Fundamental Astronomy

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出版者:Springer-Verlag New York Inc.
作者:H. Karttunen
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1994-4
价格:GBP 34.41
装帧:Paperback
isbn号码:9780387572031
丛书系列:
图书标签:
  • 天文
  • astronomy
  • 天体物理学
  • 天文
  • 基础
  • 天文学
  • 宇宙
  • 星体
  • 观测
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具体描述

好的,以下是一本名为《宇宙奥秘:从古至今的星辰探索》的图书简介,旨在详细介绍天文学的演变、核心概念以及前沿发现,而不涉及《Fundamental Astronomy》的具体内容。 宇宙奥秘:从古至今的星辰探索 导言:仰望星空,探寻起源 自人类文明伊始,头顶那片浩瀚无垠的夜空便激发了无尽的好奇与敬畏。从最初的星辰标记到如今的深空探测器,人类对宇宙的理解经历了一场波澜壮阔的革命。本书《宇宙奥秘:从古至今的星辰探索》并非仅仅是一本知识的汇编,它是一部关于人类认知如何逐步拓展、智慧如何与自然规律交织的历史叙事。我们将带领读者穿越时空,回顾那些塑造了现代天文学的关键思想、观察和技术突破,构建一幅从肉眼可见的恒星到遥远星系的宏大画卷。 本书旨在为所有对宇宙心存敬畏的读者提供一个全面而深入的视角,理解天文学如何从神学、哲学和数学的交汇点中诞生,并最终发展成为一门严谨的、依赖于精密观测和物理学原理的现代科学。 第一部分:文明的星盘——古代与古典天文学 在望远镜尚未发明的时代,人类如何描绘宇宙?本部分将深入探讨古代文明如何利用天体运动来指导生活、农业和宗教。 1.1 早期文明的宇宙观 美索不达米亚的观测遗产: 细致记录行星周期和食相的巴比伦泥板,它们不仅是历法的基础,也揭示了早期数学在天文学中的应用。 尼罗河畔的精确对齐: 埃及人如何将金字塔的布局与特定恒星对齐,体现了他们对天体位置的掌握。 中国古代的天象记录: 史书中记载的超新星爆发、彗星出现,构成了世界上最连续的天文观测记录,对理解天体变化至关重要。 1.2 希腊的理性构建 希腊哲学家首次尝试用几何和逻辑来解释宇宙的秩序。我们将重点分析: 地心说的建立: 托勒密体系的精妙之处在于其预测能力。详细解析本轮和均轮系统如何完美解释肉眼可见的天体(尤其是行星)的逆行现象,以及它在随后的近两千年间占据主导地位的原因。 几何学的力量: 埃拉托斯特尼如何通过简单的几何原理,测算出地球的周长,展示了观测数据与逻辑推理结合的巨大潜力。 1.3 跨越中世纪的传承与创新 当欧洲陷入“黑暗时代”时,伊斯兰世界的学者们成为了知识的守护者和推进者。 阿拉伯学者的贡献: 他们不仅保存了希腊的经典,还改进了观测仪器(如星盘),并对托勒密模型进行了修正和完善,为后来的科学革命奠定了基础。 第二部分:观测革命——科学方法的崛起 16世纪末至17世纪初,技术的突破彻底颠覆了人类对宇宙的认知,将天文学从思辨转向实证。 2.1 哥白尼的日心转向 范式的转变: 详细阐述哥白尼《天体运行论》的核心论点,即太阳而非地球才是宇宙的中心,以及这种改变对哲学和神学思想带来的巨大冲击。 