毀滅,還是新生?黑洞的可能與奧祕:天體碰撞、吸收光線、扭曲時空……為什麼人們要研究星空與黑洞?

毀滅,還是新生?黑洞的可能與奧祕:天體碰撞、吸收光線、扭曲時空……為什麼人們要研究星空與黑洞? pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

姚建明
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具体描述

宇宙的起源×黑洞的真相×星星的奧妙

地球不是平的,那你知道,地球其實也不夠圓嗎?
黑洞的重力場強到會「吃掉」光線,科學家們該如何觀測?
千變萬化的宇宙和奇形怪狀的天體那麼多,「索倫之眼」正在看著你!

身為宇宙的一分子,你有多了解我們所在的這個世界?

  【認識宇宙,就從我們的腳下開始】
  在古代,人類活動的地域非常有限,眼界自然也就十分狹窄。對於地球的猜想大都出於每個人直觀的感受,這樣地球的形狀也就以種種稀奇古怪的故事和神話傳說來表達了,科學思維的萌芽與宗教、神話和藝術幻想建立起一種曲折的連繫。

  200多年後,亞里斯多德注意到月食時大地投射到月亮上的影子是圓的,由此推測大地是球體。

  在古代就已精確測量出地球實際大小的人,則是希臘時代亞歷山大里亞城的埃拉托斯特尼。他推算出地球圓周長39,600公里,跟現代測量數值僅差400公里,真讓現代人驚嘆不已!

  【黑洞是什麼?該怎麼觀測它?】
  黑洞是根據理論天體物理和宇宙學理論,借助於愛因斯坦的相對論而預言的存在於宇宙中的一種天體(區域)。

  有關黑洞的描述、模型的確立和在宇宙中尋找黑洞,目前來說都還是比較錯綜複雜的。

  簡單來說,黑洞是一個質量相當大、密度相當高的天體,它是在恆星的核能耗完後發生重力塌縮而形成的結果。

  由於光線無法「逃逸」,所以黑洞不會發光,不能用光學天文望遠鏡看到,但天文學家可透過觀察黑洞周圍物質被吸引時的情況,找到黑洞的位置,發現和研究它。

  對於一般的天文愛好者而言,認識和了解黑洞可以幫助我們認識宇宙的物質的多樣性、滿足我們的好奇心,同時也可以激發我們探索未知世界的熱情。

  【無奇不有的宇宙和多采多姿的天體】
  1.黑寡婦星雲
  黑寡婦星雲位於圓規座,由分子氣體構成,外形好似一隻可怕的蜘蛛。恆星產生的輻射將周圍氣體吹進兩個方向相反的「氣泡」,形成球莖狀的「身體」和「蜘蛛腿」。

  2. 索倫之眼
  「索倫之眼」這個名字來源於電影《魔戒》,實際上是指南魚嘴,它是南魚座中最亮的一顆星,距地球大約25光年。其熾熱的「虹膜」實際上是一個形成行星的物質構成的環,環繞這顆恆星。

  3.殭屍恆星
  當一顆類日恆星死亡時,它會吞噬外層氣體,最後留下的屍體為「白矮星」。有時候,恆星屍體也會因為吸收附近恆星的物質起死回生。這種殭屍恆星被天文學家稱為「Ia型超新星」。

