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☆☆☆☆☆

出版者:Addison-Wesley

作者:Lunine, Jonathan I.

出品人:

页数:586

译者:

出版时间:

价格:$81.60

装帧:Pap

isbn号码:9780805380422

丛书系列:

图书标签:

• 天体生物学
• 外星生命
• 宇宙生物学
• 生命起源
• 行星科学
• 生物化学
• 天文学
• 地质学
• 进化生物学
• 宜居性

好的，这是一本关于天体生物学（Astrobiology）的图书简介，内容侧重于其他相关领域，而不直接介绍天体生物学本身，旨在提供一个广泛的科学背景和相关研究方向的概述。 --- 书名：跨越星辰：从地球生命起源到宇宙探索的科学前沿 内容简介： 本书深入探索了生命在宇宙中存在的可能性，以及人类为探寻地外生命所付出的努力。它并非直接聚焦于天体生物学的核心理论框架，而是通过构建一个多学科的叙事，展示了支撑这一宏大科学议题的基石领域。我们将从地球生命的起源追溯开始，逐步扩展到宇宙中适宜生命的条件，并考察人类在深空探索中所采用的尖端技术和未来展望。 第一部分：地球生命的摇篮——生命的起源与早期演化 本书的起点是地球。我们首先要理解，在地球的特定环境下，无生命的化学物质是如何转化为第一个具有自我复制能力的生命体的。这一部分将详细考察“原始汤”理论、深海热液喷口假说以及黏土催化作用等关键的生命起源模型。我们将深入探讨生命形成所需的关键有机分子——氨基酸、核苷酸的形成机制，以及它们如何在早期地球的极端环境中聚合形成更复杂的结构。 随后，我们将把目光投向生命最初的形态。早期的微生物，那些在厌氧、高辐射环境下生存的生命形式，为我们理解地外生命的可能形态提供了至关重要的参考。我们将讨论化石记录中的早期生命证据，如叠层石，以及生命如何逐步改变地球的大气组成，特别是“大氧化事件”对后续生命演化的深远影响。了解地球生命如何在几乎不可能的条件下萌芽、生存并最终繁盛，是我们在探索其他行星时制定搜寻策略的基础。 第二部分：宇宙中的化学——星际介质与行星形成 要寻找地外生命，首先必须了解构成生命的化学元素是如何在宇宙中产生的。本部分将详细阐述恒星演化的过程——从星云坍缩到主序星、红巨星乃至超新星爆发。我们将探讨核合成理论，解释氢和氦之外所有重元素（碳、氧、氮、铁等，即构成生命的基础元素）是如何在恒星内部锻造，并通过恒星死亡时散播到宇宙空间中。 这些元素在星际空间中以分子云的形式存在。我们将探讨射电天文学对这些分子云的观测成果，揭示在恒星和行星形成之前，复杂的有机分子如何在冰冷的太空中自我组装。这些“宇宙的砖块”是如何进入新生的行星系统，并最终成为构成生命体的原材料？本书将追溯这一宏大的化学链条，从恒星诞生到行星盘的演化，为理解系外行星的化学环境奠定基础。 第三部分：宜居性的边界——系外行星的发现与特征分析 现代天文学最令人振奋的进展之一是系外行星的发现。本部分将详述我们如何探测和表征那些围绕其他恒星运行的行星。我们将深入讲解凌日法（Transit Method）和视向速度法（Radial Velocity Method）的原理和局限性，以及开普勒、TESS等任务在识别系外行星热潮中所扮演的角色。 更为重要的是，本书将讨论“宜居带”（Habitable Zone）的概念及其复杂性。宜居带并非仅仅是一个简单的距离参数，它受到恒星类型、行星大气组成、地质活动和磁场保护等多种因素的影响。我们将探讨超级地球、迷你海王星等不同类型的系外行星，分析它们是否可能维持液态水，并讨论如“稀有地球假说”等观点，反思生命存在的普适性与独特性。 第四部分：生命信号的捕获——大气光谱学与生物印记 如果地外生命存在，我们如何才能知道？本书将聚焦于未来行星科学的关键挑战：如何通过遥远行星的大气特征来寻找生命的迹象。我们将详细介绍透射光谱学和直接成像技术，解释如何通过分析行星穿过恒星光芒时，特定波长光线的吸收和散射模式来推断其大气成分。 关键在于识别“生物印记”（Biosignatures）。氧气、甲烷、臭氧等在地球生命活动中扮演重要角色的气体，在没有生命参与的情况下，其同时大量存在的可能性非常低。本书将探讨科学家们正在积极寻找的潜在生物印记组合，以及如何区分由生物过程产生的信号与由非生物地质或光化学过程产生的假阳性信号。这不仅是技术上的挑战，更是对生命本质认知的深刻考验。 第五部分：人类的足迹——太阳系内的探索前哨 在遥远的系外行星搜寻取得成果之前，太阳系内部仍然是生命探索的重点区域。本书将详细回顾我们对火星的探索，从早期的轨道探测到火星车对古代水文和有机物的搜寻。我们将分析“好奇号”和“毅力号”任务的发现，以及它们对火星过去宜居性的评估。 此外，我们将目光投向太阳系中那些最出人意料的“生命绿洲”——冰卫星。木卫二（欧罗巴）和土卫二（恩克拉多斯）被认为拥有广阔的地下海洋，并可能存在热液活动。本书将阐述这些卫星内部热力学的机制，并介绍未来任务（如“欧罗巴快帆”）的设计目标，即穿透冰壳，直接采样被认为可能存在生命的海洋物质。 总结：科学的边界与人类的未来 全书最终将目光汇聚于人类自身的角色。探索地外生命不仅仅是科学的好奇心驱使，更是对人类在宇宙中地位的哲学追问。本书旨在提供一个全面的科学蓝图，展示从基础化学到前沿空间任务的严密逻辑链条，理解我们如何系统地、科学地评估宇宙中生命存在的可能性。这不是一本关于发现外星人的奇幻读物，而是一部扎根于物理学、化学、地质学和天文学的严谨科学探索指南。 ---

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