或观察到暗物质，怎么能确定它真的存在呢？说不定这只是我们为了使观测数据符合预测而创造出的概念？ 208
Q212 你认为暗物质与暗能量的存在已经被证实了吗？它们合理吗？难道不是我们的总和算错或没算完整吗？ 210
Q213 大型强子对撞机的发现会对天文学等相关学科产生重大影响吗？ 211
Q214 既然我们可以像预测大爆炸理论那样观测到宇宙微波背景，那么为什么中微子探测器还没有发现宇宙中微子背景呢？ 212
Q215 中微子有质量吗？如果有，它们会是暗物质吗？ 213
Q216 宇宙“消失的质量”可能在黑洞中吗？ 214
元素的起源 ................................................................................................................. 216
Q217 早的氢原子是怎么在大爆炸时形成的？ 216
Q218 我知道元素是在恒星中产生的，而在超新星爆炸中，比较重的元素会迅速产生。但是，这么多种元素是如何在宇宙中广泛散布开来，形成我们在地球上看到的混合物的呢？ 217
一切的结束 ................................................................................................................. 219
Q219 宇宙会终结吗？关于宇宙末日的理论是什么呢？ 219
多重宇宙与额外维度 ............................................................................................... 221
Q220 大爆炸有没有可能在不同的地方发生过？ 221
Q221 如果真的有另外一个宇宙，那么当其他宇宙与我们的宇宙“碰撞”时，我们对宇宙末日的预测会如何变化呢？ 221
Q222 在量子宇宙学的多重宇宙解释中，有多少宇宙会是偶像明星麦莉•赛勒斯担任美国总统？ 222
Q223 你觉得除了大爆炸之外，还有其他关于宇宙起源的科学解释吗？ 222
其他的世界 ................................................................................................................... 225
其他行星 ..................................................................................................................... 226
Q224 我们能够建造一座足够大的望远镜来直接观测外太阳系的行星吗？ 226
Q225 科学家怎么知道一颗行星的重力？ 227
Q226 开普勒太空望远镜现在只能探测天空的一小部分，目前也只记录了1000多颗潜在行星。开普勒现在正在观测天空的哪个区域呢？ 228
Q227 随着开普勒探测项目的结果越来越令人激动，我们还需要多久可以找到第二个地球？ 228
Q228 探测到系外行星有卫星的概率大吗？你认为围绕一颗像地球这样的行星的大型卫星是生命进化的必要条件吗？ 229
别处的生命 ................................................................................................................. 231
Q229 有没有人提出过一个公认的公式，算出太阳系或宇宙其他地方有生命存在的概率？ 231
Q230 为什么生命对宇宙如此重要？ 233
Q231 类似地球上的生命，有没有可能在几百万甚至几十亿年前，就曾在宇宙的其他地方形成过？ 234
Q232 我曾经读过，无机化学物质创造出生命的概率，是宇宙中所有恒星数量的
两倍多。如果这是真的，如此低的概率已经被打破过一次了，有可能被打破第二次吗？ 235
Q233 近发现的系外行星格利泽581g（Gliese 581g）上有生命存在的概率是多少？ 236
Q234 我们能否在太阳系外发现的气态巨行星的卫星上寻找潜在的生命迹象？237
呼叫所有生命形式…… ........................................................................................... 238
Q235 我们从地球发出的信号已经超过50 年了，如果在接收端的另一头有其他文明，会不会探测到这些信号呢？ 238
Q236 在地球无线电信号发射的范围内，有没有任何一个星系出现“宜居带”内存在行星的迹象呢？ 238
Q237 有没有什么科学研究来解决“如果外星生物联络我们，我们应不应该响应？”这个问题呢？ 240
Q238 利用LOFAR 低频阵进行“地外文明探索”（SETI）是否合理与值得呢？241
家园附近 ..................................................................................................................... 242
Q239 我们有可能在太阳系中的其他地方发现任何生命形式吗？ 242
Q240 在寻找太阳系中的生命方面，未来我们应该把注意力放在何处？ 243
