宇宙中有哪些鲜为人所知的冷知识？
相关问题有哪些关于太空的冷知识，可以用视频分享吗？ 当天文学家宣布他们又发现了一颗太阳系外行星的时候，在99%的情况下，他们其实是根本没有能力真正“看到”这个行星的。在很多人的想象中，天文学家发现地外行星的过程是这样的：天文学家用一个超级无敌大的望远镜（比如漂在地球轨道上的哈勃望远镜）对准宇宙中某一块区域仔细地观察，在持续寻找了几个月之后，终于在镜头里发现了一颗行星！天文学家们非常激动，赶紧把照片导出来发一个大新闻吧！然后我们就在新闻中看到了这样的图片：
或者这样的图片：
但你需要知道的是，这种图片全部都是艺术家绘制的想象图而已。
那为什么不直接使用天文学家望远镜里看到的图片呢？很简单，因为在绝大多数情况下，天文学家是根本无法直接在望远镜里“看到”这些行星的。
可能很多人都不知道，人类想要直接对太阳系外的行星进行观测是一件非常、非常困难的事情。
我们都知道，宇宙中的天体可以分为恒星和行星两大类。其中自身发光发热的是恒星，自身不发光、绕着恒星旋转的是行星。
观测恒星实在是太简单了，我们在夜空中看到的满天繁星绝大多数都是太阳系以外的恒星。毫不夸张地说，从进化出眼睛的那一天起，人类就已经开始了对恒星的观察。
那么，人类第一次观测到太阳系以外的行星是在什么时候呢？
答案是1992年。
是的，我没有写错你也没有看错。在人类登上月球23年后，我们才拥有了观测太阳系以外的行星的能力。
为什么这件事这么困难呢？首先当然是因为其他星系距离我们都实在是太遥远了。大家在很多科幻小说和游戏里可能都听过半人马座α这个名字。它是距离我们最近的恒星，因此也是很多科幻作品中人类星际殖民之旅的第一站。
半人马座α距离我们“只有”4.3光年，但这已经是一个非常遥远的距离了。遥远到把它换算成公里已经没有任何意义了，因为人类无法想象这么大的数字。我们只能用类比的方法来稍微理解一下这个距离有多远：
如果把地球和太阳间的距离类比成从客厅走去洗手间的距离的话（10米），那么从地球到半人马座α星的距离相当于从北京到乌鲁木齐的距离。嗯，这还是距离我们最近的恒星，银河系的直径是这个距离的至少两万倍。
但遥远的距离还不是我们难以观测到太阳系外行星最主要的原因。最大的困难在于，这些行星不仅远，自己还不发光。它们虽然会像太阳系内的木星、金星一样反射恒星的光，但这种微弱的反射光很容易就被它旁边的恒星的耀眼光芒旁给遮蔽掉了。有人说，在地球上想要看到一颗恒星旁的行星，就好比在几公里外寻找一只在探照灯旁飞舞的萤火虫。
当仰望星空时，一定有无数的人曾经猜想过，在这些繁星之间的黑暗中，是否也有很多像地球一样行星在围绕着它们的木星转动？是否有些行星上也拥有生命或是文明？
但这种好奇也只能停留在猜想阶段，因为人们根本无法确定到那些恒星的周围是否行星——直到1992年。
在这一年，一位波兰天文学家和一位加拿大天文学家共同用一种非常曲折迂回的方式发现了距离我们2300光年的两颗行星。注意这里的用词是“发现”了两颗行星的存在而不是“看到”了两颗行星。
在1990年，波兰天文学家Wolszczan正在位于波多黎各的阿雷西博天文台工作。当他用这里的射电望远镜观测2300光年外的一颗脉冲星时，注意到了一些奇怪的现象。所谓的脉冲星（Pulsar），是一种特殊的中子星。伴随着自身的旋转，它发出的电磁波辐射会间断性地扫过地球。在地球上的观测者看来，它在不断地按照固定的时间间隔向地球发送脉冲式的信号，故而得名。比如Wolszczan在1990年观测的就是一颗每秒钟自转161次的脉冲星。
脉冲星最大的特点在于它所发出的脉冲信号非常稳定，可以被当做宇宙中的天然计时器使用。而Wolszczan在持续观察一段时间后，发现这颗脉冲星发出的信号却没有那么稳定，有时会稍微快上那么一点点，有时又会稍微慢上那么一点点。
