x 大仙机经为什么恒星的死造就了你我的生?


_本文原题:为什么恒星的死造就了你我的生?
这不是标题党 , 是大历史的一个切片 。
什么是大历史?
大历史以最宏大的视角讲述万物的起源与发展 , 把多个学科的重点内容串联成一副全景图 。 口气有点大?那你看这篇文章吧
《大历史vs.托福阅读 , 难道它不香吗?》

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Orion Nebula猎户星云
(夜晚在没有光污染的地方用肉眼就可以看到)
好了 , 现在我开始正式回答标题中这个匪夷所思的问题(严肃脸) 。
哦还有最后一句补充:以下内容来自Origin Story: A Big History of Everything这本书中相关章节的总结 , 如果有问题纯粹是本文作者脑子不好使 , 与作者David Christian大佬没有半毛钱关系 , 本文作者承诺绝不跨次元碰瓷(跪) 。
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这次真的开始了:
创造宇宙的大爆炸(Big Bang)结束后一段时间 , 宇宙的结构是非常均匀(uniform / even)的 , 氢(hydrogen)和氦(helium)遍布整个空间 , 乏味 , 黑暗 , 没有一丝光亮 , 是纯粹的黑暗时代(Darken Ages) 。
但总有一些地方的物质密度(density)更高一些 , 在引力(gravity)作用之下 , 这些区域里的物质越聚越多 , 内部的压力也越来越大 , 于是这一大团物质坍缩(collapse) , 温度越来越高 , 此时的天体被称为原恒星(protostar) 。

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Protostar(原恒星)
当原恒星的核(core)的温度到达一千万摄氏度时 , 氢核(也就是质子)就能够克服正电荷之间的斥力(repulsion) , 结合在一起形成氦核 , 同时释放出大量的能量 , 对抗引力 , 于是坍缩停止 , 恒星进入一个相对稳定状态 。
其实刚刚描述的氢核结合的过程就是核聚变(nuclear fusion) , 这样巨大的能量以光的形式体现 , 于是 , 宇宙被恒星点亮(ignite) , 黑暗时代终止 。 恒星内部的核聚变会持续数百万年甚至数十亿年 , 我们的太阳也正处在这个过程中 。

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现在的太阳
可能有同学会问 , 一个恒星内核的氢烧完了怎么办?
此时内核不再剧烈燃烧 , 引力又占了上风 , 恒星再次坍塌 , 而这样的挤压(compression)则使得温度再次升高 , 氦核彼此合并 , 形成碳(carbon)和氧(oxygen) , 释放出巨大的能量 , 足以对抗引力 , 于是恒星急剧膨胀 , 此时的恒星被天文学家称为红巨星(Red Giant) , 更大一些的则被称为红超巨星(Red Supergiant) 。
巨型恒星会经过好几次这样的剧烈膨胀和收缩 , 聚合形成更重的元素 , 比如镁(magnesium)、硅(silicon)和铁(iron) 。

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当太阳衰老 , 进入红巨星阶段时 , 它会膨胀至吞没水星、金星和地球
红巨星/红超巨星已经开始走向生命的终点 , 当能够进行核聚变的物质已经耗尽时 , 不同质量的恒星会走向不同形式的死亡 。
其中最壮烈的一种形式是发生超新星爆炸(supernova explosion) , 这一过程中会释放出极大的能量 , 形成更多更重的元素并释放到宇宙中 。 超新星爆炸之后的残骸则可能会形成中子星(neutron star)或黑洞(blackhole) 。

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Crab Nebula蟹状星云:一次超新星爆炸的遗留物 分页标题
因此 ,恒星就是名副其实的元素工厂 , 在它们的生命过程中会以氢和氦为原料 , 制造出多种元素 。 而当它们死亡时 , 会把这些元素释放到宇宙中 , 成为星际尘埃云(interstellar dust cloud)的一部分 , 这些尘埃云则会进入新一轮的星体形成 。
我们的地球就受益于一次曾经的超新星大爆炸 , 很幸运地获得了尘埃云中的多种元素 , 而这些元素就是生命形成所不可或缺的条件 。 比如 , 水是所有生命体的重要组成部分 , 水由氢和氧组成 , 没有恒星的死亡 , 不可能有大量的氧 。 再比如 , 所有的有机物都以碳为基础 , 如果没有恒星的死亡 , 则不可能有大量的碳 。

