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页数:251

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出版时间:2009-9

价格:85.00元

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isbn号码:9787308065795

丛书系列:

图书标签:

• 职业教育
• 技术教育
• 高等职业教育
• 中等职业教育
• 教育改革
• 教育政策
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• 人才培养
• 教育发展
• 中国教育

浩瀚星河：宇宙探索与未来展望 图书简介 本书并非聚焦于我们脚下的土地，亦无关乎特定国度的教育体系或职业发展路径。相反，它将带领读者进行一场穿越时空、横跨星际的宏大旅行——《浩瀚星河：宇宙探索与未来展望》，是一部全面而深入的科普巨著，旨在揭示宇宙的起源、演化、基本结构，并以前瞻性的视角探讨人类文明在未来数百年乃至数千年间，探索未知、殖民星际的终极可能性与挑战。 全书分为五大部分，逻辑严密，内容涵盖了从最微观的量子涨落到最宏观的宇宙结构，从历史上的观测突破到未来数代人的太空工程构想。 --- 第一部分：溯源——宇宙的创世与演化史诗 本部分将从现代宇宙学的前沿理论出发，构建起一幅气势磅礴的宇宙时间轴。 1. 奇点之外：大爆炸模型的精确重构 我们首先回顾爱因斯坦的广义相对论如何为现代宇宙学奠定基石。接着，重点剖析大爆炸模型（Big Bang Model）的证据链条：从哈勃常数测定带来的宇宙膨胀证据，到宇宙微波背景辐射（CMB）的精确观测，以及轻元素丰度的理论预测与实际测量的完美契合。书中将详细介绍普朗克卫星和詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）如何以前所未有的精度揭示了早期宇宙的“婴儿照片”，特别是对暴胀理论的检验。 2. 幽灵物质的统治：暗物质与暗能量的谜团 宇宙的绝大部分由我们看不见的物质和能量构成。本章将深入探讨暗物质的间接证据，如星系旋转曲线、引力透镜效应，并梳理LHC等粒子加速器对WIMP、轴子等候选粒子的搜寻进展。随后，我们将把焦点转向更为神秘的暗能量——驱动宇宙加速膨胀的负压力量。本书将详细解释第五次宇宙学革命（即暗能量发现）如何迫使我们重估宇宙的最终命运：是“大撕裂”、“大收缩”，还是持续的“冰封”？ 3. 恒星的生与死：元素炼金术的宇宙剧场 恒星是宇宙中唯一的“工厂”，负责将氢和氦转化为构成生命和行星的重元素。我们将剖析恒星诞生于分子云的严酷过程，描述主序星的稳定燃烧，并着重讲解超新星爆发（Ia型和II型）作为宇宙中铁及其以上元素的主要来源的机制。同时，对中子星、脉冲星的物理特性，以及黑洞（包括恒星级黑洞与超大质量黑洞的形成与合并）的事件视界物理学进行深入阐释。 --- 第二部分：星系与结构——宇宙网格的宏伟编织 本部分将视角拉远，观察物质在引力作用下形成的宏观结构。 4. 岛屿世界的诞生：从原星系到星系团 探讨星系形成的层级模型。本书详细描述了矮星系并合如何推动螺旋星系（如银河系）的成长，以及椭圆星系的形成机制。同时，将呈现宇宙学模拟（如Millennium Simulation）如何重现我们观测到的宇宙网结构——星系长城、空洞和纤维状结构，并阐述引力支配下的结构形成过程。 5. 宜居带的探索：系外行星的几何与化学 人类对自身在宇宙中地位的思考，最终指向了对生命的追问。本章聚焦系外行星的发现技术，包括凌日法、视向速度法和直接成像法。书中将对开普勒和TESS任务收集的数据进行深度分析，重点介绍“宜居带”的定义及其局限性，并讨论那些拥有“水世界”或“超级地球”特性的奇异行星系统。 --- 第三部分：人类的下一步——迈出摇篮的工程学挑战 本部分将理论转向实践，探讨未来人类离开地球的硬科学与工程学障碍。 6. 星际航行：超越化学火箭的束缚 传统的化学推进剂效率低下，无法支持跨越光年尺度的旅行。本章详细评估了替代推进技术的可行性：核裂变/聚变火箭（如Orion计划的现代迭代）、反物质推进系统的理论效率与生产难度、以及光帆/激光推进技术（如突破摄星计划）在实现亚光速旅行方面的潜力。书中将对推进系统的能量密度、比冲和结构完整性进行详细的工程学比较。 7. 殖民火星与月球永久基地：就地取材的艺术 在到达更遥远的恒星系统之前，太阳系内定居点是第一站。本书详述了建立月球科研站和火星永久殖民地的关键挑战：辐射防护（如何有效利用月壤或熔岩管）、生命支持系统的闭环设计（水和氧气的循环再生）、以及资源原位利用（ISRU）技术，特别是从火星大气中提取氧气和从月球极地冰层中获取水资源的具体操作流程。 --- 第四部分：生命的边界——从地球生命到宇宙智慧 本部分深入探讨生命本身的起源、演化规律及其在宇宙中的普遍性。 8. 生命的起源：从无机物到自我复制的分子 回顾地球生命起源的化学路径，探讨“生命三要素”——有机分子、催化剂和代谢网络——是如何在早期地球环境中自发形成的。本书将详细介绍热液喷口理论和RNA世界假说，并探讨生命在极端环境（如深海或冰层下）的适应性，为寻找地外生命提供生物学模型。 9. 费米悖论的解与SETI的未来 为什么我们尚未发现地外文明？本书将系统梳理对费米悖论的各种解释：从“大过滤器”理论（生命演化中的某一关键步骤极其罕见）到“动物园假说”（高级文明刻意不干预）。同时，展望搜寻地外文明（SETI）的新范式，包括对技术特征信号（Technosignatures）的搜索，如戴森球的间接证据或工业污染的痕迹。 --- 第五部分：文明的终极命运——超越太阳系的未来图景 最后，本书将目光投向数千年后，人类文明可能面临的终极选择。 10. 人类演化：生物学与机械的融合 探讨在长期太空旅行和殖民压力下，人类物种本身可能发生的演化方向。这包括基因编辑技术在适应不同行星重力、大气和辐射环境中的应用，以及赛博格化（机械增强）如何提高宇航员的生存能力和认知极限。 11. 跨越光年：星际社会学的构想 如果人类成功掌握了曲速驱动或类似突破性技术，我们将面对星际尺度的社会治理问题。本章将探讨，在巨大的时空隔离下，殖民地如何维持文化认同？不同的物理环境（如低重力或高辐射环境）下诞生的后代，是否会形成新的“人类亚种”？书中将基于复杂系统理论，推演一个分散式、多行星的“星际联邦”的可能结构。 12. 宇宙的终局：熵增与信息保存 全书的终点回归到宇宙的宏大尺度：在漫长的时间尺度上，如何对抗热寂（Heat Death）的必然趋势？本书将讨论关于“信息永生”的理论尝试，以及高级文明可能采取的策略——例如，将全部知识和意识上传至理论上更耐用的物理载体，以期在宇宙的最后一刻，依然保有存在的“印记”。 --- 《浩瀚星河》 旨在为对宇宙学、天体物理学、尖端工程学和未来学感兴趣的读者提供一个全面、严谨且充满激情的认知框架。它不仅是一部知识的汇编，更是一次对人类求知欲和探索精神的致敬。

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