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出版者:Dk Pub

作者:Hammond, Tim

出品人:

页数:72

译者:

出版时间:2005-9

价格:134.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780756613907

丛书系列:

图书标签:

• 体育
• 运动
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• 技巧
• 运动员
• 户外

宇宙奥秘的边界：探索未知的星际航行 图书简介 本书带领读者深入浩瀚无垠的宇宙，踏上一段扣人心弦的星际探索之旅。我们聚焦于人类文明当前所能触及和尚未理解的宇宙前沿领域，探讨那些挑战我们认知极限的宏大课题。这不是一本讲述地球上体育竞技的书籍，而是对宇宙结构、生命起源、时空本质以及未来科技可能性的深度剖析。 第一章：时空织锦的结构——引力和量子之舞 本章从爱因斯坦的广义相对论出发，解析我们如何理解引力——这种塑造了宇宙宏观结构的强大力量。我们将详细介绍黑洞的形成、事件视界（Event Horizon）的物理学意义，以及奇点（Singularity）内部可能存在的物理定律的崩溃。不同于地面上的规则和秩序，宇宙的基石是扭曲的时空。我们会深入探讨引力波的探测如何为我们提供了“聆听”宇宙剧烈事件（如双中子星并合）的新窗口，从而验证了爱因斯坦百年前的预言。 随后，我们将转向微观的量子世界。量子力学与广义相对论的冲突是现代物理学最大的难题。本章将详细阐述量子场论的基本原理，解释基本粒子如何在虚空中产生和湮灭，并介绍超对称理论（Supersymmetry）等试图统一这两种描述方式的前沿尝试。我们不会讨论任何地面活动或竞赛，而是专注于场态能量的波动和粒子间看不见的相互作用。 第二章：星系的演化与暗物质的幽灵 我们的视野将从局部扩展到星系尺度。本章描述了星系是如何从宇宙大爆炸后初期的微小密度涨落中诞生、成长并最终形成我们今天观测到的螺旋星系、椭圆星系和不规则星系的宏伟历史。我们会详细分析恒星的生命周期，从氢云塌缩到超新星爆发（Supernova），以及这些爆炸如何播撒了构成行星乃至生命的重元素。 然而，传统物质（重子物质）只占宇宙总质量的不到5%。本章的核心在于揭示“暗物质”（Dark Matter）的谜团。通过对星系旋转曲线的精确观测，我们推断出大量看不见的物质存在。我们将回顾各种候选粒子——例如弱相互作用重粒子（WIMPs）和轴子（Axions）——的理论基础，并介绍地下深处和太空望远镜正在进行的直接和间接探测实验的最新进展。这里的“竞赛”是寻找看不见的物质，而不是任何有形的赛场。 第三章：宇宙学的终极难题——暗能量与宇宙的命运 如果说暗物质是宇宙的骨架，那么“暗能量”（Dark Energy）就是推动宇宙加速膨胀的神秘推手。本章深入探讨了自1998年发现以来的宇宙学革命。我们将研究宇宙学常数（Cosmological Constant）的引入，以及它与真空能量密度之间的巨大矛盾——即理论预测值与观测值之间相差高达120个数量级的“宇宙学常数问题”。 我们将详细比较几种解释暗能量本质的理论模型，包括纯粹的爱因斯坦常数，以及第五种力（Quintessence）的可能性。这些模型直接决定了宇宙的最终命运：是“大撕裂”（Big Rip）、“大冻结”（Big Freeze）还是其他的剧烈终结。我们的讨论完全围绕宇宙学观测数据，如宇宙微波背景辐射（CMB）的精细结构分析和大型星系巡天（如斯隆数字巡天）的结果。 第四章：系外行星的生物印记与地外生命探索 本章将目光投向银河系内无数的恒星系统。我们详细介绍系外行星（Exoplanets）的发现历史和主要探测技术，从凌日法（Transit Method）到多普勒谱线法（Radial Velocity）。随后，我们将深入探讨“宜居带”（Habitable Zone）的概念，并扩展到更复杂的“生物印记”（Biosignatures）的搜寻。 我们分析詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）如何通过分析遥远行星大气的光谱，寻找水蒸气、甲烷、氧气等生命活动的化学痕迹。本章探讨了生命存在的普遍性问题，并引入了著名的德雷克方程（Drake Equation）的现代修正版本，用以估算银河系中可能存在技术文明的数量。探索的焦点是寻找“第二地球”，而非地球上的任何竞赛表现。 第五章：星际航行与超越光速的设想 在物理定律的约束下，我们展望人类文明如何才能实现真正意义上的星际旅行。本章首先评估了化学燃料火箭的局限性，并详细分析了下一代推进技术，如核聚变推进、太阳帆以及先进的离子推进系统的工程学挑战。 更具思辨性的是，本章探讨了理论物理学中那些可能允许超光速（Faster-Than-Light, FTL）旅行的假想概念。我们会严谨地分析爱尔库贝雷曲速驱动（Alcubierre Warp Drive）的数学模型，探讨它对能量负质量的要求，以及穿越虫洞（Wormholes）的理论可行性。我们强调，这些是基于现有物理框架的推演，其实现依赖于尚未发现或尚未掌握的物理学突破。本章是一场关于人类智慧极限的想象力拓展，完全聚焦于宇宙尺度的移动。 结语：在知识的边缘前行 本书的终点并非答案，而是更多深刻的问题。我们回顾了人类在理解宇宙中所取得的飞跃，同时也承认了我们知识的边界。探索宇宙的旅程，是一场永无止境的智力跋涉，它要求我们以最严谨的科学态度，去面对那些最令人敬畏的未知。我们所面对的，是物理学、数学和哲学交汇处的终极谜团。

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