丈量宇宙：INFOGRAPHIC！一眼秒懂全宇宙！100幅视觉资讯图表，穿梭140亿年星际太空 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Stuart Lowe, Chris North

图书标签:

• 宇宙学
• 天文学
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• 信息图
• 太空
• 科学
• 知识
• 宇宙

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　　INFOGRAPHIC=有故事的图表
　　简洁、有趣、易懂的故事线
　　纵向与横向的资讯整合
　　横跨美感和理解力的设计
　　超越图解！整合＋理解庞大知识体系的最新利器

　　◎「视觉资讯」新显学，带你飞越银河、丈量宇宙
　　想了解复杂的宇宙和太空，至少要读过100本书？有了「视觉资讯图表」（infographic）这个新工具，艰涩如宇宙的知识，只要看一本就能完全吸收！

　　◎重力透镜效应、地球传讯解码、星系极化现象，都能用视觉资讯图表画出来、看明白！
　　本书要挑战知识吸收的上限，一眼就让你了解重要的宇宙学理论与太空知识！翻开本书，你将在一张图内就看懂：

　　●太阳到各行星的距离？用世界地图模拟你就懂！
　　如果太阳在巴黎，土星的轨道会穿越布鲁塞尔和伦敦，天王星会经过慕尼黑和利物浦，海王星可在哥本哈根附近找到。

　　●宇宙里最多的竟然是暗能量？一张图看懂宇宙组成的悬殊比例
　　抬头看夜空，总是看到繁星点点，似乎宇宙里满是星星。你可知道，恆星其实只占了宇宙的0.5%？而神祕的「暗能量」，居然占了宇宙的68.3%！

　　●在月球上能跳多高？24颗星星跳高排行榜，体验星际弹跳的滋味
　　在天体上跳高的高度，取决于天体质量和大小。如果你在地球上能跳0.5公尺，在月球上就能跳3公尺，但在冥王星，你可以跳7.42公尺！

　　●太阳其实并不在太阳系中央，而是会画圈规律移动？
　　你以为太阳总是固定待在太阳系的正中央吗？误会大了，太阳可没这么文静，它受到众多行星伙伴的重力影响，在太阳系舞池里绕着复杂的环圈舞动，还不时变换着舞步呢！

　　●太阳黑子和太阳之间到底有什么关系，竟会定期形成蝴蝶状的轨迹？
　　太阳黑子可不是随意出现在太阳表面的任何部位，它的出现时间与位置和太阳活动週期有关，每隔22年就会形成规律的蝴蝶形图样。原来，太阳黑子是一种跟太阳有关的「磁现象」。

　　●真的有外星人吗？不明飞行物小测验来判定
　　有时天空会出现古怪的不明飞行物体，但通常问几个问题、用一点推理和消去法，就能提出合理的解释。花多久才越过天际？是否规律闪烁？真相可能只是一架刚起飞的飞机，或者是，你喝醉了。

　　●传给外星人的讯息，解码出来是什么样子？
　　电波天文学家曾经朝梅西尔13球状星团方向，放送了一幅由二进制码构成的图像，里头有太阳系图示、DNA双螺旋图像，以及氢、碳、氮、氧、磷等重要元素符号。

　　●为什么美国太空总署要追踪地球轨道上超过10公分大小的物体？
　　没掉下来的太空垃圾，会在地球周围以时速28000公里的高速移动！至今美国航太总署仍持续追踪低空地球轨道上超过10公分大小的物体，因为这小垃圾很可能会让整座太空站停摆！

　　◎第一本宇宙视觉资讯图表专书
　　本书是第一本宇宙视觉资讯图表专书，由两位专业天体物理学家执笔写成，集结最新天文研究成果，以令人惊叹的图解资讯，让抽象的宇宙尺度变得清晰易懂、陌生的太空知识变得趣味横生，展现最前沿的太空发现！

　　宇宙拥有比太阳大一千七百倍的恆星，还有成千上万星系和数不清的大自然最壮阔尺度之展现。在这片浩瀚无垠的暗物质当中，一切都有可能成真：

　　那里有能够看到南极最深层的望远镜；有机器人探险家英勇前行，着手探勘火星；有熔岩湖泊和碳氢化合物湖泊，甚至还有能够支持其他文明的行星！

　　视觉资讯图表的强大资讯整合力，让这难以想像的一切，以撼动人心的独到新视角呈现：从宇宙大爆炸、所有星系与星星的祕密生活，到最近发现的新星球，逐步踏入太阳系以外的世界……

