我们替宇宙想出多么惊讶和不可思议的设计!如此多的太阳，如此多的世界……
克里斯蒂安·惠更斯(Christian Huygens)《对行星世界的新臆测，它们的居民及其产生过程》
(New Conjectures Concerning the Planetary Worlds, Their Inhabitants and Productions，约1670年)
1995年12月，绕木星轨道运转的“伽利略号”宇宙飞船放出了一颗子探测器，探测器进入汹涌澎湃的木星大气，死于烈火中。在迈向死亡的途中，它不断地向地球传送无线电信号，报告沿途测到的数据。之前，有4艘宇宙飞船在路过木星时也曾检测过它，也用在地面的和在太空的望远镜观察过这颗行星。木星和由岩石及金属组成的地球截然不同，它的组成物大部分是氢和氦。其体积大到可以装得下1000个地球。木星深处的压力大到可以把电子从绕氢原子核的轨道中挤出，从而把氢变成很热的电导体，称为金属氢(metallic hydrogen)。人们认为这就是木星放出的能量2倍于它接收到太阳能量的原因。人们认为伽利略号放出的子探测器在穿越最深处时受到的打击，很可能不是来自太阳的能量，而是木星内部所放出的能量。木星的核心似乎是岩石和铁，其质量比地球的核心质量要大上许多倍，它的外面是一层厚厚的氢和氦。探测金属氢地区非人类能力所及，至少在往后数世纪或数千年内都不可能，更不用说探测那岩石组成的核心了。
木星内部的压力太大，我们很难想象那里会有生命，即使是某种和我们全然不同的生命。有几位科学家，包括我在内，纯为有趣，假想有一种可以在类似木星的大气中演化的生态系统，就像鱼和微生物在地球上的海洋中生存一样。在这种环境之下，生命的诞生恐怕是件极其困难的事情，不过我们知道彗星及小行星的撞击可以把各世界表面的物质从一个世界传到另一个世界，甚至可能将早期地球上演化出的原始生命形态传送到木星上。当然这只是一种猜测。
太阳和地球间的平均距离为1个天文单位距离(astronomical unit，AU)，约1.5亿千米。木星和太阳的距离约为5个天文单位。如果不是因为木星内部放出的热量，及其厚厚的大气产生的温室效应[37]，整个木星的内部温度将达到-160℃。木星卫星的表面温度约为这么低。对生物来说，这太冷了，根本无法生存。
星云假说被证实
木星及太阳系中其他行星的轨道都在同一平面上，好像留声机唱片上的纹路一样。为什么会这样？为什么轨道平面不互成夹角？艾萨克·牛顿(Isaac Newton)，这位首次解释了引力如何使行星绕日旋转的数学天才，也无法解释为什么这些轨道几乎在同一平面，他由此断言：在太阳系诞生之初，上帝把所有的行星都放在同一平面上。
到后世，数学家皮埃尔·西蒙·拉普拉斯侯爵(Pierre Simon the Marquis de Laplace)，以及著名的哲学家伊曼努尔·康德(Immanuel Kant)才揭示出，不用上帝的协助，这些轨道几乎在同一平面上的原因。出乎意料的是，他们正是应用牛顿发现的物理原理才发现的。康德-拉普拉斯假设的简介如下：想象在星球之间，分布着呈不规则状、缓慢旋转的含尘星云，宇宙中有许多这类星云。如果含尘星云的密度够高，则分布各处的星云彼此间产生的引力足以抑制它们不规则的运动，这时星云就会开始收缩。此时，它的旋转就会加快，这就像花式溜冰运动员在旋转时，如果收回伸出的手，其转速就会增加一样。急速的旋转不会阻止旋转轴方向收缩崩塌的星云，但会阻止位于旋转平面的气体收缩。本来是一团不规则形状的星云，就会变成一个碟形的物体。因此，在碟形物体上聚集形成的行星的旋转轨道都会在同一平面。只用物理定律就可以解释了，不用借助超自然的神力。
