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出版者:

作者:张榕,顾建中,温祥邦

出品人:

页数:404

译者:

出版时间:2008-3

价格:42.00元

装帧:

isbn号码:9787502944308

丛书系列:

图书标签:

• 气象科普
• 灯谜
• 趣味科学
• 知识普及
• 中华文化
• 益智
• 亲子
• 科普读物
• 传统文化
• 谜语

瀚海星辰：宇宙探索的奥秘与未来展望 本书导言 浩瀚的宇宙，是人类永恒的探索疆域。从茹毛饮血的远古先民对夜空的敬畏与好奇，到如今借助尖端科技将目光投向遥远星系的深空探测，人类对宇宙的认知经历了翻天覆地的变化。《瀚海星辰：宇宙探索的奥秘与未来展望》，并非一本浅尝辄止的科普读物，而是一部旨在深入剖析现代天文学、宇宙学前沿进展，并对未来太空探索蓝图进行审慎描绘的深度著作。本书将带领读者穿越时空隧道，从宇宙的起源到黑洞的深处，从系外行星的宜居性到人类迈向星际的宏伟设想，构建起一幅宏大而精微的宇宙图景。 第一部：追溯之源——宇宙的黎明与演化 本部分将着重探讨现代宇宙学最核心的理论基石，并结合最新的观测数据，还原宇宙诞生之初的场景。 第一章：大爆炸的余晖与暴胀理论的构建 我们将详细审视“宇宙大爆炸”理论的观测证据链，包括宇宙微波背景辐射（CMB）的各项参数及其在宇宙学标准模型中的地位。重点剖析CMB的各项微小涨落（如$C_l$谱），它们如何编码了早期宇宙的物质分布信息。随后，本书将深入探讨“暴胀理论”（Inflation Theory），阐释其如何解决了视界问题、平坦性问题以及磁单极子问题。理论物理学家们如何利用量子场论的工具，模拟暴胀阶段的量子涨落如何被拉伸放大，最终成为今日星系团结构的原初扰动。我们不会止步于理论推演，还会介绍如普朗克（Planck）卫星和阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）等前沿探测器如何精确测量这些信号。 第二章：暗物质与暗能量的世纪之谜 宇宙的物质和能量构成中，我们熟悉的普通物质仅占约5%。本书将用专门的章节来解构“暗物质”（Dark Matter）与“暗能量”（Dark Energy）这两个占据宇宙绝大部分份额的神秘组分。关于暗物质，我们将梳理从引力效应（如星系旋转曲线、引力透镜）到直接/间接探测实验（如XENONnT、AMS-02）的全部探索历程。详细分析弱相互作用重粒子（WIMP）、轴子（Axion）等主流候选者，及其各自的实验验证难度。对于暗能量，我们将聚焦于“宇宙加速膨胀”这一惊人发现，探讨其本质是爱因斯坦宇宙学常数（$Lambda$）还是动态的标量场（如第五种元素Quintessence）。最后，我们将讨论未来任务如詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）和欧几里得（Euclid）巡天如何通过高精度星系红移测量来精确描绘暗能量的演化历史。 第二部：星辰的孕育与生命的摇篮 本部分将视角收缩至星系和恒星的尺度，探讨物质如何从混沌中组织成结构，以及生命诞生的可能性。 第三章：星系的形成与宇宙网的结构 从最初的氢、氦云团如何塌缩形成第一代恒星（Population III Stars），到引力如何在数十亿年间将恒星、气体和暗物质组织成星系、星系群乃至超星系团，本书将描绘宇宙“大尺度结构”（Large Scale Structure）的形成过程。