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出版者:吉林大學

作者:王霖

出品人:

頁數:230

译者:

出版時間:2004-4

價格:26.8

裝幀:

isbn號碼:9787560128627

叢書系列:

圖書標籤:

• 恐龍
• 科普
• 兒童
• 自然
• 動物
• 百科
• 科學
• 趣味
• 教育
• 化石

好的，這是一份關於一本名為《星際漫遊者：宇宙邊疆的探索與發現》的圖書的詳細簡介。 --- 星際漫遊者：宇宙邊疆的探索與發現 一本帶你深入理解我們宇宙的宏大結構、最前沿的科學發現以及人類在無垠星海中的未來定位的深度科普巨著。 --- 導言：穿越地球的界限 自古以來，仰望星空便激發瞭人類最深沉的敬畏與好奇。在二十一世紀，我們不再僅僅是旁觀者。隨著技術的飛速發展，人類正以前所未有的速度逼近宇宙的真正邊界。《星際漫遊者：宇宙邊疆的探索與發現》並非一本簡單的天文現象匯編，而是一次對當代宇宙學、天體物理學、行星科學以及未來星際工程學的全景式掃描。 本書聚焦於那些正在重塑我們對“傢園”理解的前沿課題：暗物質的本質、引力波的漣漪、係外行星生態的可能性，以及人類文明如何跨越太陽係的藩籬，成為真正的星際物種。我們邀請讀者，拋卻既有的認知框架，跟隨最頂尖的科學傢和工程師的足跡，探索那些既令人興奮又充滿挑戰的宇宙前沿。 --- 第一部分：宇宙的骨架——暗物質與暗能量的深度剖析 宇宙的可見物質，我們所熟知的一切恒星、星係和塵埃，僅僅占據瞭宇宙總質能的不到5%。剩下的95%由神秘的暗物質和驅動宇宙加速膨脹的暗能量構成。本書用詳盡的篇幅揭示瞭我們如何“看見”這些看不見的力量。 1.1 暗物質的蹤跡：從引力透鏡到直接探測的挑戰 本章深入探討瞭支持暗物質存在的關鍵證據鏈。我們詳述瞭星係鏇轉麯綫的異常現象，以及大型星係團碰撞（如“子彈星係團”）中，普通物質與引力場分離的決定性觀測。隨後，本書將目光投嚮地麵與太空中的前沿探測實驗： 地下深處的守望： 對XENONnT、PandaX等大型低溫（Cryogenic）探測器的原理進行深入剖析，解釋如何利用弱相互作用大質量粒子（WIMPs）或軸子（Axions）的假設模型，尋找它們與普通物質碰撞時産生的微弱信號。 太空中的獵手： 分析AMS-02（阿爾法磁譜儀）等設備在測量宇宙射綫中可能存在的奇異粒子信號方麵的成果與局限性。 1.2 暗能量：宇宙加速膨脹的終極推手 暗能量是現代物理學中最大的謎團之一。本書從愛因斯坦的宇宙學常數引入，討論瞭早期超新星觀測如何確立瞭宇宙加速膨脹的格局。我們詳細比較瞭基於不同時間尺度的觀測數據（如宇宙微波背景輻射的各嚮異性與大尺度結構分布），探討瞭“第五種力”或其他修正引力理論（如標量-張量理論）的可能性。讀者將瞭解到，暗能量是否是時空本身的固有屬性，還是某種尚未被發現的動態場。 --- 第二部分：時空的新交響——引力波天文學的黎明 引力波，愛因斯坦廣義相對論的最終預言，自2015年首次被LIGO探測到以來，徹底開啓瞭“多信使天文學”的新紀元。 2.1 從漣漪到星係閤並：引力波的源頭與信號解析 本部分詳細介紹瞭引力波的物理學基礎——時空麯率的傳播，並聚焦於主要的探測目標： 雙中子星並閤（GW170817）： 首次成功捕獲電磁波與引力波信號同步爆發的事件。本書探討瞭這次事件如何解決瞭快子（Kilonovae）與重元素（如金、鉑）起源的長期爭論，並精確限製瞭引力波傳播的速度。 黑洞與奇異天體的碰撞： 分析瞭超大質量黑洞並閤産生的低頻引力波的潛力，以及對未來LISA（激光乾涉空間天綫）任務的期待。我們還將探討“質量間隙”（Mass Gap）中理論預測的未知天體，如原星（Primordial Black Holes）存在的證據。 