可是，预测在行星形成前存在这种碟形星云是一回事，真正探测到这种碟形星云又是另外一回事。在发现类似银河星系的其他旋涡星系后，康德认为这些星系就是他所预测的形成行星前的碟形星云，因而声称“星云假说”(nebula hypothesis， nebula是希腊文的星云)已被证实。但是，后来发现这些旋涡星系其实是离我们极远且布满星球的星系，而不是恒星和行星诞生的地方。
要找到真正绕星旋转的碟形星云很不容易，要等到一个多世纪后，有了新仪器的助力，包括绕地球轨道的天文观测台，星云假说才真正被证实。当我们观测类似太阳的年轻恒星(和45亿年前的太阳相似)时，我们发现有一半左右的此类星球都被碟形的气体及尘埃包围，还有些恒星的附近好像没有遍布的尘埃，似乎行星已经在那儿形成，吞下了其间的物质一样。这不算是绝对的证据，可是它给了我们一个强而有力的启示，像与太阳类似的恒星，经常(还不能说毫无例外)有伴星左右相随。这类发现扩大了银河星系中伴有行星的星球数(预计有数十亿)。
可是，怎样观测这些行星呢？当然，恒星离我们的距离极远、极远——最近的恒星离我们几乎有100万个天文单位，再说，行星的光来自反射的恒星星光，所以远比恒星的光微弱。我们的科技正在飞速发展，我们至少可以在邻近恒星的附近看到像木星那样的大行星吧。如果无法在可见光范围看到，我们也许可以在红外线范围看到行星？
发现第一个太阳系外的行星
最近数年间，我们进入了人类史的新时代，我们已有能力观测到其他恒星的行星了。第一颗被观测到并得到证实的行星位于一颗出乎意料的星球周围，其编号为B1257+12。这是一颗急速旋转的中子星，是一颗质量比太阳更大的星球在极壮观的超新星爆炸后留下的遗体。[38]中子星的高磁场把电子限制在固定轨道上，产生了一种类似灯塔放出的信号——将电磁波以旋转的周期发送到星际空间。时不时地会有电磁波传到地球——每隔0.006 218 531 938 818 7秒就收到一次。这就是为什么B1257+12会被称为脉冲星(pulsar)。其旋转周期规律得令人惊讶。正因为它周期的高精确性，亚历山大·沃尔兹森(Alex Wolszczan)，现任美国宾夕法尼亚大学教授，才能找到周期中的一些“小故障”(glitches)——最后几位小数的不规则变化。
这些不规则变化起因为何？是不是类似地震的“星震”(starquarke)？还是中子星上发生过其他事件？经过多年的观测，他们发现这些不规则变化也有其规则，这些不规则变化来自3个绕此中子星旋转的行星：行星在哪里就把中子星朝那里拉，行星运动到别的地方就把中子星往别的地方拉，这么拉拉扯扯就使主星动了一点，而这些小运动就在主星的周期中显示出来。用天体力学计算结果的精确程度既令人惊叹又让人信服：沃尔兹森由此发现了第一个太阳系以外的行星。而且这些行星还不是木星级的大行星。其中两个可能只比地球大一点，而它们绕此中子星的轨道距离也和地球绕日的距离差不多，大约1个天文单位。我们是否会在这些行星上找到生物？答案颇让人失望：几乎不可能。这是因为这颗中子星不停地放射出很强的带电粒子，将这些和地球大小差不多的行星的表面加热到水沸点以上。这颗中子星离我们的距离约为1300光年，我们亲自去那里看看的可能性很小。这些行星到底是躲过形成此中子星的超新星剧烈爆炸而残存下来的星球，还是从这次超新星的爆炸中重新聚集形成的新行星？这到现在还是一个谜。
多普勒效应
在沃尔兹森的划时代发现后不久，又有人发现了好几颗绕星的行星体〔主要的发现人是在加州旧金山市州立大学的杰弗里·马西(Geoff Marcy)及保罗·巴特勒(Paul Butler)，他们发现的主星都是类似太阳的星体〕。这些行星是通过传统的望远镜寻找我们邻近星球光谱中的微小变化找到的。有时，一颗星球似乎在朝我们而来，过一阵子又离我们而去。这种运动可以引发光波波长的变化，称为多普勒效应(Doppler Effect)。多普勒效应就像一辆汽车按着喇叭经过时，朝我们而来时喇叭声较高，离我们而去时喇叭声较低。光谱存在这样的变化，就说明有一些行星体在拉扯这颗主星做些小运动。我们再一次通过计算上的预测——从观测到的星球周期性运动推断出一颗行星体的存在——发现了一个看不见的世界。
