【宇宙已知和未知的一切】是英國科學教育家添·占士的「科學三部曲」收官之作，繼【元素周期表何以解釋一切】和【量子和粒子物理學何以解釋一切】之後，本書將讀者帶入了一場探索宇宙奧秘的壯麗旅程。
提姆從宇宙大爆炸理論入手，探討了宇宙的起源，並分析了這一理論對現代宇宙學的影響。描繪了宇宙從極熱極密的狀態逐步冷卻、膨脹，形成星系、恒星、行星乃至生命的漫長過程。詳細介紹了宇宙的構成元素，包括暗物質、暗能量等神秘成分，以及它們對宇宙結構和演化的重要作用。探討了黑洞、中子星、超新星等極端天體現象，以及它們對宇宙學和物理學的影響。深入剖析了UFO、外星生命、時間旅行等公眾關註度極高的未解之謎，結合科學理論與推測，給出了獨到的見解。介紹了現代天文學和宇宙學的前沿研究，如重力波探測、暗物質搜尋等，展示了人類對宇宙未知領域的持續探索。
宇宙起源與大爆炸：大爆炸理論：宇宙從一個極度高溫、高密度的狀態開始膨脹並冷卻，形成了我們今天所看到的宇宙。證據與觀測：透過觀測宇宙微波背景輻射、星系紅移等現象，科學家們驗證了大爆炸理論。宇宙年齡與大小：根據現有數據，宇宙的年齡約為138億年，且仍在不斷膨脹中。宇宙的結構與組成：星系與星雲：宇宙由無數星系組成，每個星系包含數十億顆恒星、行星、塵埃和氣體。暗物質與暗能量：科學家發現宇宙中大部份質素以暗物質形式存在，而暗能量則推動宇宙加速膨脹。宇宙大尺度結構：宇宙在大尺度上呈現出纖維狀、片狀和空洞等復雜結構。黑洞與宇宙極端現象：黑洞的定義與特性：黑洞是宇宙中重力極強的區域，連光也無法逃脫其重力範圍。黑洞的形成與演化：恒星在燃料耗盡後塌縮可能形成黑洞，超大質素黑洞則位於星系中心。黑洞內的生存假設：雖然理論上在黑洞中生存是不可能的，但科學家提出了如時間膨脹等假設性討論。UFO與外星生命探索：UFO現象記錄：歷史上多次記錄到不明飛行物（UFO）事件，但至今未有確鑿證據表明其來自外星。外星生命搜尋：科學家透過望遠鏡觀測、無線電訊號搜尋等方式尋找外星生命的跡象。火星生命假說：火星曾是宜居星球的假說引發了對火星生命的廣泛探討和實驗。科學趣聞與宇宙謎團：天文學家與寵物麋鹿：書中提到的天文學家謀殺寵物麋鹿的故事，實則是對科學界奇聞異事的幽默化表達。火星人炸了我的狗：這一虛構的標題反映了公眾對火星及外星生命的好奇與想象。宇宙中的未解之謎：如暗物質本質、宇宙最終命運等仍是科學界亟待解決的問題。科學教育與公眾認知：科學教育家角色：添·占士作為科學教育家，致力於透過通俗易懂的方式普及科學知識。未來展望與宇宙探索：太空探索計劃：隨著科技的發展，人類將不斷推進太空探索計劃，如火星殖民、深空探測等。宇宙學的未來發展：科學家將繼續深入研究宇宙的本質、起源和命運，以解開更多宇宙謎團。人類在宇宙中的位置：隨著對宇宙認識的不斷深入，人類將更清晰地認識到自己在宇宙中的位置和角色。
書中不僅有嚴謹的科學論述，還穿插了許多生動有趣的故事和案例，如天文學家與寵物的趣事，使得科學知識更加貼近生活、易於理解。探討了科學探索對人類認知、哲學思考以及文化觀念的影響，展現了科學與人文的緊密聯系。作者添·占士以其獨特的視角和生動的筆觸，將宇宙的浩瀚與神秘展現在讀者面前，讓人仿佛置身於一場穿越時空的旅行之中。
陰謀論讓人興奮、容易理解，而且讓我們覺得自己很聰明，因為我們看到了一個被隱瞞的真相。