　　一起透过前卫的视觉表现和创意的思考方式，来探究太空的祕密吧！

　　【审订人】曾耀寰（中研院天文及天文物理研究所研究副技师）

推荐人

　　郑国威（《PanSci泛科学》总编辑）、李家维（《科学人杂志》总编辑）、辜雅穗（《BBC知识国际中文版》总编辑）

书籍简介： 《穿越时空的星际之旅：从原子到宇宙大爆炸的深度探索》 简介： 本书是一部旨在带领读者进行一次跨越时间和尺度的深度科学之旅的读物。我们不聚焦于信息图表或视觉速览，而是深入探讨宇宙的底层逻辑与演化历程。全书结构清晰，逻辑严谨，从最微小的基本粒子出发，逐步构建起我们对宏观宇宙的理解。 第一部分：微观世界的基石——粒子物理与量子力学 本篇将开启一场深入物质最深处奥秘的探索。我们将系统地介绍标准模型，解析夸克、轻子以及规范玻色子（如光子、胶子、W和Z玻色子）的性质及其相互作用的机制。读者将领略量子力学的奇异世界，理解波粒二象性、不确定性原理的内涵，以及量子纠缠现象如何挑战我们的直觉。我们不会止步于描述现象，而是会深入探讨量子场论（QFT）的基本框架，解释为什么粒子是场的激发态，以及如何用相对论性的方式描述微观粒子。此外，本书还将专门辟出一个章节，详述目前尚未被标准模型完全解释的前沿领域，例如暗物质和暗能量的现有候选理论，以及对超对称性（SUSY）等可能拓展的理论的讨论。 第二部分：引力的宏伟叙事——相对论与时空结构 我们将把视野从微观提升到宏观，详尽阐述爱因斯坦的狭义相对论和广近义相对论。狭义相对论部分，重点解析洛伦兹变换如何重塑我们对时间、长度和质量的传统认知，以及质能等价原理（$E=mc^2$）在核物理中的实际应用。在广义相对论部分，我们将深入解析度规张量和黎曼几何在描述时空弯曲中的核心作用。本书会通过详细的数学推导和概念阐释，揭示引力场方程的意义，解释黑洞的形成机制、事件视界的存在，以及引力透镜效应背后的物理原理。此外，本书还将讨论引力波的理论预测及其近期探测的重大意义，展望我们如何利用引力波观测来探索宇宙的极端环境。 第三部分：恒星的生与死——恒星演化与元素起源 本部分将聚焦于宇宙中最活跃的发光体——恒星。我们将从星际气体云的引力坍缩开始，详细描述恒星生命周期中的各个阶段：主序星阶段的核聚变过程（质子-质子链和CNO循环），能量的产生与传输机制（辐射、对流）。随后，本书将系统区分不同质量恒星的终极命运：低质量恒星如何演化成红巨星、行星状星云并最终成为白矮星，以及白矮星的钱德拉塞卡极限与Ia型超新星的关联。对于大质量恒星，我们将详尽描绘其内部核合成过程，直至核心坍缩引发II型超新星爆发，探讨中子星和脉冲星的奇特物理性质，以及最终形成黑洞的条件。特别地，本书将深入分析这些恒星事件如何负责宇宙中比铁更重的元素（如金、铀）的产生过程，解释宇宙元素的“炼金术”。 第四部分：宇宙的编年史——宇宙学模型与早期宇宙 本篇将带领读者构建宇宙演化的完整时间轴。我们将从弗里德曼方程出发，系统阐述标准ΛCDM（Lambda Cold Dark Matter）宇宙学模型。本书会详尽解释哈勃定律的物理意义，以及它如何支撑宇宙膨胀的观测证据。随后，我们将回溯至宇宙大爆炸的奇点（或普朗克时期），详细描述暴涨理论（Inflation）如何解决视界问题和磁单极子问题。接下来的章节将聚焦于早期宇宙的关键转折点：夸克-胶子等离子体的形成、重子物质的产生、核合成的窗口（太初核合成）及其对轻元素丰度的决定性影响。最后，我们将探讨宇宙微波背景辐射（CMB）的产生机制——复合时期（Recombination）的物理过程，以及CMB中微小涨落的意义，它们如何成为我们理解结构形成的初始种子。 第五部分：结构的形成与未解之谜 本书的收尾部分将探讨从早期均匀宇宙到今天复杂结构（星系、星系团）是如何一步步涌现的。我们将利用线性扰动理论和暗物质晕的形成模型，解释引力不稳定性如何放大密度涨落。本书将详细剖析暗物质和暗能量在结构形成中的不同角色：暗物质提供引力骨架，而暗能量则主导宇宙后期的加速膨胀。最后，我们将总结当前天体物理学和宇宙学领域面临的主要挑战，包括精细调节问题、暗能量的本质、多重宇宙的理论探索，以及对引力量子化的持续探寻，展望未来观测（如詹姆斯·韦伯太空望远镜、大型强子对撞机升级）可能带来的突破。 本书旨在为具备一定基础知识的读者提供一个全面、深入且不失严谨性的宇宙学和粒子物理学的知识体系。它要求读者投入时间去理解其背后的物理原理和数学框架，而非仅仅停留在表面现象的描述。