这让Wolszczan很困惑，因为脉冲星的信号周期应该是分毫不差的。他无法确定这种偏差是不是由于射电望远镜的误差造成的，于是他请他的同事、加拿大天文学家Frail在美国新墨西哥州的天文台跟他同步对这颗脉冲星进行观测。
经过两年的观测、计算和分析之后，两位天文学家认为他们观察到的信号偏差是因为这颗脉冲星的外围有两颗围绕着它旋转的行星，这两颗行星的存在对脉冲星发出的信号产生了影响。他们把这个结果发表在了nature杂志上，这是科学界公认的人类第一次证实太阳系外行星的存在。
是不是跟你想得不太一样？从始至终，人们都没有“看到”过这两颗行星，只是通过一些数据分析来间接推导出它们的存在。
后来天文学家们又发明了一些其他的方法来寻找系外行星，但大部分也都是非常曲折迂回的方式。这些方法有：
凌星法（Transit）：当一颗行星刚好运行到它的母星和地球之间时，它会短暂地遮住母星的一部分，使得母星到达地球的光线变弱一点点。这种光线强度的变化往往连百分之一都不到，因此需要精密的测量才能发现。举个例子来说，如果有外星人在遥远的地方观察地球凌日的话，地球遮挡太阳只会造成太阳光线强度减小0.008%，连万分之一都不到。
凌星法示意图，事实上我们无法看到上面的情景，只能通过接收到的光线强度变化来推测有行星挡住了恒星
看到这里大家可能也发现了，这种凌星法有一个与生俱来的缺点。那就是被观测的行星、它的母星、地球必须处于一条直线上才行。哪怕稍微偏上那么一点，在地球上就无法观测到凌星现象了。与此同时这颗行星的尺寸还不能太小，否则对母星的光线强度影响太小，在地球上也无法观测到。
在浩瀚的宇宙中，显然只有很少一部分行星才刚好具备这样的观测条件。
尽管这种方法听起来有很多缺陷，但到目前为止，人类发现的绝大多数太阳系外行星都是用这种方法找到的。下面这张图片中是到2022为止人类发现的所有5000多颗太阳系外行星按照探测方法绘制的分类图，其中绿色部分是用凌星法发现的：
截止到2022年，每年发现的太阳系外行星数量，其中绿色部分使用凌星法发现的
除了凌星法之外，还有很多种其他的方法，但大部分也都是这种迂回的方式，比如径向速度法（radial velocity）。这种方法首先测量一颗恒星相对于地球的运动速度，如果测量出来的速度随时间有微小的变化的话，就可以推测它的周围有我们看不到的行星在干扰它的运行轨道。
等等，这感觉跟新闻里说的完全不一样啊？新闻里天文学家会详细描述他们发现的行星的大小、重量，还说其中一些行星上可能会有液态的水不是吗？
很简单，这些都是他们计算出来的。通过观测恒星受到的扰动，天文学家可以推算出行星的大小、重量和轨道——虽然我们并没有直接看到它们。天文学家还可以根据恒星热辐射的强度和行星和恒星之间的距离推算出行星表面的平均温度，进而得知上面是否可能存在液态的水。
有时天文学家还会宣布他们观测到的某颗系外行星的大气成分，这又是怎么做到的呢？当凌星发生时，恒星发出的一部分光线会穿过行星的大气层再抵达地球（如果这颗行星有大气层的话）。在接收到这样的光线后，天文学家会对它进行光谱分析。由于每一种分子都会在光谱中留下特别的痕迹，因此天文学家只要分析光谱中的这种痕迹，就可以推算出这颗遥远行星上的大气成分。
说了这么多，好像我们对系外行星所有的了解都是通过间接的方式获得的。难道就没有被天文学家直接“看到”的系外行星吗？
有，但是很少。而且这些行星被天文学家看到的样子大概率跟你想象中的差距很大。
你想象中的可能是这样：
http://pica.zhimg.com/v2-6fa230d3363c5484a3fddddf93d68670_r.jpg?source=1940ef5c
或者再不济也应该是这样的吧：
但事实上，天文学家能直接“看到”的系外行星是这样的：
先别急着评论，中间这个亮点并不是天文学家”看到“的行星，而是一颗恒星。照片里的行星是位于这颗恒星左上方的那个小灰点。你可以用手擦擦屏幕，确定一下这并不是一个粘在屏幕上的小污点。相信这张图片能让你更好的认识到行星与恒星之间的亮度对比有多大。