Q241 虽然航天器是在非常干净的实验室条件中建造的，但我们如何确定我们没有用地球物质污染其他天体的大气层与天体表面呢？而且我们离开时一定会留下碎石或岩屑。244
Q242 我们难道不应该仔细看看彗星，寻找外星人留下的迹象吗？ 244
Q243 近发现的外太阳系行星公转周期短得惊人，我们如何确定我们不是观测到了建造了一部分或片段的戴森球（Dyson sphere）呢？ 245
人类的太空探索 ......................................................................................................... 247
目前的进展 ................................................................................................................. 248
Q244 我们在2011 年4 月庆祝了人类进入太空探索50 周年。你认为这段时间中重大的成就是什么？你希望未来50 年有什么进展呢？ 248
Q245 哪位航天员在职业生涯里，在太空中飞得远？ 249
Q246 在你遇到的所有美国与俄罗斯航天员中，你觉得谁有趣呢？为什么？250
从太空看到的景象 .................................................................................................... 251
Q247 为什么航天员从月球表面拍到的图像，或从遥远的地方看地球的影像中都没有其他星星，周围只有一片漆黑呢？ 251
Q248 有没有航天员真的从太空看到过万里长城？ 251
Q249 为什么太空任务总是让我们看到地球，但从来看不到其他星星呢？有没有可能从空间站认出猎户座之类的星座呢？ 252
Q250 我们都很熟悉航天员拍到的地球和月球照片，但是从轨道上看到的太阳是什么样子的呢？ 252
Q251 从太空中看到的地球有多大呢？ 253
Q252 太空看起来是什么样子的呢？ 254
Q253 航天员在太空中过得好吗？ 254
Q254 是不是任何人都可能成为航天员？如果是，我该怎么准备？要向谁申请呢？ 255
Q255 我今年9 岁（快满10 岁了）。你觉得当我成为天体物理学家时，我有没有可能成为个登陆火星的女孩？到了那时候，人类有可能去往火星吗？ 255
国际空间站 ................................................................................................................. 256
Q256 国际空间站有多大？里面是什么样子呢？ 256
Q257 欧洲航天局的自动运载飞船（Automated Transfer Vehicle，缩写为ATV）是一个令人惊叹的装置。有没有让人员搭乘ATV 到国际空间站的计划呢？在任务完成后将它烧毁，难道不会浪费这个珍贵且仍可运作的飞船吗？ 256
Q258 我曾经在头顶正上方的天空中看到一颗非常亮又突然一闪而过的星星。那会不会是空间站的太阳能板移动时的反射呢？我们可以追踪空间站的位置吗？ 258
太空旅行的危险 ........................................................................................................ 259
Q259 与地球相比，到达月球表面的辐射有多少？宇航服如何抵挡辐射，它可以保护航天员避免辐射吗？ 259
可预见的未来 ............................................................................................................. 260
Q260 既然航天飞机已经功成身退，未来载人太空旅行又有什么前景呢？ 260
Q261 所谓的“太空观光”未来是否会不限于富人，而是对一般大众开放？ 261
Q262 当美国决定抢在苏联前登陆月球时，他们放弃了优雅的X-15 航天飞机计划，而采用更方便的土星5号巨型火箭发射系统。为什么现在的太空计划在载人航天飞行方面，不采取同样的态度呢？ 261
Q263 我还记得人类进行太空任务以及次登陆月球时全世界的那种兴奋感，那时候是20世纪60年代，我还只是个小孩。当时就有人预测在世纪末时，我们就可以登陆火星了，甚至还会有人类登陆木星的任务。但是在可预见的未来里，人类似乎不太可能脱离绕地轨道进行探索，对此你是否感到失望呢？我是失望透了！ 262
Q264 现在有没有载人前往外太阳系的计划？ 262
Q265 既然机器人前往行星的任务非常成功，从阿波罗任务至今的计算机能力也有了长足的进步，那么除了在近地轨道上进行的生物实验之外，载人太空飞行是不是到此为止了？ 263
Q266 你认为英国应该更积极地参与载人太空探索吗？ 263
月球基地 ..................................................................................................................... 265
