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出版者:

作者:Nester, Eugene W./ Anderson, Denise G./ Roberts, C. Evans, Jr./ Nester, Martha T.

出品人:

页数:928

译者:

出版时间:2008-9

价格:$ 234.48

装帧:

isbn号码:9780077250416

丛书系列:

图书标签:

• 微生物学
• 细菌学
• 病毒学
• 真菌学
• 免疫学
• 医学微生物学
• 生物学
• 微生物
• 病原体
• 实验室诊断

《星尘低语：宇宙的起源与演化》 第一章：宇宙的黎明——从奇点到暴胀 想象一下，在一切存在之前，只有一个无限小、无限热、无限密集的点，我们称之为奇点。这个奇点并非我们熟悉意义上的“空间”或“时间”中的一个点，而是空间和时间本身的起点。然而，这个微小的奇点并非静止不动，它蕴含着宇宙万物尚未显现的潜力。 在大约138亿年前，一场难以置信的事件发生了——宇宙大爆炸。这并非一场在已有空间中发生的爆炸，而是空间本身的诞生与扩张。在这最初的瞬间，空间以一种我们难以想象的速度，从一个几乎不存在的尺寸，猛然膨胀开来。这种超越光速的膨胀，被科学界称为“暴胀”。暴胀理论为我们解释了宇宙为何如此平坦、均匀，以及为何在如此广阔的尺度上，物质的分布却有着惊人的相似性。 在暴胀之后，宇宙进入了一个极其炽热的“夸克-胶子等离子体”时期。在这个温度极高的环境中，基本粒子如夸克和胶子自由存在，它们尚未结合形成质子和中子。随着宇宙的持续冷却，夸克开始结合，形成了质子和中子。这些基本粒子的出现，为后来原子核的形成奠定了基础。 第二章：黑暗时代的余晖——第一缕光与原子核的诞生 宇宙继续冷却，温度下降到足够让质子和中子能够结合，形成最初的原子核，主要是氢和氦，以及极其微量的锂。这个时期被称为“核合成时期”。氢原子核（质子）和氦原子核的比例，至今仍然是我们理解宇宙早期化学组成的重要证据。 然而，此时的宇宙仍然是一团浑浊的等离子体，带电的电子和原子核在其中自由穿梭，光子不断地与这些带电粒子碰撞，无法自由传播。因此，这段时期也被称为“黑暗时代”。尽管黑暗，但它并非一片死寂。在这片混沌中，引力开始悄然发挥作用，将微小的密度涨落放大。那些密度稍高的地方，吸引了更多的物质，为日后结构的形成埋下了种子。 大约在大爆炸后38万年，宇宙冷却到足以让电子与原子核结合，形成中性的原子。这个过程被称为“复合”。一旦电子被束缚在原子核周围，光子就不再频繁地与带电粒子碰撞，它们得以自由传播。这些脱离束缚的光子，至今仍然以微弱的微波辐射的形式存在，它们就是我们今天观测到的“宇宙微波背景辐射”。这团微弱的光，是宇宙大爆炸留下的最古老、最直接的证据，它携带着宇宙早期的“快照”，为我们揭示了宇宙的年龄、曲率以及早期的物质分布。 第三章：星辰的序曲——第一代恒星的诞生与演化 黑暗时代终结，宇宙迎来了第一缕光，也迎来了第一代恒星的诞生。在引力的作用下，早期宇宙中的氢和氦气体云开始坍缩。当这些气体云的密度和温度达到足够高时，核心处便会发生核聚变反应——氢原子核开始聚变成氦原子核，释放出巨大的能量。第一代恒星，被称为“星族III”（Population III）恒星，就这样点亮了宇宙。 这些第一代恒星比我们今天在宇宙中看到的任何恒星都要巨大、炽热且短暂。它们由最纯净的氢和氦组成，不含任何重元素。这些巨星在它们短暂的生命中，将氢燃烧殆尽，然后以壮观的超新星爆炸结束生命。然而，正是这场爆炸，在宇宙的星际介质中播撒了第一批由核聚变产生的重元素，如碳、氧、铁等。这些重元素，虽然在宇宙早期含量极少，却是孕育行星和生命所必需的基石。 第四章：星系的崛起——物质的聚集与结构的形成 随着第一代恒星的死亡和重元素的播撒，宇宙的演化进入了一个新的阶段。这些重元素以及未曾燃尽的氢和氦，成为了第二代、第三代恒星形成的原材料。引力继续发挥着它的魔力，将恒星、气体、尘埃以及暗物质聚集在一起，形成了最初的星系。 早期的星系比今天我们看到的要小而混乱，它们不断地碰撞、合并，逐渐成长为更大的结构。