人類的大腦習慣於處理簡單的問題，所以當我們面對真實的宇宙，就好像......嗯.....宇宙錯了。
希臘人相信，這條發光的帶狀物是從女神赫拉乳房中噴濺而出的乳汁(milk),用於哺乳被遺棄在凡間的嬰兒海克力斯(2)。這也是「galaxy」(銀河系)一詞的來源，希臘語中的「galaxias」就是「牛奶」的意思。
人類身具五感，探索周遭宇宙，並把這種冒險稱為「科學」。
想正確地理解宇宙，我們必須放棄本能的、直覺的、簡單的解釋。在這趟旅途中，我們不需要這些東西。這是科學最奇怪的地方。
在1994年的一次會議上，NASA就生命的定義達成一致，認為生命是「一種符合達爾文進化論並且可以自我維持的化學體系」,這一定義被大多數天體生物學家認可。
但暗能量對應的質素約占宇宙的75%,暗物質占宇宙的23%。而我們能看到的所有物質——所有的星系、星雲、重子橋、恒星、彗星、小行星和行星，只占宇宙的2%。
行星是這樣的天體：a)繞恒星運轉；b)有足夠的重力維持球形；c)獨占整個軌域。只滿足前兩個條件的天體就是矮行星，當時已知的矮行星包括下面五顆：谷神星、冥王星、閱神星、妊神星和鳥神星。
我們可以想象在臨近新年的時候每個人都大聲地倒計時，那麽蘇美爾文明將在喊「十」的時候誕生，金字塔會在喊「九」的時候建成。倒數第四秒，羅馬陷落了。倒數第三秒，維京人開始征服西歐。
這種時空彎曲使有質素的物體相互吸引，我們把它稱為物體之間的重力。本質上，重力就是時空彎曲的產物。物體越重，時空曲率越大，由此產生的重力場也就越強。
地球繞太陽轉的速度是SR-71黑鳥式偵察機的30倍。所以，如果想要有直觀的感受，你可以回憶一下昨天的此刻你在做什麽。不管你在做什麽,你當時的位置和現在的位置相差250萬公裏(160萬英裏)。
繼續往外，我們就到了太陽系最大、最邊緣的結構：奧爾特雲(Oortcloud)。這是一個環繞太陽的、由冰和巖石組成的泡泡，半徑為15萬億公裏(9.3萬億英裏)。
物質告訴時空如何彎曲，時空告訴物質如何移動。
不同的化學物質發射和吸收不同頻率的光，所以如果我們分析來自遙遠天體的光，就能確定它們的組成。
在弦理論看來，粒子本質上是一種錯覺。宇宙中只有一種結構，而且這種結構並不是小塊的物質，而是以不同方式振動的能量束。以一種方式振動的弦具有電子的內容，以另一種方式振動的弦具有膠子的內容。
所有的生物都面臨著同樣的基本挑戰：競爭有限的資源，確保後代的生存，抵禦競爭對手，等等。好鬥的傾向的確有助於實作其中一些目標，卻妨礙了整個社會的運轉。
民意不應該影響真理，因為事實並不是一種民主政治(事實是獨裁，大自然說什麽就是什麽)。
今天的每一個人，無論成長在怎樣的環境，無論有何等的智力水平，都曾經經歷過焦慮和虛無。
金星是最熱的行星，溫度高達460℃,其雨水的主要成分是濃硫酸，還沒有落地就沸騰了，然後又飛回空中。金星大氣壓是地球的90多倍，所以在金星表面行走就像是在海底行走。金星上的雪是硫化鉛顆粒，而不是冰。
事實上，我接觸過的地平論者通常都是博學而明智的人，他們並不像人們經常貶抑的那樣是近親結婚的鄉巴佬。他們提倡懷疑主義和實證主義，這歸根結底是真正的科學價值觀。
我們傾向於把人類當成固態，但人類是由大約37萬億個細胞組成的，而且每個細胞都是一小袋液體。人類與其他生命一樣，都是行走的海洋、會說話的海洋。