以下这几颗星都有行星体环绕：飞马座51号恒星(51 Pegasi)、室女座70号恒星(70 Virginis)、大熊星座47号恒星(北斗星座，47 Ursae Majoris)。1996年，科学家又在以下星球周围发现了行星体：巨蟹星座55号恒星(55 Cancri)、牧夫星座τ(τ Bootis)，及仙女星座(Upsilon Andromedae)。大熊星座47号恒星和室女星座70号恒星都可以在春天的夜晚用肉眼看到。按照与地球的距离算来，它们都是地球的邻近星。这些恒星的行星质量，小的还没有木星大，大的是木星的数倍。最令人惊讶的是，这些行星十分接近其主星。飞马座51号恒星离其行星的距离只有0.05个天文单位；在大熊星座中，恒星与行星的距离只有两个天文单位；当然很可能还有未发现的类似地球大小的行星，可是这些行星的分布情形和太阳系颇为不同。
多个太阳系
在我们的太阳系中，类似地球的小行星都在内部轨道，而类似木星的大行星都在外部轨道。而在这些新发现的太阳系，木星级的行星好像都在内部轨道。为何如此，至今不详。我们甚至不知道这些行星到底是不是真的类木行星——就是说有一个类似木星的岩石和铁的核心，有极厚的氢及氦的大气，在深处氢被压缩成金属氢。我们知道，即使距离太阳0.05个天文单位，木星由氢和氦组成的厚厚的大气也不会被蒸发掉。这样的行星不太可能是在星系的周边形成后，再慢慢“踱步”到内部轨道上的。可是，早期形成的大质量行星也许受到星云气体的阻力，而减缓了它们的运动，因而在靠近主星的位置盘旋。大多数的专家都认为木星级的行星不可能在离主星这么近的距离形成。
为什么？我们认为木星形成的过程大致如下：在星云外围温度较低的地方，有许多冰和岩石的凝固体(可以看成小行星或小世界)。这些凝固体和现在观测到的彗星，或在太阳系外围的主要成分是冰的小卫星很类似。这些脆弱的小世界以低速互相碰撞，碰撞后粘在一起，从内往外不断扩大形成木星，其引力足以吸聚星云中的氢和氦。相反，我们认为主星附近的温度很高，根本就不存在冰，上述行星形成的过程无法进行。不过我认为，也许有些星云的主星附近温度比水的冰点还要低。
无论如何，有地球质量大小的行星绕脉冲星旋转，以及有4个新发现的木星级行星绕类似太阳的星球旋转，就给了我们一种启示，也许我们的太阳系并非独一无二的。这就使我们想要建立一般的行星系统起源理论，以解释各种不同行星系统的起源。
天文学家最近利用一种叫作天文测量学的方法发现了2个类地行星，可能有3个，正围绕一个与我们太阳十分邻近的星体旋转。这颗星体的编号是拉兰德(Lalande)21185号。多年来，天文学家持续记录下它的精确运动轨迹，任何来自行星拉扯的小运动都被仔细记下。利用这些不规则的小运动，我们就可以发现绕它旋转的行星体。然后我们就有了一个我们熟悉的，或者至少有点熟悉的，类似太阳系的外星太阳系。看起来，星际空间中有两大类行星系统。
寻找新天新地
关于类木行星上是否可能存在生命，我只能说其可能性和木星上存在生命的可能性差不多——几乎不可能。可是，这些类木行星很可能有卫星，就像我们的木星有16颗卫星一样。因为这些卫星跟它们的行星一样，离主星很近，所以这些卫星的温度可能很温和，例如室女座70号恒星的类木行星。这些星球距离我们只有35~40光年，从星际间的距离来说，这已经算是很近的了。我们至少可以梦想，有朝一日，我们会发射非常高速的宇宙飞船去拜访它们，返回的数据可以交由我们的后代去分析。