2.2 天文颱的未來：從地麵到太空的精度飛躍 除瞭現役的LIGO/Virgo/KAGRA網絡，本書還展望瞭下一代探測器的雄心：日本的KAGRA的獨特低溫技術，以及未來可能部署的“第三代”地麵探測器，如愛因斯坦望遠鏡（ET）和第三代LIGO（Galileo-LIGO），它們有望將引力波的靈敏度提升至前所未有的水平，使我們能夠聆聽宇宙更古老、更遙遠的聲音。 --- 第三部分：生命的新領域——係外行星與宜居性探索 “我們是孤獨的嗎？”這個問題驅動著當代行星科學的核心。本書不再局限於太陽係內的探索，而是聚焦於銀河係中數以韆億計的潛在“世界”。 3.1 發現的革命：開普勒與TESS的遺産 本書係統梳理瞭係外行星探測技術的演進：從早期的淩星法（Transit Method）到更精確的視嚮速度法（Radial Velocity），再到直接成像技術的突破。 “超級地球”與“迷你海王星”： 分析瞭統計數據揭示的行星分布規律，探討瞭這些在我們的太陽係中並不常見的行星類型，它們的形成機製與內部結構。 宜居帶的重新定義： 傳統上以液態水為核心的宜居帶概念正在被拓寬。我們討論瞭地質活動、大氣成分（如存在大量氫氣或甲烷的大氣層）以及恒星的活動性對行星“宜居性”的復雜影響。 3.2 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的透視：大氣特徵的化學指紋 JWST正在以前所未有的精度分析遙遠行星的大氣光譜。本書詳細解讀瞭目前已獲得的幾例關鍵大氣數據： 水蒸氣、甲烷與二氧化碳的信號： 如何解讀這些分子特徵，判斷行星的溫度結構和雲層分布。 生物標記物的搜尋： 重點討論瞭對臭氧（Ozone）和氧氣（O2）等潛在生物標記物（Biosignatures）的搜尋策略，以及如何區分地質活動産生的假陽性信號與真正生命的跡象。例如，對TRAPPIST-1係統中行星的深入案例分析。 --- 第四部分：人類的遠徵——星際旅行與文明的未來 如果我們的目光注定要超越太陽係，那麼我們必須麵對工程學、生物學和倫理學上的巨大挑戰。 4.1 推進技術的極限突破 化學燃料的時代正在嚮更高效的推進係統過渡。本部分對未來數個世紀可能實現的星際旅行技術進行瞭嚴格的科學評估： 核能的復興： 從核裂變脈衝推進（如“獵戶座計劃”的現代翻版）到更具前景的核聚變火箭（如脈衝聚變或磁約束聚變）。 光帆與激光推進： 詳細介紹瞭“突破攝星”（Breakthrough Starshot）計劃背後的物理學原理——如何利用地球軌道上的強大激光陣列，將納米級的探測器加速到光速的20%以上，實現對半人馬座阿爾法星係的最快探測。 4.2 殖民的挑戰：地球生物學在太空中的適應 星際旅行不僅僅是速度的問題，更是生命持續性的問題。本書探討瞭長期太空飛行的生物學影響，以及如何設計可持續的太空棲息地： 輻射防護與人工磁場： 應對銀河宇宙射綫（GCRs）的有效策略。 閉環生態係統（CELSS）： 如何在有限的空間內，實現水、空氣和食物的完全再生與循環，維持一個微型地球生態圈的穩定。 世代飛船的倫理： 對於跨越數百年甚至上韆年的星際航行任務，涉及社會結構、遺傳多樣性維護以及船載文明的文化延續等深刻的哲學與社會問題。 --- 結語：謙遜與求索的永恒主題 《星際漫遊者》的旅程最終引導我們迴歸一個核心主題：人類在浩瀚宇宙中的位置。我們對暗物質的探尋，是對宇宙“看不見的”基礎的理解；對引力波的捕捉，是對時空幾何的直接感知；而對遙遠行星的凝視，則是對生命可能性的永恒追問。 本書旨在激發新一代的探索者，無論他們是未來的物理學傢、工程師，還是僅僅是對這片星海抱有敬畏之心的普通讀者。宇宙的邊疆是無止境的，而人類的求知欲正是驅動我們走嚮下一個未知領域的強大動力。本書提供瞭一個堅實的知識基礎，以便我們能夠更明智地參與到這場持續瞭數韆年的、關於我們自身和我們所在世界的宏大對話中。

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