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出版者:

作者:Joel M.,Coast Learning Systems,Coastline Community Colleg,Michael A. Seeds

出品人:

页数:340

译者:

出版时间:2001-8

价格:340.00

装帧:

isbn号码:9780534389604

丛书系列:

图书标签:

• 天文学
• 宇宙学
• 天体物理学
• 教育
• 学习指南
• 远程教育
• 大学教材
• 科学
• 自然科学
• 天文学导论

《宇宙：超越时空的宏伟旅程》 内容梗概 本书是一部引人入胜的宇宙探索之旅，旨在为读者揭开宇宙的神秘面纱，领略其浩瀚无垠与壮丽景象。我们并非仅仅罗列天文数据或枯燥的理论，而是通过深入浅出的叙述，将抽象的宇宙概念具象化，带领读者穿越时空，从微观的原子粒子到宏观的星系结构，从宇宙的起源到可能的终结，逐一探寻其中的奥秘。 第一部分：宇宙的基石——物质与能量的舞蹈 在踏上星际之旅前，我们首先需要理解构成宇宙的最基本元素。本部分将从我们熟悉的物质世界出发，逐步深入到构成万物的基本粒子，如夸克、轻子，以及传递力的基本粒子。我们将探讨物质的四种基本形态：固态、液态、气态和等离子体，并解释它们在不同宇宙环境下的表现。 能量，作为宇宙的另一位主角，将在这里得到详细的阐述。我们将从最基础的动能、势能开始，深入到电磁能、核能等更复杂的能量形式。重点将放在宇宙学中至关重要的“暗能量”和“暗物质”上。尽管它们至今仍笼罩着神秘的面纱，但它们对宇宙的膨胀和结构形成起着至关重要的作用。我们将探讨科学家们目前是如何通过间接观测来推断它们的存在，以及这些“隐形”的成分如何塑造着我们所见的宇宙。 此外，本部分还将介绍物质与能量之间的深刻联系，爱因斯坦的质能方程 E=mc² 将不再只是一个公式，而是理解宇宙演化的钥匙。我们将探讨在宇宙的极端条件下，物质如何转化为能量，能量又如何凝聚成物质，以及这个永恒的转化过程如何驱动着宇宙的诞生与发展。 第二部分：星辰大海——从恒星的诞生到星系的演化 当我们对宇宙的基本组成有了初步认识后，便可以开始仰望夜空，欣赏那些闪烁的星辰。本部分将带领读者深入了解恒星的生命周期。从星云中物质的引力坍缩，到核聚变的点燃，恒星的诞生是一个充满戏剧性的过程。我们将详细描述不同质量的恒星在其一生中所经历的阶段：主序星、红巨星、白矮星、中子星，乃至最为壮观的超新星爆发。 超新星爆发不仅仅是恒星生命的终结，更是宇宙化学演化的重要驱动力。我们将揭示，我们身体中99%的元素，包括构成我们骨骼的钙、血液中的铁，都诞生于恒星的熔炉之中，并通过超新星的壮丽爆炸散播到宇宙空间，成为下一代恒星和行星的原材料。 星系，作为宇宙中最宏伟的结构单元，将是本部分的另一大焦点。我们将探索不同类型的星系，如旋涡星系、椭圆星系和不规则星系，以及它们独特的形成机制和演化路径。我们将穿越星系团和超星系团，感受宇宙的尺度之大，并了解星系之间的相互作用，如合并与碰撞，如何塑造着宇宙的宏伟图景。 本部分还将触及黑洞这一宇宙中最神秘的天体。我们将从天鹅绒般的时空曲率出发，解释黑洞的形成、视界以及潮汐力等概念，并探讨它们在星系中心扮演的角色，以及它们对周围物质产生的巨大影响。 