同时，还有很多其他技术正在涌现。除了测量脉冲星的自转周期突变及探测星体波长变化的多普勒效应外，我们还有地面干涉仪或更高级的太空干涉仪[39]﹔能消除大气气流扰乱影像的地面大型望远镜[40]﹔利用远处大质量的天体引起的引力透镜原理进行地面观测[41]﹔精确度极高的太空望远镜，能观测到因行星在主星前面走过，挡住极小部分星光而引起的极微小的光度变化。在未来数年中，这些技术都很可能实现实际应用。所以，我们可以希望未来能收获一些很重要的探测结果。我们现在已濒临能在数千邻星之间巡弋穿梭的时代，可以探寻这些星的伴星。对我而言，在下个10年中，我们大概可以得到有关于银河星系中，太阳系之外的上百个行星系统的信息——也许，在这些外星的太阳系(指非太阳系的行星系)中，甚至可能会出现几个小小的蓝色世界，有海洋、氧气及大气层，以及奇迹的生命迹象。
[1]约翰尼·卡森的《今夜秀》曾创下美国电视史的纪录，播出了20年。他专请名人来，开些好笑而无伤大雅的玩笑，很受大众欢迎。卡森于2005年过世。
[2]在福尔摩斯的电影中，华生变成个傻助手，破案后总莫名其妙，每次破了案，福尔摩斯给华生解释时，开口白就是“It is elementary, my dear Watson.”(我亲爱的华生，这太简单了。)人们喜欢这腔调，因而这句话很流行，到现在还很流行。
[3]卡格尼在银幕上并没有说过这句话，唯一和这句话有些相似的是1932年《出租车!》中的台词：“出来受死吧，你这个肮脏的、黄肚子的老鼠，要不然我会把你从门里揪出来!”
[4]出自《卡萨布兰卡》的对白。但实际没有人说过这句话，实际台词是“You played it for her, you can play it for me!”(你为她弹过，你可以为我弹!)剧中只有过类似的台词“Play it once, Sam”(弹一次吧，山姆)“Play it, Sam”(弹吧，山姆)。
[5]20世纪90年代数据。
[6]旅行者1号和旅行者2号是1976年美国发射的宇宙探险宇宙飞船，从火星、木星、土星、天王星，一直探测到海王星，一共走了20多年。我们对这些行星的认识都来自这两架宇宙飞船。现在它们穿越太阳系最外圈的行星和矮行星(海王星及冥王星)，向星际空间运行，速度约每小时6万千米。
[7]人们正常讲话时没有这个问题。这是因为人耳接收声音信号的频率范围在20~20 000赫兹，而这些爆破音(如b、p、c等)在拼读时，其区别就在爆破发声的音前声，这些音前声的频率都很高，在4000赫兹以上。一般的麦克风频率都不高，而差一点的扬声器(如廉价电视机中用的)的频率也不行。因此，在讲电话时peter和beter往往分不清，因此西方发明了一套方法，以单词代字母以区分，例如a念成able， z念成zebra等。由于这个频率的问题，电视节目中的发音就和普通发音稍为不同。如果有很易混淆的单词，如billion、million就加上注解，或如萨根做的，强调爆破音。
[8]在里根总统时代，智囊团提议，在地面造一个威力奇大无比的激光武器，如有导弹打过来，就可用激光摧毁它。当时，有一个极为流行的电影系列，《星球大战》(Star Wars)，其中就有激光武器，因此这个计划有了一个别名——星球大战计划。从科学技术的观点来看，此计划的可行性很小，可是里根说服了国会启动这项计划。
[9]此处指的是英国乌雪主教所推断的宇宙年龄。这位主教把《圣经》中创世纪提到的人的年龄加起来，断定宇宙在公元前4004年诞生。
[10]金塔纳罗奥州是墨西哥东南部一个人口稀少的州，在科巴区有玛雅人留下的古代建筑遗迹。
[11]印度教认为所有的生命都在一个大转轮上，这转轮从生的一面转到死的一面。自生到死，自死到生，轮回不已。以此理推，宇宙也有轮回。这看上去似无逻辑联系，可是爱因斯坦相对论的宇宙论中有一流派有类似的看法。