作者简介

斯图尔特．楼（Stuart Lowe）

　　曾在Jodrell Bank Observatory帮忙建设在英国与波兰使用的外太空工具。他在曼彻斯特大学（University of Manchester）参与了European Space Agency卫星的工作，这台卫星在2009年开启，主要为了研究宇宙大爆炸理论。他创办了英国最长久、关于天文学的播客：The Jodcast。他最近还创办了一个网路平台，让来自世界各地的所有人，从研究员到小学生都能够观察Las Cumbres Observatory的国际望远镜网路系统。
 
克里斯．诺斯（Chris North）

　　卡迪夫大学（Cardiff University）的天体物理学家。他参与过许多实验及外太空任务，现在是Herschel Space Observatory的团队成员。他们主要专门透过远距离的红外光观察我们宇宙的恆星形成过程。他时常到学校演讲，也上 过BBC策画的天文学电视节目《仰望夜空》（The Sky at Night）。

译者简介

蔡承志

　　国立政治大学心理学硕士，全职科普类书译者。一九九四年起业余投入翻译，一九九九年转任全职迄今，累计作品出版者近七十本。译着《给未来总统的物理课》（漫游者出版）荣获第七届吴大猷科普书翻译金签奖。

　　相关翻译作品包括《星际效应：电影幕后的科学事实、推测与想像》《好奇号带你上火星》、《无中生有的宇宙》、《时空旅行的梦想家：史蒂芬．霍金》、《一本就通：宇宙史》、《无限大的祕密》、《如何帮地球量体重》、《约翰．惠勒自传》和《穿梭超时空》等。

绪论

第一章／太空探索
第二章／太阳系
第三章／望远镜
第四章／太阳
第五章／恆星
第六章／星系
第七章／宇宙学
第八章／其他世界
第九章／杂项课题

附录／天体名词中英对照
 

前言

　　太空和天文学是真正能够激发想像力的题材──在笔者的早年时代，这些学问都产生了这样的作用。许多细部解释看来都显得很复杂，有时还相当难以捉摸，不过就某种程度而言，这当中的基本理念对我们所有人来说，其实都算耳熟能详。宇宙的尺度和距离，大概只能形容成浩瀚无比，难以想像，而且单只是写出巨大的数值，也不见得有帮助。

　　本书尝试以视觉方式来展现这些进程和概念，让读者能够轻松看出这些理念，确保细节无所遁形。若有可能，我们都尽量依比例尺寸来显示资料。举例来说，在「奔向月球」一文中，地球、月球和月球轨道的大小都依比例尺呈现。然而，由于天文学所涉尺寸和理念的范围广阔无比，页面大小却有局限，所以也不见得都能这样做。因此有时我们用上对数尺度，遇到最极端情况时，还完全以抽象形式来呈现比例。

　　我们的课题涵括从人类对地球和月球的探勘，到星系如何散置全宇宙，遍布数十亿光年幅员；从制造望远镜来观测天空，到人类如何尝试与外星文明接触。不论你对太空和天文有什么认识，肯定有某些事项能引发各位的兴趣。

　　书中图解都尽可能以最新近的知识和研究为本。多数资料组合到二○一四年年尾都依然有效。就本质而论，凡是积极研究蓬勃发展的学科，都会不断成就新发现，一本书付印之时，我们的知识非常可能已经过时，这门学科也是如此。我们会持续关注最新现况，并针对部分图解资料提供互动版本，网址：cosmos-book.github.io。

　　由于我们两人都是天文学家，从事的专业研究相对局限，所以书中某些领域起初对我们来说相当新鲜。然而，我们都非常喜爱大众领域的天文学交流讯息，从网路播客和网页，到收音机和电视节目。这种延伸论述几乎遍及天文学领域的所有范畴，不过尽管有这种经历，我们两人在编纂本书期间，仍然学到许许多多事情。撰写本书为我们带来喜悦，希望各位阅读时也能享受同等的喜悦！