Q267 到底如何才能让美国、欧洲、俄罗斯等国一起合作，在未来30 年，在月球上建立一个像南极那样有人类的科学基地呢？ 265
Q268 我们知道月球是一个多变又迷人的地方。如果突然又有下一次登陆月球的任务，你觉得哪里是棒的着陆地点？为什么？ 265
Q269 等我们在月球上建立基地以后，我们会行什么实验呢？ 266
Q270 通过国际合作，我们是应该进一步登陆月球，还是应该直接将目光对准火星呢？ 266
Q271 我们会不会有一天在月球上建立自动化工业来发展科技、发电以及开采风化层？ 267
居住在火星 ................................................................................................................. 268
Q272 人类会在我们的有生之年登陆火星吗？ 268
Q273 如果将人类送到火星执行任务，所需要的后勤支持有哪些？来回旅程，以及在火星上停留的时间，总共需要多久呢？ 268
Q274 考虑到需要花费的时间以及航天员会暴露在辐射中的情况，前往火星的任务真的可行吗？ 269
Q275 你支持送志愿者到火星进行单程任务吗？ 269
Q276 如果美国国家航空航天局同意，你愿意用700 集节目交换到火星的单程旅行吗？ 270
Q277 我出生于太空竞赛与登陆月球之后，我觉得我们这个时代已经放弃了载人太空探索。在我有生之年，对火星的探索会再度激发起新一波太空竞赛吗？ 270
Q278 我听说火星没有磁场，所以无法保护大气层免受太阳风侵袭。如果是这样，我们如何在它抓不住大气层的情况下，将火星改造成地球呢？ 270
不同的世界 ................................................................................................................. 271
Q279 你认为我们可能住在另外一颗行星上吗？需要多久才能实现呢？ 271
Q280 有没有简单的方法可以将一颗行星改造成地球？还需要多久才能出现行星工程呢？ 271
遥远的未来 ................................................................................................................. 273
Q281 如果可以去太阳系的任何地方，你们想去哪里？为什么？ 273
Q282 如果你们现在可以立刻去宇宙的任何地方并且活着回来，你们想去哪里？ 273
Q283 你们认为我们有可能前往另外一个星系吗？ 274
Q284 电视影片是经过拆解、传送和重新组合，让我们能实时看见影像。在未来，等到接收设备完成后，我们可以用同样的过程将人传送到遥远的行星吗？ 275
太空任务 ........................................................................................................................ 277
太空航行 ..................................................................................................................... 278
Q285 我们现在还和多少探测器保持联系？我们怎么知道它们的位置和旅程呢？278
Q286 可以请你们解释让探测器能神奇地和行星、彗星等天体会合的太空航行基本原理吗？ 279
Q287 让地球上的公共交通工具准时已经很困难了，科学家到底是如何让进入太阳系的探测器可以准时抵达另外一个世界并着陆的呢？ 281
Q288 太空中可能存在无法观测到的岩石和其他碎片，并会随机闯入探测器的既定路径中。探测器会如何避免与它们相撞呢？ 282
Q289 我知道地球与小行星相撞非常危险，我也很高兴人类现在已经在研究这些小行星了。可是太空垃圾呢？我觉得很多太空垃圾是不会造成损害的小碎片，但如果它们聚集成一大块呢？它们对探测器或地球是否会造成危险？有没有收集这些碎片的方法呢？ 283
Q290 火星公转到离地球近的地点时，可以接收到地球在3 分钟前传出的电子信号。因此，发送到火星探测车上的命令信号会在3 分钟后到达，结果也会在3 分钟后反馈。如果与此同时，火星探测车出了意外，却没有人知道。科学家会如何处理这个实时性的问题呢？ 285
火箭与推进系统 ........................................................................................................ 287
Q291 将阿波罗任务航天员发射出去需要一个巨大的火箭引擎，但是为什么登月舱上的火箭却那么小呢？月球比较小，引力也更小，但是这好像不足以解释两者间的差距吧？ 287
Q292 1 光年有多长？以目前快探测器的速度，飞越1 光年需要多长时间？288
Q293 人类想去太阳系以外的地方，需要拥有超越现在的推进系统，你可以想到哪种能量形式可以推动未来的载人太空探索吗？爱因斯坦说，光速是无法超越的，但他会不会错了呢？ 289
探索太阳系 ................................................................................................................. 293