[12]约瑟夫·傅里叶著名的法国物理及数学家，最著名的贡献是把数学函数用三角函数表示出来(叫作傅里叶分析，Fourier Analysis)。此方法是现在分析数据的核心方法，其应用也涉及常用家用电器，如音响、电话、电视等。他也是热学的始祖。
[13]绿色革命(green revolution)是20世纪60年代开始流行的一个词语，是发达国家在第三世界国家开展的农业生产技术改革活动。
[14]水植法(hydroponics)是一种无土耕耘法，把植物的根浸在含有养料的水中。理论上可以在沙漠中耕耘，可是成本很高，而且沙漠中本来就缺水，供应不足。
[15]在另一书《暗淡蓝点》(Pale Blue Dot)中，本文作者提及人类移居太空及其他行星的可能，这种移居叫作地外移居。
[16]“人口转变”是汤普逊于1929年提出的理论，它试图解释19世纪以来发达国家的人口变动情况。根据这一理论，随着经济发展和医疗生活条件的变化，世界人口的增长大体经历了高出生率与高死亡率并存、死亡率下降但出生率仍维持较高水平和出生率与死亡率同时下降3个阶段。
[17]一个原子的原子核中的质子数目和绕原子核的电子数目相等，因此原子不带电。因为中子也不带电，可以自由进入原子核，原子核吸收了中子后，就成为另一种原子核，该原子核可能不稳定，从而衰变或分裂。
[18]在第二次世界大战时，爱因斯坦已定居美国，当时西拉德及两位物理学家力劝爱因斯坦上书罗斯福总统，请求总统拨款研究制造原子弹。造原子弹的主要原因是，他们惧怕德国会先行一步造出原子弹。罗斯福总统收到信后，考虑到爱因斯坦的声誉，在和幕僚商讨后，决定施行原子弹计划。
[19]都灵裹尸布是一片很古老的麻布，4.4米长，1.1米宽，上有一个人像，是十字军东征时一位骑士从中东带回的。传说它是耶稣基督的裹尸布，一直留在意大利都灵的一座天主教堂中，因而得名。它的历史只可追溯到1350年，上面有一个被十字架钉死的人像。天主教会始终没有正式承认或否认这是和耶稣基督有关的圣物。按照研究《圣经》的专家的解说，《圣经》上关于耶稣基督死后尸体处理的描述，不符合能成像的假设。1988年，由梵蒂冈的教廷出资，人们从裹尸布上取了样品用作碳十四同位素测定，发现裹尸布的材料不可能早于1260年，因此它不可能是耶稣基督留下的。
[20]玛雅(Maya)人和阿兹特克(Aztec)人都是在西班牙入侵美洲前，住在墨西哥地区的印第安人原住民。他们的文化几乎全被西班牙入侵者所毁。现在这两族语言还在墨西哥南部通行。
[21]此处是拿美国球队队名来开玩笑。“红衣主教队”的队名其实和红衣主教无关，Cardinal是红衣主教，也是美洲一种红雀。球队是以这种红雀为名。
[22]美国大学的橄榄球队经常饱受批评，因为，即使是入学资格极严的好大学，对于好的高中橄榄球健将，也不惜降低入学门槛，以优厚的奖学金将其招揽进校，甚至还为他们提供免费补习，以帮助他们通过考试，留校代表学校打球。因此许多人看不起学校校队的队员，认为他们是“四肢发达，头脑简单”的笨蛋。
[23]在英语俚语中，“redskin”(意为“红皮肤”)一词指北美的印第安人，且逐渐发展出了贬义。《牛津英语词典》称，这个词“非常有冒犯性”。于2020年7月14日红人队宣布更名。
[24]这事后来是这样处理的：阿卜杜勒-劳夫答应在奏国歌起立，但他以祷告代替唱国歌。
[25]猎狐是一种无目的的游戏，在春季，贵族们穿上骑装，骑着名种的马，带着好看的猎枪、梳洗干净的猎犬，先放走一只狐狸，然后集体去追猎狐狸。游戏的目的不在于捕获狐狸，而是炫耀自己的骑装、马色、猎犬等。这是无所事事、一无所长的贵族们的游戏，因此受到王尔德的讽刺。英文原文是“The unspeakable in full pursuit of the uneatable.”，用了押韵的两个词。这是英文的特色，语气无法译出。Unspeakable意思是太糟糕或太让人震惊，以至无法用语言表达。原句就是说，一无所长而有钱的贵族们没事做，因此想出这种游戏，集体去猎捕那毫无价值(不可吃)的狐狸。