我们会详细讲解“冷暗物质层级结构形成模型”（Lambda-CDM Model）的运作机制，并深入分析星系合并、活动星系核（AGN）反馈过程如何调控星系的演化路径，影响恒星形成率。通过对不同类型星系（螺旋星系、椭圆星系、不规则星系）的形态学分析，读者将理解宇宙历史在不同星系中的烙印。 第四章：恒星的生与死：元素的炼金术 恒星是宇宙中“炼金术士”。本书将揭示恒星从分子云塌缩到主序星阶段的物理过程，包括核聚变反应的细节，如质子-质子链和CNO循环。重点阐述恒星的死亡——超新星爆发（Supernova）的物理机制（Ia型与II型），以及它们如何将宇宙中重于铁的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。对于质量巨大的恒星，我们将探讨它们最终的归宿：中子星、脉冲星（Pulsars）及其自旋行为，以及中子星合并所产生的引力波信号。 第五章：系外行星的狩猎与宜居性探索 自从“51 Pegasi b”被发现以来，系外行星（Exoplanets）的研究已成为天文学最热门的领域之一。本书将系统介绍主要的系外行星探测技术：凌星法（Transit Method）、视向速度法（Radial Velocity）、直接成像法和引力微透镜法，分析每种方法的优势与局限性。我们将聚焦于“类地行星”的搜寻，特别是围绕红矮星（M Dwarf）和太阳型恒星的行星系统。关于宜居性，我们将超越“液态水”的传统观念，深入探讨大气成分、磁场保护、潮汐锁定效应等复杂因素，并评估像TRAPPIST-1系统这样的多行星系统对生命的潜在意义。 第三部：前沿疆界与未来展望 在本书的最后部分，我们将把目光聚焦于宇宙中最极端、最前沿的现象，并展望人类太空探索的下一个百年目标。 第六章：时空弯曲的极致：黑洞与引力波天文学 黑洞不再是科幻的产物，而是检验广义相对论的终极实验室。我们将解析史瓦西半径、事件视界的概念，并深入探讨吸积盘的物理过程。重点在于对超大质量黑洞（SMBH）的观测证据——通过星系中心运动学和AGN辐射来推断其质量。引力波天文学的兴起，特别是LIGO/Virgo/KAGRA合作组织探测到的双黑洞及双中子星合并事件，如何提供了一种全新的“听觉”来感知宇宙。未来激光干涉太空引力波天文台（LISA）将如何观测低频引力波，揭示星系中心SMBH的形成与并合历史。 第七章：量子引力与时空泡沫的遐想 在探究黑洞奇点内部及大爆炸起始点时，现有的相对论和量子力学理论体系面临崩溃。本书将简要介绍弦理论、圈量子引力等试图统一两大理论的尝试，探讨它们对时空本质的颠覆性预测，如时空是否是离散的、是否存在额外维度。尽管这些内容充满理论推测，但它们代表了人类对宇宙终极规律的终极渴望。 第八章：迈向星际：人类太空探索的新纪元 最后，我们将从基础科学转向工程与应用。本书将回顾载人航天和深空探测（如“旅行者号”、“好奇号”）的成就，并展望未来十年乃至更长远的计划。我们将探讨重返月球（Artemis计划）及其在建立地外资源利用（ISRU）能力上的战略意义，火星载人任务的挑战（辐射防护、生命支持系统），以及对木星的冰卫星（如木卫二欧罗巴）和土星的土卫六泰坦的生物学探索价值。最终，本书将以对“星际航行”的设想作结，无论是核动力推进还是反物质引擎的概念探索，都体现了人类文明不断突破自身限制的决心。 结语 《瀚海星辰》旨在提供一个既有深度又引人入胜的宇宙巡礼，它要求读者以开放的心态迎接科学的边界，理解我们所处的宇宙的宏伟、复杂与美丽。探索永无止境，我们头顶的星空，始终是人类文明进步的终极动力。