第谷的精确测量: 探究第谷·布拉赫如何建立起他无与伦比的地面观测站,收集了当时最精确的行星运动数据,尽管他本人并未完全接受日心说,但他的数据却是下一位巨匠的基石。 2.2 开普勒的运动定律 从圆形到椭圆: 深入分析开普勒如何利用第谷的数据,推导出行星运动的三大定律,特别是椭圆轨道的概念,这彻底抛弃了自亚里士多德时代以来对“完美圆形”的执念。 2.3 伽利略与望远镜的“解放” 伽利略首次将改良的折射望远镜指向天空,带来的发现是革命性的: 月球的表面: 发现月球并非完美的球体,而是拥有山脉和环形山。 木星的卫星: 证明了存在围绕其他天体运行的中心,直接挑战了地心说的根基。 金星的相位: 金星的盈亏现象只有在围绕太阳运行时才能合理解释。 第三部分:物理学统一——牛顿到现代天体物理学 天文学与物理学在牛顿时代实现了决定性的融合,宇宙的运行规律被统一在万有引力定律之下。 3.1 万有引力:宇宙的驱动力 力与运动的法则: 分析牛顿的《自然哲学的数学原理》如何用一个简单的公式解释了行星环绕太阳、苹果落地以及潮汐现象,揭示了宇宙运行的普遍法则。 对行星的精确预测: 如何利用牛顿定律预测了海王星的存在,这是科学理论强大验证能力的典范。 3.2 恒星的本质与光谱的语言 进入19世纪,光谱学的诞生让人类第一次能够“阅读”来自遥远恒星的信息: 分光镜的魔力: 揭示了恒星的化学成分、温度和运动速度。分析夫琅和费谱线如何成为解码恒星内部运作的钥匙。 赫罗图(HR图)的构建: 探讨了恒星如何诞生、演化和死亡的宏大生命周期,以及主序星、红巨星、白矮星和中子星的物理特征。 3.3 宇宙的尺度与膨胀 20世纪初,天文学家开始着手测量宇宙的真正广阔性: 哈勃的发现: 解释了如何通过造父仙女星等标准烛光确定了河外星系的距离,证实了银河系只是宇宙中无数星系之一。 红移与宇宙膨胀: 详述哈勃定律如何确立了宇宙并非静止,而是在加速膨胀的惊人事实,为大爆炸理论提供了关键证据。 第四部分:前沿探索与未解之谜 本书的最后一部分将聚焦于当代天文学最激动人心的前沿领域,这些领域挑战着我们现有的物理学框架。 4.1 黑暗的统治者:暗物质与暗能量 星系旋转曲线的异常: 解释了为什么星系的旋转速度表明存在远超可见物质的引力场,从而引入了暗物质的概念。 宇宙加速膨胀的驱动力: 探讨暗能量——驱动宇宙加速膨胀的神秘斥力,以及它如何占据了宇宙能量密度的绝大部分。 4.2 极端天体物理 黑洞的视界: 从理论到直接成像(如事件视界望远镜项目),深入理解时空弯曲到极致的区域。 引力波天文学的黎明: 介绍了LIGO等探测器如何捕捉到黑洞和中子星合并产生的时空涟漪,开启了观测宇宙的新窗口。 4.3 宜居性与地外生命探索 系外行星的百花齐放: 总结开普勒、TESS等任务发现的数千颗系外行星,特别是宜居带内的类地行星。 生命的化学基础: 探讨生命起源的必要条件,以及对SETI(搜寻地外文明计划)和未来詹姆斯·韦伯太空望远镜在寻找生物信号方面的展望。 结语:永恒的探索 《宇宙奥秘:从古至今的星辰探索》旨在向读者展示,天文学不仅是对遥远物体的描绘,更是对人类自身认知局限不断超越的史诗。从古代先贤对星象的敬畏,到现代物理学家试图统一宇宙基本力的宏大目标,夜空始终是我们探索自然法则的终极实验室。当我们凝视星光时,我们不仅看到过去,更是在塑造对未来的理解。