前面也说过，我们想要在地球上直接“看到”系外行星的难度就好比在几公里外发现探照灯旁的萤火虫一样困难。天文学家想了很多办法来克服这种困难。首先，他们使用红外线来进行观测，这样可以大大减少行星和恒星之间的亮度对比。举例来说，在可见光下，太阳的亮度是木星的十亿倍。但如果用红外线观测的话，二者之间的亮度对比就会下降到只有100倍。
除此之外，天文学家还可以用日冕仪来遮挡恒星的光线，从而更好地观察恒星周围的区域。但即便是这样，也只有很少一部分距离母星足够遥远的行星才能被天文学家直接“看到”。
在截止目前为止人类发现的5000多颗系外行星中，只有大约1%是用这种直接观察法找到的，剩下的99%全部都是间接的方法发现的。
不管是间接法还是直接法，只有那些刚好符合各种条件的行星才有可能被天文家发现。比如说凌星法需要被观测的行星、它的母星、地球之间刚好连成一条线；径向速度法需要被观测的行星体积较大且距离母星很近，这样它才能对母星的运行产生扰动；直接观察法需要一颗不那么亮的恒星外加距离它很遥远的一颗行星，等等……
我们可以合理地推测，受到人类目前观测手段的限制，我们目前为止所发现的5000颗系外行星只是宇宙中行星中的很小很小一部分。
那么，宇宙中的行星数量有多少呢？这个没人知道，但有天文学家估算，光是在银河系里就至少有100亿颗类似于地球这样的行星。
如果总结一下，那么就是在银河系中潜在的100亿颗行星中，人类“探测”到了其中的0.00005%，然后在这0.00005%的被“探测”到的行星中，只有1%的行星真正被我们“看到”了。
这就是现阶段人类对于太阳系外行星的观测能力。
<hr/>最后，欢迎关注我的微信公众号”十一点半讲历史“，定期发表历史和科普类文章，没有特定的写作主题，唯一的标准是足够有趣。 一、科学家的趣味
太阳系八大行星里，除地球(*1)、天王星外，它们的英文名都对应了罗马神话里神的名字（*2）。其中木星因为是最大的行星，所以被冠名了万神之主的名字——朱庇特（Jupiter）（对应希腊神话里的宙斯）
其中木星的卫星里许多是朱庇特曾经的情人的名字。
http://pica.zhimg.com/v2-075011073d7fda4a70960973644b02d0_r.jpg?source=1940ef5c
1木卫一：伊娥（IO）。伊娥是位美丽动人的姑娘，但是被风流成性的朱庇特看上了，虽然伊娥有意躲着他，还是被朱庇特化作云彩与姑娘一番云雨…(这个故事刚好和木星是气体行星对应，命名的伽利略可以说是命名高手了。)
2木卫二：欧罗巴(Europa)。欧罗巴也是美丽的姑娘，被朱庇特看上了，然后被朱庇特化为公牛驮走了…
3加尼米德（Ganymede）。加尼米德是位非常英俊的少年。少年？（鉴于古希腊贵族养男侍童成风，所以可以理解了。希腊神都是人的投射。）被朱庇特化作雄鹰掳走。
4卡利斯托（Callisto）。卡利斯托是月亮女神的侍女，于是朱庇特就化作月亮女神连蒙带骗的把卡利斯托…
朱庇特和情人们的故事，开头总是美丽又动人的她，被朱庇特看上，然而朱庇特又非常忌惮天后朱诺强烈的嫉妒心，所以化作了·······来到人间，祸害人家以后或使得人家不得善终，或给她寻觅了一个新的地方，孕育这片土地的后代。
总之，有心的话。搜一下木星卫星的英文名，惊喜连连。
最骚的操作是，虽然情人众多，科学家却没有给任何一颗卫星命名朱庇特的原配：朱诺（Juno）的名字。（有一颗介于火星和木星之间的小行星命名为朱诺，可谓山高皇帝远了。）
所以不嫌事大的NASA科学家于2011年发射名为朱诺号的探测卫星到木星轨道…让天后的怒火继续燃烧到可怜的伊娥和欧罗巴身上吗？
备注：*1地球在英语里被冠名为希腊神话里大地之母盖亚（Gaia）.