◎牠们的一小步……
 
人类并不是唯一冒险上太空的物种，甚至连第一个都不是。第一次有纪录的太空飞行是在一九四七年进行。当时的先驱宇航员是果蝇，而且牠们还活着回来了。到了一九四九年，头一批太空猴也尾随升空，不过直到一九五九年，艾伯儿（Able）和蓓克（Baker）才成为第一批从太空飞行生还的猴子。第一批熬过真正太空飞行情境的哺乳动物是一九五一年升空的小鼠。紧接其后是狗，牠们在一九五一年成功上了太空，接着在一九五七年完成第一趟绕轨飞行。一九六一年三月，一群小鼠（加上青蛙、天竺鼠和昆虫）领先人类数週，成为第一批成功绕行地球轨道的动物。
 
一九六八年九月，阿波罗8号升空前三个月，探测器5号头一次搭载地球生灵绕月飞行并平安返回地球。船员包括一只陆龟、一些酪蝇与黄粉虫。
 
◎太空求生术
 
电视和电影中若有人突然曝露于太空真空情境，往往就会爆炸或瞬间冻死。这些情节都不会发生，而且人也不会瞬间死亡。根据动物（包括人类）试验，还有在地面压力舱和太空飞行时发生的事故，我们对于可能发生什么现象已经有些许认识。
 
＊你不会冻死／你不会马上冻结。太空是相当好的绝缘体，完全没有传导／对流。在阳光下循轨道绕行地球时，你的能量放射有可能比在室温下稍快。你会慢慢冷却。
 
＊血液不会沸腾／除非你陷入深度昏迷，否则血压仍会够高，所以不会沸腾。
 
＊晒伤／倘若你没有防护装具，阳光紫外辐射就会造成非常严重的晒伤。
 
＊局部曝露／倘若只有部分身体曝露，你的活命机会就多一些。一九六○年，小约瑟夫．基廷格（Joe Kittinger Jr）在高空气球飞行时右手曝露于低压状况，右手肿胀至两倍大，不过几个小时之后就恢复正常。
 
＊声音／空气一开始流失，你就听不到任何声音。
 
＊腹部窘迫／腹内气体膨胀有可能引发疼痛。建议有多余空气就排放出来。
 
＊太空船穿孔／假定你的太空船容积为十立方米，船身出现一平方公分的破口，气压有可能在约六分钟内就降到半个大气压，这时就会引发严重缺氧状况。
 
从爆炸性失压瞬间开始，你必须在约六十至九十秒内回到加压大气环境才能活命。时间紧迫……

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，本身就传达出一种“化繁为简”的决心。“丈量宇宙”，这是一种宏大的目标，但紧随其后的“INFOGRAPHIC！”则明确了实现这一目标的手段，让我感觉它是一本将严肃科学以一种轻松、直观方式呈现出来的佳作。“一眼秒懂全宇宙”，这句口号虽然有些夸张，但它精准地抓住了我作为读者的痛点——想要快速、高效地理解宇宙的复杂性。 我非常看好“100幅视觉资讯图表”这一核心卖点。我想象，这些图表不仅仅是简单的插图，而是蕴含着大量信息、经过科学严谨设计的“知识胶囊”。或许，会有展示不同星系碰撞过程的动态图表；会有解释暗物质和暗能量作用的示意图；甚至会有模拟宇宙热寂或大挤压情景的“末日图景”。“穿梭140亿年星际太空”更是让人浮想联翩，仿佛一打开书，就能踏上返璞归真的宇宙之旅，见证从奇点到如今星系纵横的壮丽画卷。 我期待这本书能够颠覆我以往对宇宙科普的认知，让学习过程充满乐趣，让那些曾经难以理解的天文概念，因为图表的辅助而变得清晰明了，从而真正做到“一眼”就能有所收获。