Q294 可以将一个人送到金星上，在金星地表巨大的压力和高温下停留20~30分钟，收集岩石样本后离开吗？ 293
Q295 考虑到木卫二可能存在外星生命，你认为木卫二是太阳系内适合发射机器人进行探索的地方吗？ 294
Q296 你认为类似卡西尼号探测器的任务可能去天王星实施吗？我们可以期待它会发现或解释什么科学问题吗？ 295
Q297 我们在冥王星的新视野号上投入了这么多的努力和时间，为什么它抵达冥王星时只有这么短的运作时间呢？它会接近另外一颗柯伊伯带内的天体，如阋神星（Eris）、赛德娜（Sedna）或鸟神星（Makemake）吗？ 296
Q298 为什么深度撞击号（Deep Impact）探测器的撞击器是用铜做的？ 298
Q299 人类目前太空旅行的远距离是多少？ 298
Q300 摩尔爵士，你认为太空任务中惊人的发现是什么？ 299
Q301 哪项太空探索任务对人类生存的“真实世界”的帮助？ 299
异闻与未解之谜 ......................................................................................................... 301
Q302 如果用百分比来表示我们对宇宙的了解，目前的理论与事实各占了多少呢？ 302
相对论与光速 ............................................................................................................. 304
Q303 我们如何测量光速，并且如何知道它是不变的呢？ 304
Q304 为什么没有东西能快过光速？如果我们能超越光速，会有什么好处？ 305
Q305 如果一艘宇宙飞船以光速前进，并发出“车头灯”的光束，这道光束会不会以光速的两倍前进？ 306
Q306 如果光速是无法超越的，那么当两个物体以超过光速一半的速度朝不同方向前进时，两者间的相对分离速度是多少？ 306
Q307 如果一个光子以光速前进，它应该不会经历时间的流逝。那么，光子是永生的吗？ 307
Q308 如果光速是每秒30 万千米，那么“力”的速度有多快呢？如果太阳突然“消失”，地球的公转需要多久才会受到影响？ 307
Q309 光子有质量吗？ 307
Q310 如果知道地球在宇宙中与其他天体的相对位置，你能预测未来的它会在哪里并提前向那个地方发出无线电波信号吗？ 308
Q311 为什么我们说光是以波的形式，而不是以直线传播的呢？ 309
Q312 既然我们观测到遥远的星系在加速，那它们的时钟会跑得更慢吗？对于在遥远的星系的观测者来说，宇宙的年龄也是137 亿岁吗？ 310
Q313 由于引力影响，太阳附近的时间会比地球上的时间慢多少？ 310
引力 .............................................................................................................................. 311
Q314 如果光子没有质量，那么引力如何弯曲它们的路径或者阻止它们离开黑洞呢？ 311
Q315 引力真的是一种力吗？或者只是我们对物质扭曲空间的理解？ 312
Q316 我们如何知道引力在整个宇宙中的强度都相同呢？ 312
Q317 引力有速度吗？如果有，又该如何测量呢？ 313
Q318 如果技术上允许，我们可以前往太空中不受引力影响的地方吗？ 313
Q319 引力波只是一种为了符合我们的观测结果而想出来的理论吗？ 313
Q320 如果光会被引力弯曲，那么来自遥远恒星与星系的光一定与它们在天空中的实际位置无关。这会影响我们对大爆炸以及整个宇宙的理解吗？ 315
黑洞 .............................................................................................................................. 316
Q321 黑洞的另一边是什么？ 316
Q322 如果所有物质都被吸进黑洞里会怎么样？ 316
Q323 在巨大黑洞的中心，如我们的银河系中央，质量会被压缩成多大呢？316
Q324 不同黑洞的逃逸速度（escape velocity）是不是也不同？黑洞会不会膨胀到影响地球？ 317
Q325 引力场在黑洞的事件视界中会发生什么变化？ 318
Q326 掉到黑洞里会是什么样子？ 318
Q327 既然掉到黑洞里的物质会在进入黑洞时经历永恒的时间膨胀，那么从我们的观点来看，应该没有东西真的掉进黑洞里。我的物理学哪里出错了吗？ 319
Q328“ 黑洞”是宇宙学的误称吗？其实应该是“黑球体”（black sphere or globe）吧？有没有规定黑洞一定是球体呢？ 319
Q329 黑洞后会不会吞没周围所有星系，包括暗物质？如果会，那所有黑洞后会不会合并在一起，压碎整个宇宙，并让一切回到“奇点”？ 320
Q330 每个星系中央都有一个黑洞吗？ 320
Q331 如果宇宙中所有的物质和能量都聚集在一个地方，形成一个“超大质量”的黑洞，那么它的事件视界的直径会是多少？ 321
Q332 两个黑洞会相撞吗？如果会，相撞后会发生什么？ 322