本書特色

  本書為您介紹黑洞、中子星、脈衝星等,並透過淺顯易懂的語言介紹星雲演變成恆星、恆星演變成白矮星、中子星直至黑洞的歷程,引導愛好天文學的讀者領略宇宙的神奇與偉大。
 
穿越宇宙的边界:从古老星图到暗物质的探索 本书带领读者踏上一场宏伟的宇宙之旅,探寻人类对浩瀚星空的观测与理解如何从早期的神秘主义演变为现代天体物理学的严谨科学。我们不再仅仅仰望星辰,而是试图解开它们诞生的奥秘、相互作用的法则,以及宇宙最终的命运。 第一章:人类的目光:从神话到星表 在文字诞生之初,星空便是最引人入胜的谜团。本章追溯了古代文明对天体的解读。从巴比伦的精确历法记录,到古埃及对太阳神的崇拜,再到希腊哲学家如亚里士多德和托勒密建立的“天球模型”,我们看到了早期人类试图将混乱的宇宙秩序化的努力。然而,这些模型大多基于肉眼可见的现象,并带有强烈的地心宇宙观色彩。 随后,哥白尼、伽利略和开普勒的革命性工作彻底颠覆了这一切。伽利略的第一台望远镜不仅揭示了月球表面的崎岖和木星的卫星,更直接挑战了“完美不变”的天体概念。开普勒基于第谷·布拉赫的精准观测数据,推导出了行星运动的三大定律,为牛顿的万有引力定律铺平了道路。本章详细阐述了这些关键转折点,强调了观测工具的进步如何直接驱动了理论的飞跃。 第二章:恒星的生命史诗:从诞生到消亡 恒星,是宇宙中最活跃的能量源泉,它们的生命周期构成了宇宙演化的核心叙事。本章深入剖析了恒星的“诞生工厂”——分子云。在引力的作用下,巨大的气体和尘埃云坍缩,核心温度和压力不断升高,最终点燃核聚变反应。 我们详细考察了主序星阶段,这是恒星生命中最漫长的阶段,其能量来源于核心的氢聚变。随后,随着核心燃料的耗尽,恒星的命运开始分岔。对于像太阳这样的中低质量恒星,它们会膨胀成红巨星,外层物质被抛射,留下致密的白矮星残骸,最终冷却为不可见的黑矮星。 对于质量更大的恒星,结局则更为壮烈。它们在生命晚期经历更剧烈的核合成过程,形成多层壳体结构。最终,当核心的铁元素积累到无法支撑自身重量时,一场规模空前的引力坍缩引发超新星爆发。这一爆发不仅是宇宙中最壮观的能量释放事件,更是将构成我们身体的重元素(如金、银、铀)播撒到星际空间的工厂。本章结合了最新的赫罗图分析,解释了恒星的质量如何决定其寿命和最终归宿。 第三章:星系的结构与演化:岛屿宇宙的聚集 我们的太阳系只是银河系这个巨大“岛屿宇宙”中的一粒尘埃。本章致力于理解星系——数千亿颗恒星、气体、尘埃和暗物质的复杂系统。从哈勃对仙女座星系距离的测定,到后来的分类系统(螺旋星系、椭圆星系、不规则星系),天文学家们逐渐描绘出宇宙的宏大结构。 重点探讨了星系间的相互作用。星系不是孤立存在的,它们通过引力的作用相互拉扯、合并或穿越。这些碰撞事件极大地影响了星系的形态和恒星形成速率。例如,螺旋星系合并往往导致形成一个更大的、形态相对平滑的椭圆星系。此外,星系中心普遍存在的超大质量黑洞,被认为是调控星系演化速度的关键因素,它们的活动性与宿主星系的属性之间存在着微妙的关联。 第四章:不可见的力量:暗物质与暗能量的幽灵 现代宇宙学最令人困惑的难题在于,我们所能观测到的普通物质(原子、光子)仅占宇宙总质能的不到5%。剩下的绝大部分由两种神秘实体构成:暗物质和暗能量。 暗物质,顾名思义,不发光、不吸收光,我们只能通过它产生的引力效应来推断其存在。本章详细介绍了支持暗物质存在的关键证据:星系旋转曲线的异常、星系团的引力透镜效应,以及宇宙微波背景辐射中的波动模式。尽管粒子物理学家们正在努力捕捉诸如WIMP(弱相互作用大质量粒子)等候选者,但暗物质的本质至今仍是未解之谜。 相比之下,暗能量则扮演着“反引力”的角色。观测显示,宇宙的膨胀速度正在加速,这种加速效应被归因于暗能量——一种均匀分布在空间中,具有负压力的物质形式。本章探讨了爱因斯坦的宇宙学常数模型,以及测量暗能量性质的各种尝试,例如利用Ia型超新星作为“标准烛光”来绘制遥远过去的膨胀历史。 第五章:宇宙学的宏大图景:从奇点到多重宇宙的猜想 本章将视角拉到宇宙的整体,探讨基于广义相对论的现代宇宙学模型。大爆炸理论不再仅仅是一个猜想,它有强有力的观测证据支持,包括宇宙的膨胀(哈勃定律)、轻元素的丰度预测,以及最关键的——宇宙微波背景辐射(CMB)。CMB被视为大爆炸后约38万年,宇宙冷却到足以形成中性原子的“余晖”。 我们也将触及理论前沿。暴胀理论被引入解释了CMB的均匀性问题以及宇宙结构的起因。此外,本章也审视了当前理论物理学中关于“终极实在”的探讨,包括弦理论的某些分支所暗示的“多重宇宙”概念,探讨了这些理论如何在观测的限制下,为我们理解空间、时间和存在本身提供新的框架。 本书旨在为那些对宇宙深层奥秘抱有好奇心的读者提供一个全面而深入的向导,展示人类科学如何一步步揭开这片无垠黑暗的面纱。