對宇宙年齡最精確的測量值大約是138億年，誤差在幾十萬年左右。
我們知道，物體的溫度不可能達到絕對零度(-273℃),因為在絕對零度下粒子將完全靜止。而粒子不可能完全靜止，這是由於量子力學中有一種叫「海森堡測不準原理」的東西。
如果一種信仰很容易被打敗，那麽它一開始就不那麽可靠。
反物質不能長時間存在，主要原因是它會被普通物質吸引。普通物質和反物質在相遇時就會湮滅，將其所有能量轉化為中性的光粒子，也就是光子。
銀河系的超大質素黑洞叫作人馬座A*,質素是太陽的260萬倍(2)。
黑洞並不是像吸塵器一樣吸東西。就像月球不會被地球吸過來，只要速度足夠快，你也可以繞著黑洞運轉。黑洞只是一個具有強大重力的區域，你可以掉進去，但不會被吸進去。
物理定律允許粒子存在的最大質素是0.02毫克(mg),也就是「普朗克質素」,以量子物理學家馬克斯·普朗克(MaxPlanck)的名字命名。就像宇宙有一個極限速度(光速),粒子也有一個極限質素。
目前我們有兩套用於描述宇宙的物理定律。關於重物質的物理學，由廣義相對論來處理；關於微小物體的物理學，交由量子力學來處理。
我們所能看到的極限，我們稱之為「哈伯視界」,位於144億光年處。
廣義相對論的核心命題是，時空物質會因質素和能量的存在而變形。
記住，我們對過去、現在和未來的全部理解，都是基於資訊永不消失的理念。而黑洞蒸發會給這一理念帶來麻煩。霍金輻射似乎在暗示，資訊可以在我們不知道的情況下消失，現實的大塊部份可能會被抹去。
這種現象叫「都卜勒頻移」,可以在任何一種波上觀察到。光表現得像一種波，把能量從一個點傳遞到另一個點，所以當物體靠近你或遠離你的時候，它不僅聽起來不同，看起來也不同。
在我看來，亞瑟·查理斯·克拉克(ArthurC.Clarke)用以下方式對費米悖論做出了最好的回答：「有兩種答案，要麽我們是宇宙中最孤獨的，要麽我們不是宇宙中最孤獨的。兩者同樣可怕。」
宇宙中每隔幾百萬年就會出現一顆強大的超新星，釋放出被稱為「γ射線爆發」的高能輻射。如果其中一顆距離我們不到幾千光年，那麽它的爆發足以分解地球的臭氧層，讓我們暴露在能致癌的太陽紫外線之下。
形成我們太陽的物質在46億年前(宇宙歷8月31日夜晚)聚集在一起，但初代恒星的許多元素雜質並沒有進入熔爐。相反，它們在太陽周圍形成巨大的巖屑盤，這些巖石渦流最終變成了行星。
開普勒是羅馬皇帝魯道夫二世(RudolphlⅡ)的首席占星師，他的任務是根據布拉赫提供的天文數據為皇帝占星。開普勒本人並不相信占星術，但他背叛了自己，因為人總要想辦法支付賬單的。
發現質素和能量可以相互轉換(E=mc2),以及發現在空間中移動越快，在時間中移動就越慢——這是狹義相對論的一部份。
隨著宇宙膨脹、時空展開、物質冷卻，事物開始以某種方式執行，這種方式我們稱之為「存在」。
問題就在這裏。在早期宇宙，也就是大爆炸剛開始之後，一切都是由光構成的。光要想變成普通粒子，就必須同時產生對應的反粒子。反粒子會與普通粒子重新結合。
阿庫別瑞提出了這樣一個設想：飛船前部的時空收縮，飛船後部的時空膨脹，一端形成重力場，另一端形成反重力場。透過扭曲飛船周圍的時空，你根本不用擔心接近光速的問題，因為從嚴格意義上來說你沒有移動。...