*2另外七大行星分别是金星维纳斯（Venus爱与美的女神）、木星朱庇特（Jupiter众神之神）、水星墨丘利（Mercury商业之神、神使）、火星马尔斯（Mars战神），土星萨图尔努斯（Saturn农业之神）、天王星乌拉诺斯（Uranus希腊神话里的天空之神 ）、海王星涅普顿（Neptune水神）。除天王星和土星外都是罗马神话十二主神之一。
*3说到天王星，因为其读音Uranus和your anus迷之神似，所以经常被用到黄段子里。
<hr/>二、来自星星的你
在恒星内部的核聚变中，不可能产生比铁重的原子核，比铁重的核只能在超新星爆发中产生，所以所有比铁重的元素都是来自于超新星爆发。
我们的太阳是第二代恒星，在比50亿年更早的某个时候，曾经有一个第一代恒星在我们太阳系的位置存在过，后来它到了其生命的终点，发生超新星爆发，将外壳中大量的气体抛射到太空形成星云，自己则沦为中子星或白矮星。
星云经过漫长的引力收缩，重新聚集起来形成恒星，也就是我们的太阳。一部分星云物质成为八大行星、卫星或太阳系小天体，于是这些天体上都有比铁重的元素。
组成我们身体必不可少的钴、铜、锌、硒等、都是来自超新星，所以下次跟妹子说起，可以说来自星星的你了。 http://picx.zhimg.com/v2-f0222dd577bf1c1c9d4035667b2b456d_r.jpg?source=1940ef5c
这是一张著名的照片。1990年，旅行者1号探测器即将飞出太阳系的时候，在距离地球60亿公里的地方，美国国家航空航天局命令它回头再看一眼，拍摄了60张照片，其中一张上正好包括了地球——图中那个亮点。1996年，天体物理学家、著名科学作家卡尔·萨根就此说过一段非常著名的话：“在这个小点上，每个你爱的人、每个你认识的人、每个你曾经听过的人，以及每个曾经存在的人，都在那里过完一生。这里集合了一切的欢喜与苦难，数千个自信的宗教、意识形态以及经济学说，每个猎人和搜寻者、每个英雄和懦夫、每个文明的创造者与毁灭者、每个国王与农夫、每对相恋中的年轻爱侣、每个充满希望的孩子、每对父母、发明家和探险家，每个教授道德的老师、每个贪污政客、每个超级巨星、每个至高无上的领袖、每个人类历史上的圣人与罪人，都住在这里 —— 一粒悬浮在阳光下的微尘。” 当我们习惯了光彩夺目的城市夜生活之后，也许我们很难对真实的光学美景侧目。
这是呆利的人造夜空亮度（artificial night sky brightness map）图：
http://pica.zhimg.com/50/319c587e1d0eee751843e03dc0dd95fa_720w.jpg?source=1940ef5c
图片来自
The night sky in the World- Pierantonio Cinzano Web pages上世纪90年代，一场突如其来的大停电袭击了旧金山市，当地警方在短时间内接连收到N起报案，报案人不约而同的提到“夜空中盘踞的怪异云团”，经过专家取证调查之后，发现那是珍贵的肉眼可见的“银河系”：
图片来自
https://www.google.ca/search?q=los+angeles+power+outage&tbm=isch&tbs=simg:CAQSlgEJpuX8RnaitMEaigELEKjU2AQaBAgACAMMCxCwjKcIGmEKXwgDEieVC-gV5xXDFYwLwQw3mATXAYIYozfhIek53iKlN6Q3qjesN-QonzcaMPFF-z7y3PIrF-OuQpkCBYDM5Ta_1Qxn4Ligx-yClT7XhFYSkuCCwntxkVROEG_1c_1vSADDAsQjq7-CBoKCggIARIED9XjQgw&sa=X&ved=0ahUKEwjp-K6mmebMAhWj64MKHVlnBTYQwg4IGSgA&biw=1366&bih=623#imgrc=slpqZrRPm8H2sM%3A上面这段报道不实我自己杜撰的，原文地址：
Seeing in the Dark . Astronomy Topics . Light Pollution
下面开始正事：
不知道各位听说过星际运输网络系统没有？或者再科幻一些，星际高速通道（
Interplanetary Transport Network）
图片来自
Interplanetary Transport Network这个设想的提出，其实跟钱有很大的关系。因为工质燃料太贵，且占据大量空间。
