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出版者:

作者:Farndon, John

出品人:

页数:56

译者:

出版时间:2009-3

价格:$ 10.72

装帧:

isbn号码:9781432924911

丛书系列:

图书标签:

• 太阳系
• 行星
• 太空探索
• 天文学
• 科学
• 宇宙
• 教育
• 科普
• 观测
• 地外生命

宇宙边疆：行星、恒星与星系的奥秘 一本深入探索我们宇宙邻居的权威指南，从太阳系的边缘到遥远星系的浩瀚深处。 本书旨在为读者呈现一幅宏大而精密的宇宙图景，聚焦于那些塑造了我们理解的宇宙结构和演化历程的实体——行星、恒星及其赖以生存的星系。我们摒弃了对常见太阳系八大行星的表面描述，转而深入挖掘行星科学中最前沿的研究成果和理论模型。 第一部分：行星学的深度剖析与系外世界的诱惑 本部分将行星视为复杂的、动态的系统，而非静态的天体。我们将详细探讨行星地质学的最新进展，特别是对巨行星的内部结构的深入建模。例如，对于木星和土星，我们将讨论其液态金属氢层、氦沉降现象，以及这些内部动力学如何驱动了它们剧烈的磁场和大气风暴。对于冰巨星天王星和海王星，我们将探讨其“海洋”层中可能存在的超临界流体和“钻石雨”的形成机制，这些都依赖于极端压力和温度下的物质状态方程。 我们还将用大量的篇幅来剖析岩石行星和矮行星的演化历史。这不是简单的记录它们的化学组成，而是着重于行星形成后的板块构造、火山活动和磁场衰减的物理机制。例如，火星为何失去了其全球性磁场，以及这如何导致其大气逃逸；金星的失控温室效应是如何将一个潜在宜居的世界转变为地狱般的炼狱。 更引人入胜的是，本书将重点介绍系外行星（Exoplanets）的分类学和探测技术。我们将探讨开普勒望远镜和TESS任务发现的数千个新世界，但侧重点不在于数量的罗列，而在于对特定目标类型的深入分析： 1. 超级地球（Super-Earths）的内部构成： 它们是比地球大但比海王星小的行星，我们如何通过质量和半径的精确测量来推断其是否为岩石、水世界还是被氢包围的气体？ 2. LHS 1140 b和TRAPPIST-1系统的复杂性： 讨论这些围绕红矮星运行的行星所面临的潮汐锁定、恒星耀斑辐射对生命维持能力的挑战。 3. 大气光谱学的前沿： 阐述詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）如何通过透射光谱和直接成像技术，寻找系外行星大气中潜在的生物标志物，例如水蒸气、甲烷和氧气的特定组合，及其带来的“非生物起源”的复杂性考量。 第二部分：恒星的生命周期——从原恒星到致密天体 恒星是宇宙中最基础的能量工厂，本书将超越太阳系的范畴，探讨恒星演化的普适规律和极端案例。 我们将详细阐述恒星形成区（Star-forming regions）的物理条件。这包括对原恒星吸积盘（Accretion Disks）的流体力学模拟，以及双星和多星系统对恒星诞生和初始角动量分配的影响。我们关注的是星际云的引力坍缩、热核点火的临界条件，以及特有的赫罗图（Hertzsprung-Russell Diagram）上不同质量恒星的轨迹。 核心章节将献给恒星的死亡与遗骸： 红巨星分支的氦闪与碳氧核的形成： 描述中低质量恒星如何结束主序星阶段，并抛射出绚烂的行星状星云。 超新星爆发的物理学： 区分Ia型（白矮星热核失控）和II型（核心引力坍缩）超新星的能量释放机制。我们将深入探讨核坍缩超新星中“中微子驱动”的奇特过程，这是产生比铁更重元素（如金、铂）的必要条件。 致密天体的奇异世界： 中子星： 探索其极端的密度（一茶匙物质重达数十亿吨），磁场强度，以及作为脉冲星时精确到纳秒的计时能力。我们将讨论其内部可能存在的夸克物质和超流体性质。 黑洞： 重点在于事件视界（Event Horizon）之外的物理学。我们将讨论吸积盘如何产生相对论性喷流（Jets），史瓦西半径（Schwarzschild Radius）和克尔黑洞（Kerr Black Hole）的旋转对周围时空扭曲的影响，以及通过引力波探测器（如LIGO/Virgo）直接观测到的双黑洞并合事件的意义。 第三部分：星系的构建与宇宙学背景 本部分将视野提升至数百万光年之外的宏大结构，探讨恒星如何组织成星系，以及星系如何形成超星系团。 我们将分析星系的形态分类（螺旋、椭圆、不规则）背后的动力学原因。螺旋星系盘的稳定性、星系旋臂的密度波理论（Density Wave Theory），以及椭圆星系由早期碰撞和并合主导的形成过程，都将得到细致的阐述。 至关重要的是，本书将深入探讨星系中心普遍存在的超大质量黑洞（Supermassive Black Holes, SMBHs）。我们将研究“活性星系核”（AGN）现象——黑洞的吸积活动如何照亮整个星系，并可能通过反馈机制（Feedback mechanism）抑制其宿主星系的恒星形成。我们还将审视SMBHs质量与其宿主星系球状星系晕速度弥散度之间的经验关系（如$M-sigma$关系），这暗示了星系和中心黑洞之间复杂的共同演化历史。 最后，本书将这些结构置于宇宙学的大背景下。我们将讨论暗物质和暗能量在星系团的引力束缚和宇宙加速膨胀中的作用。通过研究宇宙微波背景辐射（CMB）的微小涨落，我们得以重建早期宇宙的物质分布，并理解当前星系大尺度结构的“种子”是如何播下的。 总结而言，《宇宙边疆》是一本面向严肃爱好者的深度学习之作，它要求读者准备好迎接复杂的物理概念，目标是揭示从行星的熔岩海洋到星系碰撞的广阔尺度上，宇宙运行的深层物理定律。