第三部分：宇宙的编年史——从大爆炸到宇宙的未来 宇宙并非亘古不变，它拥有自己的历史，一段跌宕起伏、充满未知的编年史。本部分将从宇宙学中最核心的理论——大爆炸理论开始。我们将回顾科学家们是如何通过观测宇宙微波背景辐射、星系红移等证据，一步步确立大爆炸模型，并重建宇宙从一个极小、极热的奇点，经历暴胀、核合成、结构形成，直至今天我们所见的浩瀚宇宙的宏伟历程。 我们将深入探讨宇宙的早期阶段，包括暴胀时期、基本粒子形成时期以及原子核的合成。这些极端条件下的物理过程，是理解当前宇宙结构的关键。 随着宇宙的演化，其命运也成为了科学家们孜孜不求的答案。本部分将探讨几种主要的宇宙终极命运模型，如“大挤压”、“大撕裂”和“永恒膨胀”。我们将分析当前观测到的宇宙加速膨胀现象，并探讨暗能量在其中所扮演的关键角色，以及这是否意味着宇宙将走向一个无边无际、日益稀疏的未来。 此外，本部分还将展望未来人类的宇宙探索。从望远镜技术的进步，到太空探测器的设计，我们将了解科学家们如何不断拓展我们观测的边界，去探寻系外行星，寻找地外生命存在的可能性，以及未来人类可能进行的星际旅行。 第四部分：生命与宇宙——我们在宇宙中的位置 在对宇宙的宏观结构和演化有了深入了解后，我们将把目光聚焦在生命本身。本部分将探讨生命在宇宙中存在的条件，以及地球生命独一无二的奥秘。我们将审视生命所需的关键元素，如水、碳、氧，以及行星的适宜轨道、磁场保护等环境因素。 我们还将深入探讨“宜居带”的概念，以及科学家们如何在系外行星的探索中，搜寻可能存在生命的“类地行星”。对地外生命的探索，不仅仅是对未知的好奇，更是对我们在宇宙中位置的哲学思考。 最后，本部分将带领读者进行一次深刻的自我反思。宇宙的浩瀚与渺小，生命的短暂与珍贵，将引发我们对存在意义的思考。我们将探讨人类在宇宙中的独特性，以及我们作为智慧生命，所肩负的探索未知、理解宇宙的责任。本书并非仅仅是一次知识的传授，更是一场关于我们自身、关于我们所处宇宙的深刻对话。 本书特色 科学严谨与通俗易懂的完美结合： 本书在保证科学准确性的同时，力求以最生动、最易懂的语言来解释复杂的科学概念，即使是初学者也能轻松理解。 宏大的叙事结构： 从宇宙的微观组成到宏观结构，从宇宙的起源到可能的终结，本书构建了一个完整而宏大的宇宙叙事体系，让读者能够系统地理解宇宙。 丰富的想象力与启发性： 本书不仅介绍科学事实，更鼓励读者进行想象和思考，激发对宇宙的无限好奇和探索精神。 前沿科学进展的融入： 本书将包含当前宇宙学、天体物理学领域的最新研究成果和前沿理论，让读者能够了解宇宙探索的最新动态。 强调人类在宇宙中的地位： 本书在宏大的宇宙背景下，也关注生命的存在与演化，以及人类在宇宙中的独特位置，引发读者对自身存在的思考。 适用读者 本书适合所有对宇宙充满好奇，渴望了解宇宙奥秘的读者。无论您是天文爱好者、学生，还是希望拓宽视野的普通读者，本书都将为您打开一扇通往宇宙的窗户，引领您进行一场激动人心的智慧冒险。 本书的目标 我们希望通过本书，能够点燃读者心中对宇宙探索的热情，培养批判性思维，并激发对科学探索的持久兴趣。我们相信，了解宇宙，就是了解我们自身。让我们一起，在浩瀚的宇宙中，寻找属于我们的答案。