之前的NASA很多空间任务，包括火星探针的霍夫曼轨道转移：
图片来自
https://www.quora.com/Is-it-true-that-travel-to-Mars-can-occur-only-once-in-every-two-years-If-so-why-is-that-so更早之前的利用旅行者1号和2号，利用的是行星连珠的重力助推（引力跳板，）作用轻易地使日心速度达到逃离太阳系速度:
图片来自
https://www.google.ca/search?q=voyager+1+gravitational+boost&espv=2&biw=1366&bih=623&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjUsLbtjObMAhVrwYMKHQQRA3UQ_AUIBigB#imgrc=nRkYjCiHZL3IrM%3A
图片来自
https://www.quora.com/Why-did-NASA-limit-Voyagers-speed-to-17-04-Km-s-Why-not-any-higher-so-that-it-covers-longer-distances-in-a-short-span
这两者都是利用不同方案来省钱的例子，相比较而言，星际高速通道可能会更加节约成本，它实际利用的是拉格朗日点进行加速和变向，在地球——太阳系统中，L1、L2和L3都属于不太稳定的拉格朗日点（可以想象成引力山峰的顶点），所以你只需要轻轻的推一把，物体（飞船）就可能轻松的进行滑坡（旅行）：
图片来自
https://www.quora.com/What-are-five-odd-or-generally-unknown-facts-about-outer-space那么在太阳系内，是否遍布着这样的峰点呢？如果能否精确地选择“踩点”，那么极有可能通过这些“加速偷懒点”进行愉悦而又物美价廉的实惠星际旅游，下面是计算机模拟的一张星际高速通道地图：
图片来自
https://www.quora.com/What-are-five-odd-or-generally-unknown-facts-about-outer-space单击放大查看！
再一次的，这个不是胡扯，人家有正经文章：
http://www2.esm.vt.edu/~sdross/papers/AmericanScientist2006.pdf说到山峰，不得不提量子隧穿（
Quantum tunnelling）。
有一个漂亮的大长坡在你的另一侧，如果你只站在一个较低的位置抛球，那么球是不可能翻越山峰的：
而在量子隧穿中，你有几率（虽然很小）发现球在山的另一侧：
甚至有可能在山峰的中间：
为什么说这个，这跟宇宙冷知识有什么关系？——跟太阳有关！
我们知道，太阳就像天空中的核反应潜艇，起原理就是让氢原子发生聚合反应生成氦原子或者更重的元素：
http://pica.zhimg.com/0eb3d4dfbbe6d4cbe795d58312b56dd2_r.jpg?source=1940ef5c
不过，核反应不是那么简单，在地球上我们要使氢气产生核反应的热度，是太阳所需热度的100倍！！！
那么太阳是怎么做到的呢？就是量子遂穿效应：在很小的几率里，即使氢气没有达到一定的热度，它们也会自然地产生聚合，正是因为太阳足够强、足够大、足够热、足够猛，所以就算是小概率，那些氢气们随时都在进行核融合反应，换句话说，在太阳那里进行大海捞针，你捞的是满是大海的针！
以上截图均来自：
https://www.youtube.com/watch?v=cTodS8hkSDg和
https://www.youtube.com/watch?v=gS1dpowPlE8再一次，MinutePhysics在油管上市有名的物理科普频道，你可以至少保证他们不扯谎！
说道几率和幸运，宇宙中遍布都是，我们来看看幸运的你：
麻麻遇见八八的几率是：1/20000
他们稳定交往、感情保质生育小孩的几率是：1/2000
合起来就是：1/40000000
这还没完，兴奋、脱颖而出的精子遇上完美的卵子的几率是：1/400000000000000000 （400万亿分之一）
结合一下，就是：1/(1.6*10^24)
这个几率基本上等于零，然而我们都在这里，难道不是宇宙中的幸运吗?