[26]20世纪时，美国饮食简单。当时美国盛产牛肉跟马铃薯，因此人们以这两种食物为主食。第二次世界大战后，美国人开始接受其他国家的食品，而且基于健康的原因，已经开始大量增加素食和鱼类。现在，只吃牛肉和马铃薯的人被看成头脑简单的人。此处“meat and potato”用来意指当时生活简单。
[27]更新世是最近的地质年代，距今约260万年前至1万年。这一时期绝大多数动、植物属种与现代物种相似。人类也在这一时期出现。
[28]比中央C音高1音阶的频率是526赫兹，高2音阶的是1052赫兹。
[29]19世纪，美国西部在开拓时，混乱不堪，盗贼横行。在盗贼横行的地方，看见可疑的人，就先掏出枪来，觉得情形不对，就先向对方开枪，因此就流行这句话“Shoot first, ask questions later”。
[30]听得到的原因是，一名航天员发出的声音，使头盔的外壳发生了振动，如果两名航天员的头盔接触到了一起，第一名航天员头盔的振动就会传到第二名航天员的头盔中，从而变成声音。
[31]我还是担心这一观点会成为一些崇拜可见光的人会提出的论调：像我们这类视力范围在可见光的人，自然会把这推论推广到全宇宙(任何外星人)都只能看到可见光。在我们的历史中流行着各形各式的偏狭行为(例如偏狭的国家主义、民族主义、男性沙文主义、种族至上主义、某宗教至上主义等)，因此，我对我自己的这种观点也时有怀疑，是否有偏狭的成分在内。可是，再三检讨之后，我的结论是，我的观点出自物理的原理，而非人类的自大。
[32]作者指的是一首在西方很流行的爱情诗的第一行：Roses are red and violets are blue ...
[33]这是巴比伦创世神话的开场白，就如《圣经·创世纪》的开场白“一开始……”类似，也和希腊单词“诞生”(genesis)同义。“创世纪”在英文中就是“Genesis”。巴比伦(Babylon)位于幼发拉底河(Euphrates)流域。此河源于亚洲西南部，经伊拉克(Iraq)流入波斯湾。
[34]以上这些问题都是太空探测的中心问题。我们能看到的宇宙组成物质大部分是氢和氦。可是，我们用简单的引力理论分析可得出，星系中似乎有些看不见的物质，叫作暗物质(dark matter)。虽然看不到，但是我们可以观测到这些暗物质对星系产生的引力作用。黑洞(black hole)是高密度、高质量的星体，高到用公式计算出其逃逸速度(escape velocity)，即能逃出其引力作用的速度，是光速。因此在理论上，连光都逃不出这种星体的束缚，故而称其为黑洞。黑洞大约形成于超新星爆炸中。我们确定宇宙年龄的方法有两个：一个是利用远处星系远离我们的速度及距离进行计算，当星系远离我们的速度达到光速时，相应的距离就是宇宙大小的极限，相应的时间就是宇宙的年龄；另一个方法是利用星球演化的理论，星球的星光是氢聚变热核反应放出的能量辐射。星球耗尽氢的时间就是星球的寿命。当下科学家发现，最古老的星球年龄似乎比宇宙年龄要大。这当然是不可能的，因此这是一个谜。最近哈勃望远镜收集到的数据似乎指出，以往用星系离我们奔驰而去的速度估算出的宇宙年龄似乎太小了。哈勃望远镜(Hubble Telescope)是位于地球轨道上的天文望远镜，直径比2米稍大，搭载最新、最灵敏的光学仪器，是当下天文领域最有威力的望远镜，于1990年发射到绕地轨道。彗星是很小的行星体，质量为地球质量的万分之一或以下。其表面有冷凝成固态的氮、甲烷或其他气体和水。如果它们到了木星附近或更接近太阳的地方，它们表面的固态氮或甲烷及冰就会被气化，跟在行星体后面，也有些在行星体前面，这些气体被太阳光一照，就像是长尾巴，这就是彗星。当下的理论是，彗星是太阳系中原始物质聚集形成的行星体，因此，如果可以从彗星上取得样品带回地球并分析，就可以发现太阳系起源的秘密。如果在星际空间发现蛋白质的最基本化学成分——氨基酸——就可以断言宇宙之间，生物的出现几乎是必然的。如果知道最古老星系的构造，就可以知道早期宇宙的特性。