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这本书的语言风格非常独特，它用一种近乎哲学的口吻来探讨那些日常生活中习以为常的自然现象。作者似乎不太满足于简单的“是什么”和“怎么做”的解释，而是热衷于探讨“为什么会是这样”，以及当我们理解了这些规律之后，对人类认知边界的拓展意味着什么。这种思辨性的探讨，让原本技术性的内容增添了一层深邃的光芒。例如，在探讨云的形态和命名法时，作者并没有仅仅停留在分类学层面，而是联系到了不同文化背景下人们对天空的想象和命名习惯，这种跨学科的联系让人感到耳目一新，拓展了阅读的维度。读完后，我不再只是“看到”天气，而是开始“思考”天气，这是一种非常高级的阅读体验，它培养了一种观察世界的全新视角。

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这本书的插图简直是视觉的盛宴，色彩的运用大胆而富有张力，完全颠覆了我对传统科普读物的刻板印象。每一幅画面都像是一幅精心构思的艺术品，将复杂的科学概念用极富想象力的方式呈现出来。比如，书中描绘大气环流的部分，作者没有采用那些枯燥的箭头和等压线，而是用流动的光影和拟人化的云朵，让气旋的形成过程仿佛在眼前上演的一场宏大戏剧。我尤其欣赏作者在细节处理上的匠心独运，即便是最微小的水分子或空气粒子，也被赋予了独特的个性和动态感，这种处理方式极大地激发了我的好奇心，让我愿意主动去探究背后的物理原理。阅读的过程不再是知识的单向输入，而更像是一场探索未知的探险，那些原本抽象的科学术语，在这些生动的图像映衬下，变得触手可及、引人入胜。这本书的装帧设计也非常考究，纸张的质感和油墨的触感都透露着一种高级感，让人爱不释手，简直是桌面上的艺术品。

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这本书的叙事节奏把握得相当老道，读起来有一种酣畅淋漓、欲罢不能的感觉。它没有采取那种平铺直叙、按部就班的讲解方式，而是巧妙地设置了一系列引人入胜的悬念和知识点的小高潮。作者像是经验丰富的说书人，总能在最恰当的时候抛出一个让人拍案叫绝的观察点，然后层层递进地揭示其背后的科学逻辑。我发现自己常常会因为某个精彩的转折或一个突然冒出的新奇事实而停下来，反复咀嚼思考。尤其是在讲述极端天气现象的部分，作者的文笔变得紧张而富有张力，如同身临其境地体验了一次狂风骤雨或电闪雷鸣，这种沉浸式的体验是很多严肃的教科书难以企及的。这种叙事策略，成功地将科普的深度与故事的趣味性完美地融合在了一起，让阅读体验充满了惊喜和满足感，完全没有一丝说教的意味。

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我必须赞扬这本书在知识体系构建上的严谨与广度。尽管它阅读起来轻松有趣，但其内容的扎实程度却让人肃然起敬。作者显然做了大量的案头工作，引用了最新的研究成果，并且对不同气象学派的观点做了平衡的介绍，使得这本书不仅适合初学者建立基本认知，对于有一定基础的爱好者来说，也能从中发掘出许多值得深思的论点。书中对历史上的重要气象事件的回溯尤为精彩，它不仅记录了“发生了什么”，更深入剖析了“为什么会发生”，以及人类是如何一步步理解这些复杂现象的。这种将历史、科学、社会影响交织在一起的叙事方式，极大地提升了这本书的厚度和价值，让它超越了单纯的知识普及读物，成为了一部具有人文关怀的科学著作。

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这本书在互动性和实用性方面也做得非常出色，这常常是科普读物容易忽略的环节。它不是简单地输出信息，而是积极引导读者参与到科学的实践中去。书中穿插了许多“动手做做看”的小实验提示，这些实验大多取材于日常生活，材料易得，步骤清晰，成功率极高，极大地增强了读者的参与感和成就感。更重要的是，作者在描述这些实验时，总能清晰地指出它们背后的科学原理，使得操作过程本身就变成了一次生动的课堂。这种“知行合一”的设计，彻底打消了普通读者对科学研究的畏惧感，让他们意识到，科学探索并不总是高高在上的实验室工作，它就潜藏在我们日常的观察与操作之中。这本书真正做到了将晦涩的知识，转化成可以触摸、可以验证的乐趣。

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