著者信息

作者簡介

姚建明


  天文系畢業,主要從事天體測量地球自轉方面的研究。科普作家、電視臺科學顧問、圖書館約聘講師,多次在圖書館以及各級學校舉辦天文、地球方面的知識型講座。著有《中西封神榜,先有神還是先有人?》、《八卦星象》

图书目录

前言
 
第1章 到底有多少個宇宙
1.1 感受人類認識宇宙的過程
1.2 宇宙理論都是怎樣產生的
1.3 大霹靂
 
第2章 「黑洞」不是說好了看不見嗎
2.1 我們是怎麼「看見」的
2.2 黑洞面面觀
2.3 找尋黑洞
 
第3章 星雲
3.1 20世紀天文學的四大發現
3.2 宇宙的「基本元素」
3.3 到底是什麼樣的宇宙
 

图书序言

  • ISBN:9786263326446
  • 規格:平裝 / 262頁 / 14.8 x 21 x 1.31 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读

前言

  又能「看見」黑洞了!一時間似乎全世界都開始關心天文學了。其實,是真的能看見了嗎?從某種意義上說,天文學家早在1980年代,就已經「看見」黑洞了。當然,他們是在無線電波段,利用電波望遠鏡探測到黑洞的高能粒子輻射,並成像的。

  寫這一本書之前,思考、醞釀了很久。主要是因為,單單地去寫黑洞,那只能是像那些連「科普」都談不上的,只是吸引人注意的大眾式的簡介。作為天文學的普及讀物,肯定是不夠格的;且讀完這樣的書籍,讀者依然還是一頭霧水。這本書最後用了不少的篇幅,向大家介紹人類認識宇宙的歷程。透過介紹地球從「平的」到「球形」,人類是怎樣逐漸明瞭太陽的能量來源的,五大行星都是怎樣命名的等等。讓讀者明白,以前我們不知道的,為什麼現在知道了;以前我們看不見的,為什麼現在看見了!

  本書也只是把重點放在讓讀者明白:什麼是黑洞?它真的「看不見」嗎?黑洞是怎樣形成的?黑洞對周邊的天體都會產生什麼影響?如果某一天地球附近真的「飄來」了一個黑洞,我們能怎麼辦?我們要做的,起碼是要了解和認識它們;至於它真的來了,還是那句話——天塌了,有個子高的人頂著。

  作為「資深」的天文愛好者,深深地明白,宇宙中那各式各樣的星雲,才是產生那些奇奇怪怪的天體的「母源」。所以,第3章我們談論所謂的「幸運星」,為大家介紹恆星、星系是怎樣形成的。重點就是告訴大家,它們都是星雲團凝聚的結果。

  至於「幸運星」,宇宙無奇不有,無所不包。越了解宇宙,你就會越「幸運」;越認識宇宙,也就能越早遇到屬於你的「幸運星」。

  是知識為你帶來「幸運」;是書籍為你帶來知識;是宇宙為你帶來認識世界的能量;「知識」就是你的「幸運星」!

  我在高中教授天文學的相關課程已經差不多20年了,最讓我難忘的一件事就是,有一次上課前,我照例提前15分鐘到教室,一進門就看見第一排已經坐了一個男孩子。他見我拿著《天文知識基礎》的課本,就走了過來,直接和我握手(還是雙手那種)……說實話,當時我有點愣住了!除了科普講座、演講外,很少在上課時被這樣問候呀。接著,他對我說:「我是一個天文愛好者,一直很期待能上這堂課。」還沒等我回答,他接著又說:「老師,我可是帶著很多的問號來上你的課的!」我馬上就回答他:「上完我的課,你會帶著更多的問號離開的……」這一次輪到他愣住了。我把他拉到黑板前,在黑板上畫了一個圓,然後在圓周上畫了若干個問號,對他說:「我們做個比喻吧,這個圓的裡面代表我們(你)已經知道的天文學知識,而圓的外面,更廣闊的區域代表了我們(你)未知的天文學知識。兩者交界的地方就是圓周,意味著你只是一知半解的知識,需要進一步學習、理解。我們在圓周上打上問號,代表著我們的疑問所在。因為你只有對問題或現象略知一二,才有可能(有資格)提出問題,打上那些問號呀!根本不懂的知識,你根本就不知道如何提問題,哪來的問號?」他似乎明白了點什麼,我接著又在圓圈外面畫了一個更大的圓,對他說:「課程結束時,圓裡裝的東西是不是變多啦?圓周長是不是變長了?你是不是會帶著更多的問號,離開這個課堂呀?」