评分☆☆☆☆☆

读到这本书的名字，我脑海中立刻浮现出一种“知识大爆炸”的感觉。 “丈量宇宙”这个词，本身就带有一种探索和理解的雄心，而“INFOGRAPHIC”则点明了它的核心优势——用视觉化的方式，将复杂难懂的宇宙知识变得触手可及。“一眼秒懂”这个词更是霸气侧漏，它传递出一种自信，仿佛这本书就是你通往宇宙奥秘的最快通道。我尤其看重“100幅视觉资讯图表”这个亮点，这意味着它绝非枯燥的文字堆砌，而是通过精心设计的图示，将抽象的概念具象化。 我想象，书中可能会有展示不同类型星系的图表，让你一眼区分出旋涡星系、椭圆星系；可能会有描绘黑洞视界和吸积盘的图表，让你直观理解它的吞噬能力；甚至可能还有模拟早期宇宙时期的图表，让你感受那个混沌而又充满生机的时刻。 “穿梭140亿年星际太空”则勾勒出了一场宏伟的时间跨度，从宇宙的诞生到如今的浩瀚，这本书似乎要带我们进行一场穿越时空的奇幻之旅。 我对这本书的期待，是它能够在我有限的时间里，为我打开一扇通往宇宙的“捷径”，让我能够高效地、有趣地、且深刻地理解宇宙的演变和规律，而不是被堆砌的术语所淹没。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字虽然很长，但却瞬间吸引了我——“丈量宇宙：INFOGRAPHIC！一眼秒懂全宇宙！100幅视觉资讯图表，穿梭140亿年星际太空”。光是“INFOGRAPHIC”和“一眼秒懂”就让我觉得它可能是一本轻松有趣、又充满知识的读物，尤其是在宇宙这个宏大又抽象的主题上。我一直对宇宙充满了好奇，但很多时候，那些专业的术语和复杂的理论总是让我望而却步。所以，当看到“100幅视觉资讯图表”时，我立刻被它的“可视化”吸引了。我设想，这本书应该会把宇宙的起源、星系的演化、黑洞的奥秘、行星的构成等等，用精美的图表一一呈现出来。想象一下，一张图表就能解释清楚恒星的生命周期，另一张图表就能直观地展示宇宙的膨胀过程，这样的学习方式，对于我这样一个视觉型学习者来说，简直是福音。而且，“穿梭140亿年星际太空”这个描述，更是吊足了我的胃口，仿佛手握一张时空穿梭券，可以亲身感受宇宙从大爆炸那一刻，一路演变至今的壮丽史诗。我非常期待能在这本书里，看到那些曾经只存在于文字描述中的天体现象，以最直观、最易懂的方式呈现在我眼前。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字，简直就是一种“视觉冲击波”！“丈量宇宙”，听起来就充满了一种科学的严谨和探索的深度，而后面紧随的“INFOGRAPHIC！”则瞬间将它拉入了大众科普的范畴，让我觉得它不是那种高高在上的学术巨著，而是为我们普通人量身打造的宇宙入门指南。 “一眼秒懂全宇宙”这个口号，更是充满了魔力，它承诺了一种即时性的理解，摆脱了以往阅读科普书籍时那种需要反复琢磨、查阅资料的痛苦。我迫不及待地想知道，那些“100幅视觉资讯图表”到底能有多么神奇。 我想象，这本书的图表设计一定非常考究，也许是色彩鲜艳、结构清晰的行星轨道示意图，也许是描绘恒星内部结构、脉动过程的剖面图，甚至可能还有展示宇宙大尺度结构的星系分布图，让你一眼就能感受到宇宙的宏伟。 “穿梭140亿年星际太空”的描述，则让我感觉这是一场穿越时空的探险，从遥远的过去走到现在，每一步都伴随着宇宙的精彩故事。 我对这本书的期待，是它能以一种前所未有的直观和趣味性，点燃我对宇宙的好奇心，让我不再感到宇宙遥不可及，而是能够像拆解一个精美的模型一样，一步步理解它的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

“丈量宇宙：INFOGRAPHIC！一眼秒懂全宇宙！100幅视觉资讯图表，穿梭140亿年星际太空”，这个书名简直就是在对我的好奇心“大声呼喊”！“丈量宇宙”让我感受到一种想要深入了解宇宙的渴望，“INFOGRAPHIC”则给了我一种“轻松上手”的期待，而“一眼秒懂”更是让我觉得这本书简直就是为我这种“速成型”的宇宙爱好者量身定制的。 我对“100幅视觉资讯图表”抱有极高的期望。我设想，这本书的图表会像一个个精美的故事板，将宇宙的宏大叙事娓娓道来。比如，一张图可能会清晰地展示地球在太阳系中的位置和运动轨迹；另一张则可能描绘出从行星形成到生命出现的复杂过程；还有可能是一张令人震撼的宇宙膨胀模型图，让你感受到空间的无限伸展。 “穿梭140亿年星际太空”这个描述，让我感觉像是在玩一款沉浸式的宇宙游戏，能够亲身经历宇宙的演化，感受时间的流逝，观察天体的诞生与灭亡。 我期待这本书能够给我带来一种“哇！”的惊叹感，让我在图表的引导下，能够轻松地理解那些曾经让我望而却步的天文知识，最终真正地“秒懂”宇宙的奇妙之处，并对宇宙产生更深的敬畏和热爱。