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人体的元素构成
所以地球上的生命 , 包括我们人类 , 其实都源于古老宇宙中壮美恢弘的曾经 。
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知识讲述完毕 , 接下来有两个任务给你:
任务一
天文学家Carl Sagan曾经说过这么一句看起来有些玄幻的话: “If you wish to make an apple pie from scratch, you must first invent the universe.”你能够结合前面讲过的内容对这句话做出解释吗?

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任务二
如果你觉得以上知识很熟悉 , 有两种可能:第一 , 你上知天文下知地理 , 课外阅读广博 。 第二 , 被托福折磨 , 刷到TPO里似乎有同主题的文章 。
你还没做过?那更好 , 给你两篇: TPO50-3 Star Death , TPO54-3 Elements of Life 。 现在你可以感受一下了解学科知识和专业词汇之后做题的爽感了 。

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以上的内容是《TOEFL单项提升班—名著阅读》这门新课的一个文字化切片 。 在这门课上 , 我会带着学生一起读Origin Story: A Big History of Everything这本书 。
为什么会张罗学生读这么一本书呢?
从托福阅读的文章主题和行文风格来看 , 托福阅读接近大一水平通识课本的内容 , 也就是关于某个学科主要章节的英文介绍 , 覆盖面非常广 , 话题涵盖几乎所有学科 。 而我在授课过程中的实际感受是 ,大部分学生的百科知识有限 , 学术词汇更渣 。 导致遇到某些话题或文章的时候心态很容易崩 , 经常读不下去;内心强悍一点的小伙伴可能能硬逼着自己读下来 , 但依然边读边翻白眼 。
当然 , 从时间效率来讲 , 为了考个托福考试也不至于搞个全套的百科全书来啃 , 而 读Origin Story这本书就够用了 。

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这本书的作者David Christian创造了 “大历史”(Big History)学派 , 从宇宙大爆炸开始讲起 , 囊括恒星诞生、新元素出现、太阳系诞生、孕育生命、人类进化、农业发展、现代革命 , 一直到未来的万物归宿 。 包含了几乎所有的重点学科 , 也覆盖了所有的托福高频主题。
在领读的过程中 ,我会带你读懂这些最基础的学科背景知识 , 同时在你的脑子里塞进尽可能多的学科词汇 。 相信如果能够把学科知识和专业词汇搞定 , 你离渡劫飞升之日也就不远了 。

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举几个栗子吧 , 你会在本课中了解到这些问题:

  • 宇宙从哪里来?宇宙要到哪里去?
  • 不转不是地球人!地球居然欠木星的情?分页标题
  • 震惊!小行星撞了地球还得跟它说谢谢?
  • 地球上最早的生命到底怎么折腾出来的?
  • 删前速看!演化是在拿命做实验!
  • 咋舌!黑猩猩和人类不可不说的故事 。
  • 人类祖先的种田和种田文里的种田到底有什么区别?
  • 最新曝光!古代帝国的轮回和宿命 。
  • 愤怒!为啥托福又双叒叕考工业革命?
  • 男默女泪!人类将走向何方?
这些问题都是Origin Story一书中的重要章节 , 也是托福的高频考点 , 这些问题都将在本课中得到解答 。
而且盖茨爸爸还说了:

BIG HISTORY provides a framework for understanding literally all of history, ever...
--- Bill Gates

So, come and join us.
- End -

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本文作者:谢钰琪
教育背景:
本科毕业于北京大学元培计划实验班 , 是耶鲁-北大联合培养项目成员;硕士毕业于北京大学心理学系应用心理学专业 , 并在芬兰赫尔辛基大学交换 。 加入新东方之前曾任职于美资咨询公司 , 担任咨询顾问 。 2014年入职新东方 , 教授托福阅读 , 是《托福终极词汇3800》的作者之一 。 托福总分111 , 阅读满分 。 已通过高中英语教师资格证的笔试面试;TKT考试三门全部band4 。
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