哦，对了，这个计算的来源：
https://www.quora.com/Who-is-the-luckiest-person-on-Earth-2
参考资料：
Seeing in the Dark . Astronomy Topics . Light PollutionQuantum tunnelling
https://www.youtube.com/watch?v=gS1dpowPlE8
https://www.youtube.com/watch?v=cTodS8hkSDg
http://www2.esm.vt.edu/~sdross/papers/AmericanScientist2006.pdf
https://www.quora.com/What-are-five-odd-or-generally-unknown-facts-about-outer-space
Lagrangian point
https://en.wikipedia.org/wiki/Interplanetary_Transport_Network
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以下是我翻译的或者撰写的关于宇宙的一些答案，只希望这些知识能引起您的兴趣，去阅读我答案里给的参考资料：
宇宙已经140亿岁了，多少文明存在又消亡过，为何没有文明进化到可以星际旅行，通过虫洞找到我们？ - 土豆泥的回答太阳是什么颜色？ - 土豆泥的回答
为什么宇宙的年龄是 130 亿年，而我们却能看到 470 亿光年远的东西？ - 土豆泥的回答
为什么星星那么多却照不亮地球？ - 土豆泥的回答 一、恒星的个头差异有多大。
看看这颗白矮星天狼星B，长得白白矮矮的，直径2万公里左右。它是目前观测到的最大质量的白矮星，但个头只比地球稍大，还没有海王星和天王星大。但是这个奇葩的质量是地球的35W倍。
看看我们的太阳，139万公里
天津四，3.1亿公里
天津四(天鹅座主星，夏季大三角之一)，把它放在太阳的位置，我们美丽的地球要被被吞了。我们如果有这样一个太阳，正午的时候，整片天空都是太阳。
但是，这些在超级恒星面前依然是个侏儒，，，，，剑鱼座S 7.7亿公里
大犬座VY 30亿公里
看到大犬座VY没，半径已经超过土星轨道半径。直径达三四十亿公里(原来那些星星点点其实都是巨无霸)，直径是天狼星B的几十万倍。
恒星和恒星的差别怎么这么大nia。
【视频】《了解宇宙如何运行》(一)：恒星二、50条关于月球的冷知识(转自
如果你怀疑人类登月，最好离阿姆斯特朗的搭档远点儿)
月球，俗称月亮，古时又称太阴、玄兔，是地球唯一的天然卫星，并且是太阳系中第五大的卫星。月球的直径是地球的四分之一，质量是地球的1/81，相对于所环绕的行星，它是质量最大的卫星，也是太阳系内密度第二高的卫星，仅次于艾奥。
一般认为月亮形成于约45亿年前，地球出现后的不长时间。有关它的起源有几种假说，最被普遍认可的解释是，它形成于地球与火星般大小 的天体之间的一次巨大撞击所产生的碎片。——维基百科
四、太阳系有多少颗星球？(本段内容非原创转载自牧夫天文论坛)信息图选自JPL
1颗恒星，8颗行星，5颗矮行星，178颗天然卫星，3319颗彗星，670452颗小行星。via JPL
四. 地球含水量
左是木星卫星“木卫二”（Europa）上头的水量，右则是地球上的水量。
什么！地球的水比想像中的还要少这么多呀！
五.银河系貌似很大，但我们再来比较一下。。。
（左到右）银河系、仙女座星系 (Andromeda)、室女A星系 (m87)、IC-1011星系。
六.你知道太平洋其实比你想像得还要大吗？
七、以整个地球史来看，曾活过的人类高达1150亿人，其中包括现存的70亿人口，你也是其中的一员。
八、人类到底可以在宇宙中走多远？
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