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用户评价

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这本书为我打开了一扇通往宇宙深处的大门,它不仅仅是知识的灌输,更是一种思维方式的引导。我特别欣赏作者在解释天体动力学时所展现出的严谨性。从行星围绕恒星的轨道运动,到恒星在星系中的运动,再到星系在宇宙中的运动,作者都用清晰的数学模型和物理原理进行了解释。我尤其喜欢关于“三体问题”的讨论,它揭示了天体动力学中一个看似简单却又极其复杂的挑战,即当三个或更多天体相互作用时,它们的运动轨迹将变得非常难以预测。这让我意识到,即使在相对简单的天体系统中,也存在着令人惊叹的复杂性。我也对书中关于潮汐力的解释印象深刻,它不仅解释了地球上潮汐的现象,也揭示了潮汐力在行星和卫星相互作用中的作用,例如它如何影响卫星的轨道和自转。这些看似微小的力,却在宇宙尺度的演化中扮演着重要的角色,这让我不禁感叹宇宙万物之间的相互关联。

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我必须说,这本书的深度和广度着实令人印象深刻。它并非那种蜻蜓点水式的科普读物,而是真正地在构建一个扎实的天文学知识体系。我特别欣赏作者在介绍恒星物理学时所展现出的细致入微。从恒星的质量、温度、光度之间的关系,到内部的核聚变过程,再到恒星演化的不同阶段,如主序星、红巨星、白矮星、中子星乃至黑洞,每一个分支都进行了详尽的论述。尤其是关于恒星演化,作者通过解释质量在其中扮演的关键角色,以及不同质量恒星最终归宿的巨大差异,让我对宇宙的动态性有了更为直观的理解。我至今还记得阅读关于超新星爆发的章节,那描述宇宙中最壮观的爆炸之一,以及它如何播撒重元素,为下一代恒星和行星的形成提供物质基础。这种物质循环的观点,将宇宙的过去、现在和未来紧密地联系在一起,让我不禁感叹宇宙的神奇与和谐。书中关于星系的形成和演化部分同样精彩,从早期宇宙的结构形成,到星系合并的动力学,再到不同类型的星系,如椭圆星系、旋涡星系和不规则星系,作者都进行了深入浅出的讲解。我尤其对暗物质和暗能量在星系和宇宙结构形成中的作用的论述印象深刻,这些看不见的“力量”在塑造宇宙的过程中扮演着如此重要的角色,着实令人着迷。

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这本书给我带来的知识增量是巨大的,但更重要的是,它改变了我对宇宙的看待方式。我曾几何时只将星空视为点缀夜空的闪光,但现在,我看到了其中蕴含的物理定律、演化过程以及无数我们尚未了解的秘密。《Fundamental Astronomy》在介绍行星科学时,对太阳系内各个行星的形成、大气组成、地质活动和内部结构都进行了详尽的描述。我尤其着迷于对火星和木星的探索,以及对土星环和海王星暗斑的讲解。书中还提及了行星探测器发回的宝贵数据,这些数据帮助我们更深入地了解了这些遥远的星球。让我惊喜的是,作者还花了相当篇幅讨论了小行星、彗星和星际尘埃等天体,以及它们对地球历史和未来可能产生的影响,这让我意识到,宇宙并非仅仅由恒星和行星构成,还有无数其他奇妙的天体在其中扮演着重要的角色。我曾以为流星雨只是浪漫的景象,但这本书让我了解到,它们实际上是地球穿过彗星或小行星留下的尘埃带所形成的,而每一次流星的划过,都可能是一段微小的宇宙历史的瞬间展现。