未解现象 ..................................................................................................................... 323
Q333《圣经》里的三位智者跟随伯利恒的现象到底是什么？323
Q334 关于X行星，也就是尼比鲁星（Nibiru）的存在，或者它会对地球造成危险的说法到底是不是真的？ 326
Q335 火卫一上曾经发现了一个巨大的巨型独石。你能解释一下那是什么吗？ 327
帕特里克•摩尔与《仰望夜空》......................................................................... 329
Q336 是什么让你充满热忱地投入天文学？ 330
Q337 你通过望远镜看到的个天体是什么？ 330
Q338 经过多年的观测，天文学的哪个方面让你满意？ 330
Q339 你通过自己的望远镜看到令人兴奋的观测物是什么？有什么现象是你想再看一次的？ 332
Q340 观测天空这么多年，你一定看过许多人无缘一见的惊人景象。你应该也曾带着敬畏与惊喜之情观测天体及其状态变化。那么，天空中哪个天体消失了，会令你怀念呢？ 333
Q341 在你曾造访过的世界各地众多美妙的天文台与使用过的望远镜中（包括专业与业余的），你个人喜欢哪个？ 333
Q342 我爸爸说梅西耶81 号（M81）星系比梅西耶82 号（M82）好，但我强烈反对。梅西耶82 号星系有很多很酷的尘埃，但梅西耶81 号有吗？这两个星系你喜欢哪一个？为什么？ 334
Q343 BBC 的档案室里保留了几集《仰望夜空》？ 334
Q344 摩尔主持了从1957 年开始的每集节目吗？如果是，他从来都没有放假吗？ 335
Q345 在所有的《仰望夜空》节目中，你有喜欢的或值得纪念的一集吗？ 335
Q346 在你曾经在节目中提到过的所有历史事件中，你认为哪一集《仰望夜空》是重要的？为什么？ 337
Q347 在所有播出的节目中，你能选出你记得的令人兴奋，并且希望能回放的一集吗？ 337
Q348 有没有哪一集节目出现了错误的预测或理论，好大家都忘记呢？ 337
Q349 在历史节目中，你一定曾访问过一些大人物。有没有让你印象尤为深刻的人呢？ 338
Q350 节目中提到过的哪件事给你带来的麻烦多？ 339
Q351 在《仰望夜空》节目中的书房里，摩尔身后的那些球体是什么呢？ 339
Q352 在摩尔的书房里，有时候会看到一些像漫画的图画，那是什么呢？它们看起来是一些奇怪生物的图画。那是出版的作品吗？ 340
Q353 摩尔养了几只猫？它们的名字都是著名的天文学家或天体的名字吗？ 341
Q354 摩尔真的是如今世界上在世的人中，一个见过个搭飞机的人、个上太空的人以及个登陆月球的人吗？如果是真的，那真是令人惊奇又了不起的事。341
Q355 你在选择《卡德威尔》里的天体时有特殊原因吗？还是你在观测南北半球后，挑出了自己喜欢的天体呢？ 341
Q356 你职业生涯中的成就是什么？ 342
Q357 在你的有生之年，天文学或宇宙学令人惊讶或重大的发现是什么？ 342
Q358 在过去53 年里，哪项技术限度地提高了我们对宇宙的认识与了解呢？ 343
Q359 未来的天文学发现，哪一项是你现在想实现的？ 344
Q360 你认为再过700 集，或《仰望夜空》的第1000 集节目会是什么主题？ 344
Q361 我曾就读于摩尔曾经任教的学校，从那时起，就一直对天文学有浓厚的兴趣。我也曾经和摩尔一起出现在BBC《仰望夜空》10 周年特别节目的预告片中。现在，我的儿子和我那时的年纪差不多，只是再小一些。你建议我如何激发他和同龄小孩对天文学的兴趣？ 344
Q362 我受到《仰望夜空》的鼓舞，上大学时研究太空科学。30年过去了，不论是作为兴趣，还是学术研究，我们该如何才能继续鼓励下一代人关心这个领域呢？ 345
词汇表 .......................................................................................................................... 346
参考文献 ..................................................................................................................... 353
致谢 .............................................................................................................................. 361
图片提供 ..................................................................................................................... 363
索引 .............................................................................................................................. 365