大爆炸理論目前面臨三個棘手的問題：1.視界問題。2.宇宙之外有什麽?3.大爆炸的成因。
海王星也有太陽系中最不尋常的降雨，它的大氣條件正好適合高層大氣中的碳雪花結晶，從而形成由鉆石構成的小冰雹。
愛因斯坦的廣義相對論方程式描述了這些軌域系統，而且規則很簡單：中央天體越重，維持在它周圍軌域上需要的移動速度就越快。如果一顆行星減速，來自恒星的重力就會把它拉過去，這顆行星就會被吞噬。
這就是太空人在太空會經歷失重的原因。不是因為沒有重力(太空中有重力),而是因為飛船自身的動量使其沿直線運動，但地球的重力把它拉向地心。太空人並不是真的在飄浮，而是在下落。
這聽起來有點毛骨悚然，但好訊息是在這個過程中你感受不到任何疼痛。因為盡管你的腳被拉伸了，但「哎喲」的訊號並不會傳遞到你的大腦，原因是神經也被拉長了。
馬爾達西那和薩斯坎德指出，從低維環境中獲取高維資訊的原理，可以套用於解決資訊問題。如果這是對的，那麽任何三維空間的資訊都可以巧妙地編碼在包圍它的二維邊界之上。
物體越重，被彎曲的光束就越多；如果物體足夠重，我們也許就能看到它的後面。
你甚至可以自己用一台老式陰極射線管(CRT)電視來檢測。把它調到「雪花屏」狀態，這就是微波訊號在空間中傳播的混亂的網狀結構，其中大約1%的靜電來自CMB。這是大爆炸的余暉。
一束光到達地球需要時間，因此當我們看到遙遠的物體，實際上看到的是光離開時的樣子，而不是它現在的樣子。我們甚至不可能即時看到月亮，因為月球距離地球1「光秒」,也就是說，月光到達地球需要整整一秒鐘。
萬有重力的拉力暫時等於暗能量的推力，宇宙既沒有減速，也沒有加速。但暗能量有一個優勢：它的強度在任何地方都是相同的，而重力隨著距離的增加而減小。
卡爾·施瓦西的方程式描述了同時存在的兩種奇異點。一種把所有東西都拉進來，一種把所有東西都推出去。理論上來說，到達黑洞奇異點的過程似乎可以反過來，我們將其命名為「白洞」。
根據大爆炸假說，隨著時空的膨脹，宇宙會冷卻下來，自由飄浮的粒子會結合形成原子。冷卻的過程會涉及大量的能量損失，能量以短波長γ射線的形式從粒子中釋放出來。
暗物質不與可見光發生相互作用，這意味著我們用以觀察的普通技術都失去了用武之地。我們知道它擁有一種內容：質素。我們只能夠根據這一內容來判斷。
還記得我們可能生活在黑洞之內嗎(非常老套)?這是否意味著我們的三維宇宙可能是現實之外的某個二維表面的全像圖?令人不安的是，這是有可能的。
整體效果是，當你整個人都被拉進去的時候，腳會更靠近中心，所以每進入1毫米，重力就增強1000倍，你的身體會因此被拉伸。這個過程物理學家稱之為「意大利粉化」(沒有開玩笑)。
重要的並不是物質向外爆炸填滿了真空，而是真空本身開始「存在」,解開了結，呈現出(3+1)維的特征。這也並不是很久以前的事情，它正在發生，宇宙正在「大爆炸」,而我們就處在「大爆炸」裏面。
氧是一種非常活躍的元素，純凈的氧氣無法長時間存在，因為它通常會進入巖石和海洋。一顆行星想要維持氧氣大氣層，唯一的方法是行星上不斷有東西在制造氧氣。
時間的流動方式並不是我們想象的那樣，相反，它從一個瞬間跳到另一個瞬間，創造出了時間的錯覺，這個過程類似於在電影菲林上快速播放單個的幀，從而創造出運動的錯覺。