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坦白说,当我拿到这本书时,我抱着一种学习基础知识的心态,但这本书带给我的远不止基础。它以一种非常有条理的方式,将天文学的核心概念一一呈现。我特别喜欢关于宇宙学部分的论述,从宇宙的起源,到大爆炸理论的证据,再到宇宙的膨胀和结构演化,每一个环节都讲解得非常清晰。特别是关于宇宙微波背景辐射的章节,它被誉为“大爆炸的余辉”,作者详细解释了它的起源、特性以及它所包含的关于早期宇宙的重要信息,这让我对我们如何认识宇宙的开端有了更深刻的理解。此外,书中对红移现象的解释,以及它如何被用来测量宇宙的膨胀速度,也让我对宇宙的动态演化有了更为直观的感受。我曾一度认为宇宙学是一个遥远而抽象的学科,但这本书通过严谨的逻辑和翔实的证据,将它展现在我面前,让我感受到科学探索的力量。作者在介绍宇宙的未来命运时,也提出了不同的可能性,从“大挤压”到“大撕裂”,这些理论虽然听起来有些科幻,但都基于严谨的科学推断,让我对宇宙的最终结局充满了想象。

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自从读了这本书,我对宇宙的感知方式发生了根本性的转变。它不再是遥不可及的星辰大海,而是充满活力、不断演变、遵循着严谨物理规律的宏大系统。《Fundamental Astronomy》在讲述恒星的生命周期时,将质量、成分和自转速度等关键因素如何影响恒星的演化路径进行了清晰的梳理。我尤其喜欢关于“死亡”恒星的描述,例如白矮星如何冷却、中子星的奇特性质以及黑洞的引力陷阱。这些不同终结方式的背后,都隐藏着深刻的物理原理。我至今还记得关于“超新星遗迹”的章节,它描述了超新星爆发后留下的壮观景象,以及这些遗迹中富含的重元素是如何被抛洒到星际空间,为未来的恒星和行星系统提供了种子。这种物质的循环和转化的观点,让我对宇宙的生命力有了更深的理解。此外,书中对星团的介绍也让我着迷。无论是年轻的疏散星团,还是古老的球状星团,它们都仿佛是宇宙中的“星辰家族”,它们的形成、演化和数量统计,都为我们研究银河系的结构和历史提供了重要的线索。

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我一直以来都认为天文学是一门高深莫测的学科,但《Fundamental Astronomy》这本书却以一种令人信服的方式,将复杂的概念化繁为简。它不仅仅是知识的传递,更是一种对科学精神的传承。我特别欣赏作者在介绍辐射天文学时所展现出的专业性。从可见光到射电波,从红外线到紫外线,再到X射线和伽马射线,作者详细解释了不同波段的电磁波是如何携带宇宙的信息,以及我们是如何通过建造各种探测器来接收和分析这些信息的。我尤其对射电天文学的章节印象深刻,它让我了解到,我们不仅能看到宇宙,还能“听到”它,例如通过射电望远镜捕捉到脉冲星发出的规律性信号,或者探测到遥远星系发出的射电辐射。这些不同波段的观测手段,共同描绘出了一个更加全面和立体的宇宙。我也对书中关于空间望远镜的论述感到兴奋,例如哈勃空间望远镜如何突破大气层的限制,为我们带来了无数清晰而壮丽的宇宙图像,这些图像不仅具有科学价值,更是一种无与伦比的艺术享受。

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我一直对宇宙的好奇心从未减退,《Fundamental Astronomy》这本书可以说是满足了我大部分的求知欲。它以一种系统性的方式,将天文学的各个分支有机地联系在一起。我特别欣赏作者在介绍天体化学时所展现出的细致入微。从早期宇宙形成的元素合成,到恒星内部的核聚变过程,再到超新星爆发对重元素的播撒,作者详细阐述了宇宙中各种元素的来源和演化。这让我明白,我们身体中的每一个原子,都可能是在遥远的恒星内部经过亿万年的炼狱而诞生的。书中还提及了星际分子云中复杂有机分子的发现,以及这些分子在行星形成和生命起源中的潜在作用。这让我不禁思考,宇宙中的化学反应是否是生命诞生的必要条件。我也对书中关于陨石和行星探测器采集的岩石样本的研究进行了深入的阅读。这些来自地外世界的物质,为我们了解太阳系和更遥远的宇宙提供了宝贵的直接证据,让我感受到科学探索的严谨与精确。