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从一个纯粹的、热衷于硬核知识的读者的角度来看，这本书在细节的打磨上达到了近乎苛刻的程度。它提供的不仅仅是知识的罗列，更是一种系统的思维框架。例如，在讨论类地行星和气态巨行星的对比时，作者并没有简单地停留在成分差异上，而是追溯到它们在太阳星云形成初期的微观物理过程，这种追根溯源的分析方式，极大地提升了理解的层次感。我尤其欣赏书中对各种探测任务的成功与失败案例的公正评价，这使得对太阳系探索的叙述更加全面和真实，没有一味地美化成就。书中对潮汐锁定、洛希极限等概念的解释，简直是典范，每一个定义都辅以清晰的现实案例，确保了即便是初学者也能一听就懂，而专家也不会觉得浅薄。总而言之，这是一部内容翔实、视野开阔、文笔严谨而又富有激情的作品，它不仅是一个参考工具书，更是一本能够激发科学探索精神的启迪之作。

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说实话，我原本是抱着一种“姑且看看”的心态开始这本书的，因为市面上的太阳系科普书大多大同小异，无非就是介绍八大行星的基本参数。然而，这本书展现出的深度和广度完全超出了我的预期。它不仅仅停留在描述“是什么”，更深入地挖掘了“为什么”和“将如何”。书中关于系外行星的最新发现和它们对太阳系模型的影响的分析，显示出作者对当前天文学研究动态的掌握是多么的与时俱进。我特别关注了其中关于太阳系小天体碰撞历史的那部分，它不仅复述了已知的撞击事件，还引入了新的计算机模拟结果，这使得整个太阳系的历史仿佛被重新激活了。书中的图表设计也相当出色，它们不是简单的填充物，而是真正服务于解释复杂概念的关键工具，比如那些展示轨道共振和引力摄动的动态图示，非常清晰。对于那些已经具备一定基础知识，渴望进阶了解太阳系动力学和未来探索方向的读者，这本书提供的深度绝对物超所值。

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这本书的文字功底实在令人惊叹，它成功地在严谨的科学事实与富有诗意的文学表达之间找到了完美的平衡点。我通常对纯粹的科学著作会感到有些畏惧，担心晦涩难懂，但这本书完全没有这个问题。作者的笔触细腻而富有情感，尤其是在描绘行星形成的历史长河时，那种跨越数十亿年的时间尺度感被刻画得淋漓尽致。阅读体验更像是在品味一部宏大的史诗，而不是在学习一份报告。例如，它探讨了太阳风如何塑造了行星的大气层，以及地球生命出现的偶然性和必然性，这些讨论角度新颖，发人深省。我喜欢它在介绍各个卫星，比如土卫六和木卫二时所采用的类比手法，非常直观地帮助读者构建想象中的异星世界景观。对于那些希望提升自己科学素养，同时又追求阅读享受的读者来说，这本书无疑是极佳的选择。它不仅是关于太阳系的知识库，更是一次关于人类如何理解自身在宇宙中位置的精神漫游。

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我必须承认，这本书的结构设计非常巧妙，它没有采用常见的按照距离远近的线性叙事，而是采取了一种主题驱动的方式，这让阅读过程充满了惊喜。时而跳跃到火星的地下冰层，时而又聚焦于太阳的核心活动，这种不拘一格的编排方式，有效地避免了阅读疲劳。书中关于行星宜居性（Habitability）的讨论尤其精彩，它不仅考虑了传统的水和温度因素，还引入了地质活动和磁场保护等更深层次的条件，这让我对“生命”的定义有了更广阔的思考。我非常欣赏作者对科学史料的引用，那些早期天文学家们面对未知时的挣扎与突破，被描绘得栩栩如生，这让冰冷的科学研究充满了人情味。这本书的语言风格转换自如，在描述令人敬畏的宇宙奇观时，语气是谦卑而宏大的；而在解释复杂的探测器技术时，则变得精准而务实。它成功地将一个宏大的主题切割成无数引人入胜的小故事。

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这本书简直是太空探索爱好者的福音！我本来以为自己对太阳系已经有了相当的了解，毕竟初高中都学过相关的知识，但读完这本书后，才发现自己之前的认知是多么的浅薄。作者的叙事方式非常引人入胜，仿佛带着我们亲身乘坐一艘先进的宇宙飞船，穿越浩瀚的星际空间。从水星的极端温差到海王星的永恒风暴，每一个行星的描述都充满了细节和最新的科学发现。尤其让我印象深刻的是关于木星的章节，它对大红斑的形成和木星磁场的复杂性的深入剖析，简直是教科书级别的精彩。书中没有那种枯燥的公式堆砌，而是将复杂的物理概念融入到生动的历史故事和前沿的探测任务介绍中，读起来酣畅淋漓。我尤其欣赏它对“奥尔特云”和“柯伊伯带”这些太阳系边缘区域的详尽探讨，这些内容往往在普通科普读物中被一笔带过。清晰的插图和精美的排版也极大地提升了阅读体验，使得那些遥远的星球仿佛触手可及。这本书不仅普及了知识，更激发了我对宇宙深处无尽奥秘的向往。

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