星系的形成和演化是一个极其复杂的过程，涉及引力、气体动力学、恒星形成、超新星反馈以及暗物质的分布等多种因素。暗物质，这种看不见、摸不着的神秘物质，在星系的形成和演化中扮演着至关重要的角色。它提供了引力“骨架”，将普通物质束缚在一起，使得星系能够形成并维持其结构。 在星系的形成过程中，许多星系中心会形成超大质量黑洞。这些黑洞会吞噬周围的物质，释放出强大的能量，对星系的演化产生深远的影响，甚至能够调节星系的恒星形成率。 第五章：行星的摇篮——星盘的形成与行星系统的诞生 在年轻的星系中，恒星的诞生仍在继续。当一颗恒星形成时，其周围通常会留下一个旋转的、由气体和尘埃组成的盘状结构，这被称为“原行星盘”。在这个原行星盘中，微小的尘埃颗粒通过碰撞和吸积，逐渐增长，形成越来越大的石块，然后是小行星，最终形成行星。 这个过程并非一蹴而就，而是需要数百万甚至数千万年的时间。在原行星盘的内侧，温度较高，只有耐高温的岩石和金属能够凝结成型，形成类地行星，如水星、金星、地球和火星。而在原行星盘的外侧，温度较低，冰和气体可以凝结，形成巨大的气态巨行星，如木星和土星，以及海王星和天王星。 行星的形成过程中，还会有大量的碎片残余，它们可能形成小行星带、柯伊伯带等。这些小天体的运动，也影响着行星系统的最终格局。行星系统的诞生，是宇宙从宏观结构到微观世界的又一个奇妙飞跃。 第六章：生命的回响——地球的演化与生命的起源 在无数的行星系统中，有一个行星，因其得天独厚的条件，孕育了生命，那就是我们的地球。地球的形成，也遵循着原行星盘的吸积过程。早期地球是一个熔融的火球，随着冷却，形成了坚硬的地壳。火山活动活跃，释放出大量的气体，形成了早期的大气层。 水，对于生命的诞生至关重要。这些水可能来自早期地球形成过程中裹挟的挥发性物质，也可能来自后来撞击地球的彗星和小行星。液态水的存在，为复杂的化学反应提供了场所，这是生命起源的关键。 生命的起源，至今仍然是科学领域最令人着迷的谜团之一。科学家们提出了多种假说，认为生命可能起源于原始海洋中的化学反应，也可能起源于海底热泉，甚至是在外太空的某种有机物抵达地球。无论起源于何处，生命的出现，标志着宇宙从单纯的物理和化学过程，进入了一个全新的、具有自我组织和演化能力的阶段。 第七章：宇宙的未来——暗能量的谜团与宇宙的终局 回顾宇宙的过去，我们对它的演化有了更深刻的认识。然而，关于宇宙的未来，仍然充满了未知。我们观测到，宇宙的膨胀正在加速，而驱动这种加速膨胀的，是一种神秘的能量，被称为“暗能量”。暗能量占据了宇宙总能量的绝大部分，它的性质和来源，至今仍然是科学界最前沿的研究课题。 根据暗能量的不同性质，宇宙的终局可能有几种不同的可能性： 大撕裂（Big Rip）： 如果暗能量的密度随时间增加，它最终会强大到撕裂星系、恒星、行星，甚至原子。 热寂（Heat Death）： 如果宇宙继续膨胀，所有物质和能量将变得极其稀疏，温度将接近绝对零度，宇宙将进入一个死寂的状态。 大挤压（Big Crunch）： 如果暗能量的效应减弱，引力可能会重新占据主导，导致宇宙停止膨胀并开始收缩，最终坍缩成一个奇点。 除了这些宏观层面的可能性，宇宙中还存在着无数的星系、恒星和行星，它们仍在按照物理定律演化。新的恒星不断诞生，旧的恒星走向衰亡，星系碰撞合并，黑洞吞噬物质。生命，也可能在宇宙的某个角落，正在以我们无法想象的方式演化和发展。 结论： 《星尘低语：宇宙的起源与演化》带领读者踏上了一场跨越138亿年的宇宙之旅，从最微小的奇点到最宏大的星系结构，从第一缕光到生命的回响。我们探索了宇宙大爆炸的奇迹，星辰的诞生与死亡，星系的崛起与演化，以及行星系统的形成。我们触及了生命的起源之谜，并展望了宇宙可能的未来。 这本书并非关于微生物学的研究，而是试图以一种引人入胜的方式，描绘宇宙从无到有、从简单到复杂、从黑暗到光明、从物理到生命的神奇演化过程。它告诉我们，我们所处的宇宙，是一个充满活力、不断变化、并且依然充满未知和惊喜的宏伟舞台。我们每个人，都是这场宇宙史诗的一部分，都是由星尘构成的生命体，承载着宇宙古老的低语，也孕育着无限的可能。

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