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学习的过程总是伴随着对实践和应用的渴望，而这本指南的实操性设计，真正体现了“实践出真知”的理念。它提供的不仅仅是理论知识，更有大量的案例分析和模拟练习的指导。举例来说，关于光谱分析的部分，它详细阐述了如何从肉眼观察到的颜色变化中推导出恒星的运动速度和化学构成，甚至给出了使用业余级设备进行初步测量的可行性建议。更令人称道的是，它将一些晦涩的数学模型转化为可操作的步骤，比如如何用简单的迭代法来估算行星轨道参数。这些练习并非那种为了凑数而设置的机械重复，而是紧密围绕着当代天文学研究中的实际问题展开，让学习者在解决问题的过程中，真正体验到成为一名研究者的思维模式。它真正做到了理论与动手能力的完美结合。

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翻开目录，首先映入眼帘的是那种扑面而来的学术严谨性，它没有试图用过于通俗的语言来稀释核心概念的深度，而是直截了当地将读者带入到天体物理学的核心领域。我尤其欣赏作者在引入新理论时所采用的“历史回顾法”，它不是简单地罗列发现时间线，而是深入挖掘了早期科学家们是如何一步步克服观测局限和思维定势的，比如伽利略望远镜的视角演变，或者牛顿力学如何被爱因斯坦的相对论所拓宽。这种叙事方式极大地增强了知识的厚重感和可信度，让你明白每一个公式都不是凭空产生的，而是人类理性与自然奥秘长期博弈的结果。对于那些渴望深入理解天文学底层逻辑而非仅仅满足于了解“是什么”的进阶学习者来说，这种深度和细致的考量，无疑是极其宝贵的财富。它迫使你动脑筋，去追溯概念的源头。

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如果说这本书有什么让我感到震撼的地方，那一定是它对“边界”的探讨。它不仅仅满足于介绍我们已知宇宙的宏伟图景——那些壮丽的星系、活跃的恒星诞生区，更重要的是，它勇敢地将讨论延伸到了我们当前认知能力的边缘。关于暗物质和暗能量的章节，处理得极其审慎和客观，它清晰地划分了哪些是确凿的观测证据，哪些是基于现有物理框架的最佳推测，以及哪些领域正处于激烈的学术争论之中。这种对知识不确定性的坦诚，极大地提升了本书的学术价值。它没有给出一个封闭的、最终的答案，而是为读者打开了通往前沿科学问题的窗口，激发人去思考那些尚未解决的终极谜团。这本书更像是一个邀请函，邀请我们加入到探索未知边界的宏大叙事之中。

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这本指南的装帧设计简直是一场视觉盛宴，封面那深邃的宇宙背景图，星云的色彩过渡得如同大师油画一般细腻，让人仅仅是捧在手里，就能感受到一股探索未知的冲动。纸张的质感也无可挑剔，微微带着哑光的触感，既能保证印刷出的星图清晰锐利，又不会在翻阅时产生恼人的反光。内页的排版布局更是体现了极高的专业水准，章节之间的过渡流畅自然，字体选择典雅又不失现代感，即便是面对那些复杂的物理公式和天文数据，也能保持一种令人心平气和的阅读体验。特别是那些辅助插图，不仅仅是简单的示意图，它们仿佛是经过精心计算的美学表达，用最简洁的线条勾勒出最深奥的原理，比如对哈勃常数的解释图，那种空间感的营造，让人仿佛能触摸到宇宙膨胀的张力。总而言之，这本书在实体呈现上达到了艺术品的高度，让人愿意花时间去品味每一个细节，而不是仅仅将它视为一个学习工具。

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坦白说，在浩如烟海的科普读物中，我最害怕的就是那种“故作高深”或者“过度简化”的极端。然而，这本书的语言风格找到了一个绝妙的平衡点。它有一种沉稳而富有洞察力的笔调，既保证了科学术语使用的精准性，又巧妙地运用了形象的比喻来降低理解的门槛。读起来，感觉就像是有一位经验丰富、耐心十足的资深教授在旁边为你细细讲解，他绝不会因为你有所困惑而感到不耐烦，但也不会因为你可能感到吃力就偷工减料。例如，解释黑洞视界的概念时，作者使用了一个关于河流湍急度的类比，这个比喻精准地传达了引力场强度随距离变化的非线性特征，令人茅塞顿开。这种行文的节奏感和对读者学习曲线的体贴，使得长时间的阅读也不会让人感到疲劳，反而会越读越有兴致。

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