  這本書是想向你介紹人類認識宇宙的過程,但是,漫長的人類「宇宙史」是我們一生一世也講不完的,所以,我們為你抓住宇宙中最吸引人注意的東西:「吞噬」物質的黑洞、宇宙「燈塔」脈衝星、擁有超級「能量包」的吸積盤、噴流,當然還有創造宇宙萬物的星雲、星團、星際物質。
 

用户评价

评分

我對天文物理的興趣其實是從科幻電影啟發的,那些電影裡對蟲洞、奇異點的描繪總是充滿了戲劇張力。所以,當我看到「黑洞的可能與奧祕」這幾個字時,腦中立刻浮現出許多畫面。我想知道,作者是如何平衡科學事實與大眾想像的?真正的黑洞,跟電影裡演的到底有多大的差異?特別是關於「吸收光線」這點,光都逃不掉,那科學家是如何「看見」或「探測」到它的存在的?如果書裡能詳細介紹幾種主要的觀測技術,像是引力波的探測,或是事件視界望遠鏡的突破,那會讓人覺得這本書非常與時俱進,不是老掉牙的理論堆砌。畢竟,科學是日新月異的,讀一本能反映最新研究成果的書,才不虛此行。

评分

翻開一本天文書,最怕的就是排版設計跟不上內容的精彩。如果內頁充滿了密密麻麻的小字,連一張像樣的星雲圖都沒有,那真的是一種視覺上的折磨。我對這本書的期待是,它在視覺呈現上一定要下足功夫。既然主題是如此壯闊的宇宙景象,插圖、圖表、甚至是模擬圖,都應該要精美且準確。我想像著書裡能有震撼人心的星系碰撞模擬圖,或是黑洞周圍物質吸積盤的藝術化呈現。視覺的震撼,往往是將抽象概念具象化的最佳途徑。如果書本的質感和裝幀都能傳達出內容的厚重與神秘感,那它不只是一本知識的載體,更像是一件可以珍藏的藝術品,隨時都能翻開來,讓自己的思緒再次被宇宙的奧秘所擄獲。

评分

這本書的封面設計實在是太有吸引力了,那種深邃的黑色配上幾點閃爍的光芒,讓人一眼就覺得裡面肯定藏著許多宇宙的秘密。我常常在夜深人靜的時候,望著窗外的星空發呆,想著那些遙遠的光點究竟代表著什麼。宇宙之大,簡直超乎想像,而黑洞,更是像個宇宙中的無底洞,充滿了未知與挑戰。雖然我對物理學的知識不算太深入,但光是想像那些星體碰撞、時空扭曲的畫面,就足以讓人心生敬畏。這本書如果能把那些複雜的概念用比較生活化、更容易理解的方式解釋出來,那對我這種業餘愛好者來說,簡直是福音。我期待看到作者如何帶領讀者,一步步揭開這些宏大謎團的面紗,從最基礎的觀測,到最前沿的理論,都能有深入淺出的描述,讓咱們這些對星空充滿好奇心的人,也能一窺宇宙的奧秘。

评分

現階段社會上對於「科學素養」的要求越來越高,很多新聞事件都會牽扯到天文學或物理學的概念,像是伽瑪射線暴、引力波事件等等。一本好的科普書,不只應該教我們知識,更應該教我們如何「思考」科學問題。我非常期待這本書能引導讀者去思考,為什麼我們耗費這麼多資源去研究那些離我們超級遙遠的星體?研究黑洞的意義,對我們地球上的生活,甚至對人類文明的未來,到底能產生什麼樣的影響?如果作者能從更宏觀的角度,闡述基礎科學研究背後的價值,那種對未知的探索精神,或許能激勵更多年輕人投入科學領域。這本書若能承載這種使命感,那就太有份量了。

评分

說真的,現在市面上的科普書很多,但要找到一本既能兼顧科學的嚴謹性,又不失閱讀樂趣的,實在不容易。很多時候,為了追求深度,作者會把公式和專有名詞堆砌得讓人頭暈腦脹,讀沒兩頁就想闔上了。我比較希望這本書在介紹黑洞的形成、特性,還有它對周遭環境的影響時,能多用一些生動的比喻和案例。比如說,如果能把時空扭曲的概念,用日常生活中的例子來類比,那就太棒了。畢竟,我們研究星空和黑洞,不只是為了滿足科學家的好奇心,更是為了理解我們自身存在的這個宇宙,它到底是如何運作的。這本書如果能連結到我們生活的哲學層面,探討人類在浩瀚宇宙中的位置,那它的價值就更高了。

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