[35]有人宣称在火星上发现微生物化石的这件事，其他科学家们经研究，发现这陨石沾染了很多地球上的物质，因此推翻了火星上发现微生物这件事。这是在本书作者萨根去世后发现的。
[36]2013年“好奇号”火星探测车利用机械臂末端的钻头钻取了火星表面一块基岩的样品，这是首次通过钻探获取火星岩石样本。
[37]地球被太阳的可见光照射，而地球本身放射到太空的热是不可见的红外线。地球上的二氧化碳及甲烷能吸收地球表面放出的红外线，因此地球可以保存部分热量，保存的热量取决于二氧化碳、甲烷或其他类似的气体的含量。这种二氧化碳等气体导致的保温效应就叫作温室效应(greenhouse effect)，产生温室效应的气体如二氧化碳和甲烷等被称为温室气体。
[38]普通星球的主成分是氢。在1500万摄氏度的高温下，氢以核子燃烧方式形成氦(过程中放出大量核能，我们感受到的太阳热能就来自这种核能)。1亿摄氏度的高温下，氦可以进行核反应生成碳，6亿摄氏度时碳可以进行核反应生成铁，而产生铁以后核能就用尽了，星球开始急速收缩，用引力能来补偿。可是急速地收缩时会使外部没完全反应的核燃料开始反应放出大量的能量，急速收缩的铁核心密度越来越高，最后高到把电子和质子合并在一起生成中子。这一过程进行得很快，不到1分钟，星球的核心就收缩到10千米左右，相当于星球崩溃。因在崩溃过程中放出大量能量，此时一颗星球的亮度将达到太阳亮度的10亿倍左右，造成大爆炸。这样的星球被称为超新星。南宋时期的天文记录中留有钦天监杨维德的报告，显示在1054年出现了一枚极亮的“客星”，白天都可以看到，这就是超新星。金、辽时期对这颗出现在1054年的超新星也有极详细的记载。欧美科学家们通过这些记载，断定蟹状星云(Crab nebula)就是宋史中所记录的新星遗体。天文学家发现，在蟹状星云正中央有一颗脉冲星，即中子星。中子星的质量和太阳的质量差不多，但是它的直径只有20千米左右。因此，它的密度极高，相当于水密度的100万亿倍。
[39]在第一章中提到两个狭缝出来的光会有相消和相长的现象，这就是干涉现象。如果用两台分开很远的望远镜看同一个远处的光点(如星星)，也会有同样的干涉现象。如果能适当调整这两台望远镜的间距，把接收到的数据加以处理，就可以得到一个影像，其分辨率相当于这两台望远镜的间隔。如果这两台望远镜间隔1千米(或者10千米)，这处理过的影像就等于是1千米(或者10千米)直径望远镜得到的结果，其分辨率可以测到最近的行星。在射电望远镜中，这种技术已使用了多年，而最近十来年才开始在光学望远镜中使用，这是因为光学干涉仪不易制造。
[40]在前文提到的“星球大战”计划中，要用放大镜聚焦高强度激光，从太空中发出激光以摧毁入侵的导弹，所以发明了避免大气气流分散聚焦光的方法。天文学家就利用此技术消除了大气气流对观测影像数据的扰乱，因此提高了地面大型望远镜的分辨率。现在此技术已获得广泛应用。许多新的大望远镜都采用此技术。
[41]根据爱因斯坦相对论，可推测出光在经过一个物体附近时，能受该物体的引力影响而偏转。在太阳附近的星星，其经过太阳边缘的偏转角度为1.75角秒。1918年，英国天文学家爱丁顿在日食时观测太阳附近的星位置，证实了这个预测。这个偏转的角度和光与太阳的角距离成反比，产生焦聚效果，被称为引力透镜现象(gravitation lensing)。利用远处大质量的天体引起的引力透镜原理进行地面观测，就等于有一台焦距为数千天文单位，直径约为该星体直径数百倍以上的大型望远镜。