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出版者:福建少年儿童出版社

作者:程帆

出品人:

页数:210

译者:

出版时间:2010-6

价格:10.00元

装帧:

isbn号码:9787539537672

丛书系列:

图书标签:

• 科普
• 百科
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• 科学
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探秘宇宙的奥秘：宇宙图景与星际旅行 图书简介 本书并非聚焦于我们熟悉的地球生命与自然现象，而是将读者的目光投向浩瀚无垠的宇宙深处，深入探讨宇宙的起源、结构、演化，以及人类探索星际空间的宏伟蓝图。这是一部致力于揭示宇宙最深层奥秘的科普力作，旨在为对天体物理学、宇宙学抱有浓厚兴趣的读者提供一个全面、深入且引人入胜的知识框架。 第一部分：宇宙的黎明——起源与早期演化 本章将追溯时间的起点，从奇点的瞬间爆发开始，系统阐述大爆炸理论（Big Bang Theory）的观测证据和数学模型。我们将详细剖析宇宙微波背景辐射（CMB）的形成机制及其在验证早期宇宙模型中的关键作用。读者将跟随作者的笔触，穿越宇宙最初的几分钟，了解夸克、轻子如何结合形成质子和中子，以及核合成如何创造出宇宙中最轻的元素——氢和氦的丰度之谜。 随后，我们将深入探讨“黑暗时代”——宇宙中第一批恒星诞生之前的漫长时期。重点解析再电离（Reionization）过程的驱动力，即第一代恒星和类星体如何重新照亮了早期宇宙的等离子体迷雾。我们还将审视宇宙网（Cosmic Web）的形成，理解暗物质和暗能量在这张宇宙结构网格构建中所扮演的决定性角色，以及我们如何通过大尺度结构调查来推断这些不可见物质的性质。 第二部分：星系的交响乐——结构、动力学与演化 本部分将视角聚焦于宇宙中最宏伟的结构——星系。我们从星系分类学入手，详细解析哈勃音叉图（Hubble Tuning Fork Diagram）的局限性与现代分类标准，区分旋涡星系、椭圆星系和不规则星系在形态、恒星形成率和化学演化上的显著差异。 深入探讨星系动力学，解释为什么仅凭可见物质的引力无法解释星系的旋转曲线，从而再次强调暗物质晕（Dark Matter Halo）对星系稳定性和形态维持的必要性。我们将讨论星系合并的物理过程——无论是小规模的潮汐吞噬还是大规模的碰撞与并合，如何塑造了今日所见星系的尺寸和形态。 此外，本书将花费大量篇幅讲解活动星系核（AGN）和超大质量黑洞（Supermassive Black Holes, SMBHs）。解释吸积盘的物理机制、喷流的产生与准直过程，以及黑洞对宿主星系演化的“反馈”（Feedback）效应——这是现代天体物理学研究的前沿领域。 第三部分：恒星的生与死——生命周期与极限物理 本章聚焦于宇宙中的基本“工厂”——恒星。我们将详述恒星从分子云坍缩到主序阶段的形成过程，重点阐述氢核聚变的能量来源与流体静力平衡的精妙调控。 探索恒星的死亡方式，这完全取决于其初始质量：从白矮星的电子简并压支撑，到中子星的极端密度和磁场特性，以及脉冲星的精确计时学意义。更令人敬畏的是黑洞的形成。本书将以通俗易懂的方式解释广义相对论的核心概念，如事件视界、史瓦西半径，并讨论如何通过引力波探测（如LIGO/Virgo的成果）来直接观测双黑洞合并事件。 对于大质量恒星的最终命运，我们将详细描述超新星爆发（Supernovae）的物理机制（Ia型与II型），及其作为宇宙“播种者”的作用——正是这些爆炸将更重的元素（碳、氧、铁等）抛洒入星际介质，为下一代恒星、行星乃至生命的诞生提供了物质基础。 第四部分：系外行星的搜寻与宜居性探索 本部分转向我们太阳系之外的世界，探讨系外行星（Exoplanets）的发现历史与主流探测方法，包括凌星法（Transit Method）的精度提升、视向速度法（Radial Velocity）对行星质量的确定，以及直接成像的挑战。 我们将分类解析已发现的行星类型，从“热木星”到“超级地球”，再到可能位于宜居带（Habitable Zone）的类地行星。重点讨论宜居性的复杂定义，它不仅仅是液态水的存在，还包括行星的大气成分、磁场保护、地质活动以及母星的稳定性等诸多因素。本书将引入生物标记物（Biosignatures）的概念，探讨詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）等下一代观测设备如何被设计用于分析遥远行星的大气光谱，以期寻找地外生命的蛛丝马迹。 第五部分：穿越时空——人类的星际航行设想 最后，本书将探讨人类对星际旅行的终极梦想，从理论物理学的角度审视其可行性。我们将批判性地分析基于现有化学火箭技术的阿西莫夫式漫长航行的局限性。 随后，我们将进入理论物理的奇想领域，审视曲速驱动（Warp Drive）的概念，解释阿库别瑞度规（Alcubierre Metric）所需的负能量密度难题。同时，也会探讨利用虫洞（Wormholes）进行空间捷径的可能性，并讨论维持这些理论结构所需的奇异物质。本书旨在提供一个基于当前物理学理解的，对未来星际探索技术的理性展望，区分科学的边界与科幻的想象。 总结 《探秘宇宙的奥秘》是一趟从奇点到遥远星系的史诗旅程。它不涉及地球上的植物、动物或地理知识，而是专注于宇宙尺度下的物理定律、结构演化和前沿探索。本书的目的是激发读者对宇宙深层奥秘的敬畏之心，提供一个坚实的、基于现代科学的宇宙学知识体系。

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