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这本书的阅读体验,让我对天文学的敬畏之情油然而生。它不仅仅是知识的堆砌,更是对宇宙之美的深刻洞察。我特别赞赏作者在解释天体测量学方面的严谨性。从视差法测量恒星距离,到三角测量法测定行星轨道,再到利用造父变星等标准烛光来测量更遥远的距离,作者一步步地展示了人类是如何克服巨大的时空尺度,一步步地“丈量”宇宙的。这种对测量方法的细致讲解,让我明白了天文学家是如何获得如此精确的数据的,也让我对他们工作的严谨性充满了敬意。我尤其喜欢关于恒星视差的章节,它解释了为什么最近的恒星看起来在一年中会有微小的位置移动,以及我们如何利用这个“视差”来计算它的距离。这种基于几何原理的测量方法,简单却又极其有效,让我惊叹于人类智慧的光辉。此外,书中关于光谱学的论述也让我受益匪浅。通过分析来自恒星和星系的光谱,我们可以了解它们的化学成分、温度、速度甚至磁场强度,这简直就像是给宇宙万物“读心”一样,让我对光谱学的强大功能有了全新的认识。

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这本书真的给我打开了新世界的大门。我一直对浩瀚的宇宙充满了好奇,从仰望星空的那一刻起,就渴望了解那些闪烁的光点背后隐藏的奥秘。当我翻开《Fundamental Astronomy》这本书时,我立刻被它严谨却又引人入胜的叙述风格所吸引。作者不仅仅是罗列了冰冷的数据和复杂的公式,而是将天文学的知识巧妙地编织成了一个关于宇宙演化、星体诞生与死亡、以及我们所处位置的宏大叙事。书中对行星形成的详细阐述,从星云的引力坍缩到原行星盘的演化,再到行星的吸积过程,每一个环节都描绘得栩栩如生,仿佛我正亲眼目睹着一颗颗行星在宇宙的摇篮中孕育。更令我惊叹的是,作者还深入探讨了系外行星的探测方法,那些通过凌星法、径向速度法甚至直接成像法发现的遥远世界,它们的类型、大气成分以及潜在的宜居性,都让我对宇宙的广阔和生命的无限可能有了更深刻的认识。我尤其喜欢作者在解释复杂概念时所使用的类比和图像,它们让那些原本晦涩难懂的物理原理变得通俗易懂,即便我没有深厚的天文学背景,也能乐在其中,并且感受到知识增长的喜悦。这本书不仅仅是一本教材,更像是一次心灵的宇宙漫游,它点燃了我对科学探索的热情,让我对我们赖以生存的地球和宇宙有了全新的敬畏之心。

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我一直以来都对天文学有着浓厚的兴趣,但往往在深入学习的过程中会因为概念的复杂性而感到困惑。然而,《Fundamental Astronomy》这本书却以一种非常友好的方式,为我消除了这些障碍。我特别喜欢书中关于天体物理学中一些基础概念的解释,比如万有引力定律在天体运动中的应用,以及牛顿运动定律如何帮助我们理解行星的轨道。作者在解释引力如何影响行星运动时,使用了一些非常直观的比喻,让我很容易就理解了开普勒三大定律背后的物理原理。我也对书中关于能量守恒定律在恒星结构和演化中的应用的讨论印象深刻。恒星之所以能够持续发光发热数亿甚至数十亿年,正是因为它们内部的核聚变反应在不断地将质量转化为能量,而且这个过程是遵循能量守恒定律的。这种将基础物理原理与宏大的天体现象联系起来的讲解方式,让我看到了科学知识的内在逻辑和统一性。我至今还记得关于黑洞的章节,作者将相对论中的一些概念巧妙地融入其中,解释了黑洞的形成、视界以及事件视界的含义。这些概念虽然听起来有些令人望而生畏,但在作者的笔下,它们变得清晰而富有吸引力,让我对宇宙中最神秘的天体之一有了更深入的了解。

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