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出版者:北京邮电大学出版社

作者:梁颂 编

出品人:

页数:171

译者:

出版时间:2004-1

价格:19.80元

装帧:

isbn号码:9787563510078

丛书系列:

图书标签:

• 自然
• 童年
• 科学
• 科普
• 小学生
• 课外阅读
• 实验
• 趣味科学
• 知识拓展
• STEM
• 教育
• 儿童读物

《星际探险家手册：宇宙奥秘与未来科技之旅》 一、 宇宙的宏大叙事：从奇点到星系的诞生 本书并非探讨小学阶段的日常学科知识，而是将读者的目光投向浩瀚无垠的宇宙空间，以硬科幻的严谨性和史诗般的叙事，带领读者进行一场跨越时间和尺度的星际探险。 引言：寂静的开端 我们从宇宙的“零点”——一个不可思议的奇点——开始。内容将深入解析大爆炸理论（The Big Bang Theory）的最新观测证据，不仅仅是红移现象，更会详细剖析宇宙微波背景辐射（CMB）的各项关键参数（如$Omega_b, Omega_c, Omega_{Lambda}$）如何确立了我们对宇宙年龄（约138亿年）和结构的认知。 第一章：时空的编织者——基础物理学在宇宙尺度下的应用 本章侧重于解释支撑宇宙运行的物理定律，完全脱离了初中或高中物理课本中对简单机械或电路的讨论。 1. 广义相对论的直观解读与黑洞的形成： 阐释引力如何是时空弯曲的结果。我们将详细讨论史瓦西半径、事件视界（Event Horizon）的数学边界，以及极端引力场中时间膨胀效应的真实案例。重点分析引力波的探测（LIGO/Virgo项目）如何为我们打开了“聆听”宇宙碰撞的新窗口。 2. 暗物质与暗能量的谜团： 为什么我们能看到的物质只占宇宙总质能的不到5%？本书将系统梳理温德尔斯坦效应（WIMPs）和轴子（Axions）等主流暗物质候选粒子模型。同时，对驱动宇宙加速膨胀的暗能量（Dark Energy），将探讨其作为宇宙学常数（$Lambda$）的可能性及其对宇宙未来命运的决定性影响。 3. 基本力的统一与粒子物理的边界： 简要回顾标准模型（Standard Model）的构建，并探讨如何超越标准模型，例如超对称理论（Supersymmetry）在更高能级上试图统一电磁力、强核力与弱核力。 第二章：星辰的生命周期——恒星演化与元素炼金术 本章是关于宇宙中最壮观的物理过程——恒星的生与死。 1. 从分子云到主序星： 详细描绘引力坍缩形成原恒星的过程，以及氢聚变点燃（质子-质子链与CNO循环）对恒星稳定性的意义。 2. 巨星的谢幕与超新星的爆发： 对于大质量恒星，我们将剖析渐近巨星分支（AGB）阶段，以及核心塌缩引发的II型超新星爆发机制。这些爆炸如何将铁（Fe）以上的重元素（如金、铀）抛洒到星际介质中，为下一代恒星和行星的形成奠定基础。 3. 中子星与脉冲星的奇观： 探讨密度达到原子核级别的中子简并压（Neutron Degeneracy Pressure）如何抵抗引力。脉冲星的精确周期性被用作宇宙中的“灯塔”，并讨论毫秒脉冲星的物理特性。 第三章：系外行星的搜寻与地外生命的哲学 本章将关注我们太阳系之外的广阔领域，探讨行星形成的通用法则与生命存在的可能性。 1. 搜寻策略与数据解读： 详细介绍凌日法（Transit Method）和视向速度法（Radial Velocity Method）的原理、优势及局限性。读者将学会如何从光变曲线和多普勒频移数据中推断出行星的半径、质量和轨道周期。 2. 宜居带（Habitable Zone）的重新定义： 摒弃简单的“液态水存在区”概念，引入潮汐锁定、大气成分、地质活动等复杂因素对行星宜居性的影响。讨论“类地行星”与“超级地球”的不同结构模型。 3. SETI与费米悖论的思辨： 分析著名的德雷克方程（Drake Equation）中各项参数的不确定性。面对宇宙的年龄和行星的数量，我们尚未发现任何智慧生命的迹象（费米悖论），本书将从大过滤器理论（The Great Filter）的角度，探讨生命演化中可能存在的难以逾越的障碍。 第四章：人类的未来——星际航行与后人类主义 本章展望人类文明在未来数百年或数千年内，可能采取的太空探索和生存策略。 1. 先进推进系统的科学基础： 对比现有化学燃料火箭的局限性，深入探讨核聚变推进（Fusion Propulsion）、反物质驱动的可行性窗口，以及更为激进的曲速引擎（Warp Drive，基于Alcubierre度规）在理论上的挑战与突破点。 2. 星际旅行中的生物学挑战： 解决长期失重、宇宙射线（GCRs）防护、资源闭环生态系统（CELSS）的建立。讨论低温休眠（Cryosleep）技术和代际飞船（Generation Ships）的社会学结构问题。 3. 宏大工程的设想： 介绍理论上可行的巨型工程项目，例如戴森球（Dyson Spheres/Swarms）如何捕获恒星能量，以及人类文明如何可能达到卡尔达舍夫等级（Kardashev Scale）的二级甚至三级文明。 结语：谦逊与敬畏 本书旨在用最前沿的科学知识，拓宽读者的认知边界，培养对宇宙复杂性的尊重。我们不是在学习如何解决课本上的数学题，而是学习如何在一个无限宏大的、充满物理定律支配的剧场中定位我们自身的存在。旅程结束，但探索永无止境。 关键词： 广义相对论、黑洞、暗能量、超新星、系外行星、戴森球、卡尔达舍夫等级、推进系统。

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