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出版者:上海科学技术文献出版社

作者:余长南

出品人:

页数:317

译者:

出版时间:2006-10

价格:15.00元

装帧:

isbn号码:9787543929739

丛书系列:

图书标签:

• 小学生
• 科幻
• 作文
• 想像力
• 写作指导
• 创意写作
• 思维训练
• 趣味学习
• 课外阅读
• 儿童文学

《星际探险家手册：宇宙奥秘与未来科技启示录》 内容提要 本书旨在为对浩瀚宇宙充满好奇心的读者提供一份详尽且引人入胜的指南，深入探索当前天文学的最新发现、深空探索的里程碑以及前沿的物理学理论。我们聚焦于那些激发人类想象力、推动科技进步的宏大议题，从黑洞的内部结构到暗物质的本质，再到人类定居火星乃至更遥远星系的未来蓝图。全书结构严谨，内容翔实，旨在构建一个关于宇宙学、天体物理学和未来太空工程学的综合知识框架。 第一部分：宇宙的宏伟尺度与基础定律 第一章：超越视界的宇宙图景 本章首先界定了我们当前可观测宇宙的范围与年龄，采用最新的普朗克卫星数据和哈勃深空场观测结果，为读者描绘出宇宙大爆炸后138亿年间的演化历程。我们将详细解析宇宙学中的核心概念，如宇宙膨胀的证据（哈勃定律与红移现象），并深入探讨宇宙微波背景辐射（CMB）的意义，解释其如何成为大爆炸理论的“余晖”和检验宇宙学模型的关键证据。 第二章：时空结构与引力的新视野 爱因斯坦的广义相对论是理解宇宙运作的基石。本章将以清晰的图示和类比，解释时空弯曲的概念，并着重探讨引力波天文学的兴起。我们将回顾LIGO和Virgo探测器捕捉到的双黑洞并合事件，分析这些极端现象如何为我们提供了检验强引力场下物理定律的独特窗口。此外，本章还将梳理关于奇点（Singularity）的理论争议及其在黑洞边界的物理意义。 第三章：暗物质与暗能量的谜团 当代宇宙学面临的两大核心难题——暗物质与暗能量——将是本章的重点。我们将回顾暗物质存在的间接证据（如星系旋转曲线、引力透镜效应），并详细介绍当前主要的候选粒子模型，如WIMPs（弱相互作用重粒子）和轴子（Axions）。在暗能量方面，本章将分析标准宇宙学模型（Lambda-CDM）中宇宙常数的地位，探讨不同暗能量模型（如标量场、修正引力理论）的优劣，并展望下一代观测任务（如欧几里得空间望远镜）如何帮助我们约束暗能量的性质。 第二部分：天体物理学的奇观与极端现象 第四章：恒星的生与死：生命周期与元素工厂 本章系统梳理恒星的形成、演化和死亡过程。从分子云中的引力坍缩到主序星的氢核聚变，我们深入探讨恒星内部的热核反应链。重点分析不同质量恒星的终结命运：低质量恒星如何演化为白矮星，而大质量恒星如何经历超新星爆发（Ia型和II型），并将重元素抛洒到星际介质中，为下一代恒星和行星系统的形成提供原材料。此外，本章还将讨论中子星的极端物理性质，如脉冲星的精确计时和磁星的强大磁场。 第五章：黑洞的边界与吸积盘的狂暴 黑洞是时空结构最极端的体现。本章将详细解释事件视界（Event Horizon）的定义，以及史瓦西半径和克尔黑洞的特性。我们将聚焦于活跃星系核（AGN）的物理过程，解析围绕超大质量黑洞的吸积盘如何产生能量，并驱动出比整个星系还亮的喷流。本章还将介绍EHT（事件视界望远镜）对M87和人马座A的直接成像技术及其科学成果。 第六章：系外行星的搜寻与宜居性评估 随着开普勒和TESS任务的成功，人类已确认了数千颗系外行星。本章将详细介绍主要的探测方法，包括凌日法、视向速度法和直接成像法，并分析它们的优势与局限性。我们将深入探讨“宜居带”（Habitable Zone）的现代定义，讨论影响行星宜居性的关键因素，如大气组成、磁场保护以及潮汐锁定效应。最后的探讨将涉及对系外生命迹象（Biosignatures）的未来搜寻策略。 第三部分：太空探索的未来与前沿工程 第七章：载人深空任务：从月球到火星的挑战 本章聚焦于人类重返月球（Artemis计划）以及登陆火星的工程学挑战。我们将分析长时间太空飞行对宇航员的生理和心理影响，特别是辐射防护、失重环境下的骨质流失和心血管适应问题。在火星任务层面，我们将讨论就地资源利用（ISRU）技术的重要性，例如如何从火星大气中提取氧气和水，以减少地球的补给依赖，并探讨建立永久性火星基地的可行性方案。 第八章：星际旅行的技术构想 超越太阳系限制，本章探讨了理论上可行的星际推进技术。内容包括对离子推进器、核热火箭（NTR）的性能分析，以及对更具革命性的概念的审视，例如光帆技术（如突破摄星计划）、反物质推进的可行性以及理论上可实现超光速旅行的曲速驱动（Warp Drive）的物理学门槛与限制。本章旨在区分当前工程学的边界与纯粹的理论猜想。 第九章：地外文明搜索（SETI）与费米悖论的再思 我们是否孤独？本章将回顾SETI计划的历史和当前进展，介绍射电望远镜阵列（如FAST）在监听地外信号中的作用，以及利用激光和光学信号进行主动搜索（METI）的伦理争议。最后，我们将全面梳理费米悖论（Fermi Paradox）的各种可能解释，从“大过滤器”（Great Filter）理论到“动物园假说”，引导读者对人类在宇宙中的定位进行深刻反思。 结语：面向无尽的探索 本书最后一部分总结了当前科学界在理解宇宙起源和未来发展方向上的共识与未解之谜，强调科学方法论和跨学科合作对于突破当前知识瓶颈的关键作用，激励读者持续关注并参与到人类探索未知、拓展认知的宏伟事业中。 --- 适合读者 本书内容深度适中，既能满足对基础宇宙学有一定了解的进阶学习者，也能为对太空科学抱有浓厚兴趣的非专业读者提供扎实的知识储备。尤其适合对天文学、物理学以及未来科技发展方向感兴趣的爱好者和大学低年级学生参考阅读。

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