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序言
愛德文·哈勃：
利用自己所擁有的五種感官，人類探索其所處的宇宙，并把這種冒險稱為科學。
自從我們的遠祖第一次仰望夜空，想知道那些閃爍的光是什么，人類就迷上了天空。古代文化的信仰和傳說反映出人們對星星的崇拜：瑪雅人相信銀河是連接冥界和天堂的世界之樹；澳大利亞土著人發(fā)現(xiàn)，星空中竟會驚現(xiàn)鴯鹋；古希臘和古羅馬的古典神話因借用行星、恒星和星座的名稱而不朽。
古人會將天體融入其文化故事，這是古人理解世界的方式，因為那時科學還未取代占星術(shù)。但是古人和如今的我們一樣，急于從星象中尋求意義、解讀宇宙。因此，我們很幸運地生活在一個崇尚科學的時代。古人做夢也想不到，當代人已觸及頭頂上閃爍著光輝的宇宙世界。
本書介紹了關(guān)于宇宙的科學知識，在我們眼中，宇宙起初只是天空中的一束光，可是現(xiàn)在已轉(zhuǎn)變?yōu)橐黄瑩碛?38 億年歷史，規(guī)模超過930 億光年的廣闊無垠的天地。本書將介紹宇宙的故事：從其遙遠的開端到其無垠的未來，并向讀者介紹關(guān)于宇宙的諸多定律、各種力和主要組成。

結(jié)構(gòu)
尼爾·德格拉斯·泰森：我們都是相互聯(lián)系的：人類從生物學上來講彼此相通，我們與地球之間存在著化學聯(lián)系，而以原子的形式與宇宙的其他部分彼此關(guān)聯(lián)。
當我們望向宇宙時，看到的其實是結(jié)構(gòu)。星星并非無處不在，而是被引力束縛成我們稱為星系的巨大團塊。這些星系沿著巨大的絲狀結(jié)構(gòu)排列，這些絲狀結(jié)構(gòu)主要由暗物質(zhì)構(gòu)成，并讓星系聚集成群。這些絲狀結(jié)構(gòu)縱橫交錯，形成了宇宙網(wǎng)，進而形成了宇宙的總體結(jié)構(gòu)。在最大的尺度上，引力和電磁力將宇宙凝聚在一起。而在最小的尺度上，亞原子粒子形成了物質(zhì)的基礎(chǔ)。本章將描述宇宙結(jié)構(gòu)中的各種關(guān)鍵組成部分，并介紹一些在宇宙結(jié)構(gòu)的研究方面取得了突破性進展的科學家。

歷史與未來
瑪麗亞·米切爾：不要只把星星看成亮點，試著去領(lǐng)略宇宙的浩瀚吧。
如果整個宇宙的歷史可以濃縮成一年的話，那么智人就應(yīng)該在12 月31 日晚上11 點52 分出現(xiàn)。在宇宙演化的宏大篇章中，我們只不過是一個小小的注腳。
令人驚訝的是，宇宙的歷史進程最終是由發(fā)生在更短時間跨度內(nèi)的事件決定的，即大爆炸后的第一秒鐘。在此期間，宇宙學、粒子物理學和量子物理學等諸學科發(fā)生了碰撞，粒子的家族不斷發(fā)展，控制它們的基本力也形成了自己的體系。但我們對這一時期仍然知之甚少，量子效應(yīng)時至今日都在影響著整個宇宙。宇宙歷史始于其自身大爆炸之前，本章將重述宇宙的歷史，然后聚焦于第一個重要的瞬間，講述星系和太陽系的最新演化，并展望遙遠的未來。

組成部分
馬丁·里斯：在可觀測的宇宙中，星系的數(shù)量和我們星系中恒星的數(shù)量不分伯仲。
當科學家盤點宇宙中存在的物質(zhì)時，必須包括其中所有的質(zhì)量和能量。科學家們發(fā)現(xiàn)宇宙的69% 由一種導致宇宙加速膨脹的神秘力量暗能量構(gòu)成；26% 由一種不會與光相互作用的神秘物質(zhì)暗物質(zhì)構(gòu)成；只有5% 是可見、可聞和可觸的普通物質(zhì)，而正是這5% 構(gòu)成了數(shù)萬億的星系、恒星、行星和衛(wèi)星、小行星，以及星際塵埃和氣體，它們一直延伸到宇宙地平線。本章描述了宇宙中這5% 及剩余構(gòu)成類型的物體。

理論
卡爾·薩根：如果你想從零開始做蘋果派，你必須先創(chuàng)造宇宙。
通過本書，我們可以了解到宇宙的結(jié)構(gòu)、歷史和組成部分是如何聯(lián)系在一起的。理論這個詞經(jīng)常被誤解。理論不僅僅是一個想法它其實是一個概念框架，它支持基于觀察的預測，也涉及相關(guān)的理論研究。本書最后講述了宇宙暴脹、恒星演化和行星形成的相關(guān)探索過程，以及愛因斯坦提出的相對論和牛頓提出的萬有引力。

距離單位
談及宇宙的規(guī)模時，難免會涉及巨大的距離單位，以及比我們?nèi)粘Ｉ�活中所能遇到的大得多的物體。因此，本書出于簡潔和可讀性的考慮，使用了以下一些單位。
天文單位：用于測量太陽系中的天體之間的距離。這個單位大致是地球與太陽的平均距離 1.496 億千米或9300萬英里①。
光年：相當于光在一個地球年中走過的距離9.5 萬億千米或5.9 萬億英里。

時間
雖然宇宙的歷史跨越數(shù)十億年，但時間尺度非常廣泛。一些重要事件發(fā)生在大爆炸后不到一秒內(nèi)，其他過程則需要數(shù)百萬甚至數(shù)億年才能發(fā)生。在歷史與未來一章中，我們根據(jù)大爆炸以來所經(jīng)過的時間來確定事件的日期。由于時間始于大爆炸，故而將大爆炸時間記為T（時間）=0，而下一個事件都在此之后。

科學計數(shù)法
當處理非常大或非常小的數(shù)字時，我們偶爾會使用a10b 的形式，用于減少書寫極大或極小的數(shù)字所需的位數(shù)，即科學計數(shù)法。在科學計數(shù)法中，a 是尾數(shù)，即數(shù)字中最高位數(shù)的有效數(shù)字；b 是指數(shù)，即10 的倍數(shù)，用以表示十進制等量。
例如：103=101010=1000，因此3400 可以寫成3.4103。
請注意，指數(shù)前的符號可表示負冪，因此：
10-b=1/10b
例如10-6=1/1000000，0.000003 可以寫成310-6。

本書使用指南
本書分為四個部分：結(jié)構(gòu)、歷史與未來、組成部分以及理論。每個部分都探索了我們觀察宇宙的不同方式：宇宙的構(gòu)成；宇宙歷史的時間線；宇宙中的天體；支配自然的定律和各種力。此外，本書還介紹了有影響力的天文學家及其研究成果，天文學中重要時刻的細節(jié)信息及交叉參照。

①　1 英里約為1.6 千米。編者注