天文學家的超有趣宇宙教室 (電子書)

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津村耕司
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具体描述

  「地球真的是圓的嗎?」
  「我們怎麼知道地球是圓的呢?」
  「外星人存在嗎?」
  「我們做得出時光機嗎?」
  由孩子們提出的30個最單純的提問,有時候就連大人都不知道答案。
  到底是為什麼呢?答案又是什麼呢?
  就讓我們向天文學家提出這些問題,用最簡單的方式了解太空科學的尖端知識吧!

本書特色

  本書是以和孩子對話的方式,由天文學的老師來回答這些「單純的問題」,所以就算完全沒有相關的宇宙基礎知識,也能輕鬆閱讀。
璀璨星河的秘密:一部探索宇宙奥秘的深度指南 (一) 序章:凝视深空——人类永恒的好奇心 自古以来,人类便对头顶那片浩瀚无垠的夜空充满了无尽的遐想与敬畏。从早期文明中对星辰运行规律的朴素记录,到近代科学的飞速发展,我们对宇宙的理解经历了翻天覆地的变化。这部著作,并非仅仅是一部知识的罗列,而是一次深层次的、富有哲思的对话,旨在引导读者超越肉眼可见的星光,深入探索宇宙的结构、演化及其背后的基本法则。 本书将带你进入宇宙学的核心领域,剖析那些塑造了我们所见万物的基本力量与基本粒子。我们将从尺度入手,由近及远,从我们赖以生存的太阳系开始,继而探索银河系的宏伟结构,直至遥远星系团的纤维状网络,最终抵达宇宙整体的边界与起源——大爆炸理论。 我们不会满足于表面的描述,而是深入探究支撑现代天文学的物理学基础。读者将接触到牛顿的万有引力定律如何被爱因斯坦的广义相对论所修正和超越,理解引力如何弯曲时空,以及这如何解释了黑洞的奇特现象和引力波的探测。同时,电磁波谱——从无线电波到伽马射线——将作为我们观测宇宙的“眼睛”,引导我们解读来自遥远天体的“信息”。 (二) 恒星的诞生与消亡:宇宙的炼金术 恒星是宇宙中最活跃、最壮丽的舞台。它们不仅是照亮黑暗的灯塔,更是宇宙中所有重元素的熔炉。本书将详细阐述恒星从分子云坍缩到形成原恒星的复杂过程。我们将解析主序星的能量来源——核聚变,探究氢如何转化为氦,以及能量如何辐射出来维持其数十亿年的稳定。 然而,恒星的生命并非永恒。本书将细腻描绘恒星的“中年危机”——红巨星的膨胀,以及不同质量恒星最终的归宿。对于低质量恒星,我们将探讨白矮星的命运及其可能的行星状星云的绚烂;而对于那些质量庞大的恒星,我们将揭示超新星爆发的惊人能量,以及由此产生的宇宙中最奇特的残骸:中子星的极致密度和黑洞的不可思议的引力奇点。这些终极事件不仅结束了一个天体的一生,也为下一代恒星的形成播撒了构成生命的重元素。 (三) 我们的家园:太阳系行星的深度剖析 太阳系是我们理解其他行星系统的起点。本书将提供一个超越教科书式的行星考察。对于类地行星——水星、金星、地球和火星,我们将探讨它们截然不同的地质演化路径,从金星温室效应的失控到火星古代水流的证据,追溯它们如何演变成今日的模样。 随后,目光转向气态巨行星——木星、土星、天王星和海王星。我们将深入解析它们复杂的大气层结构、迷人的卫星系统(如木卫二冰壳下的海洋,土卫六浓厚的大气)以及土星环那令人费解的精妙结构。本书特别关注系外行星(Exoplanets)的发现和研究,探讨凌日法、视向速度法等探测技术,以及我们如何根据这些数据来评估系外行星的大气成分和潜在宜居性。 (四) 银河系的结构与动力学 我们的太阳系只是一个庞大的旋涡——银河系——中的一粒尘埃。本书将引导读者“飞出”太阳系,以宏观视角审视银河系。我们将探讨银河系的盘状结构、核球和晕的组成,并着重阐述暗物质在维持银河系稳定旋转中所扮演的关键角色。 读者将了解到,我们如何通过观测恒星的运动轨迹(动力学)来绘制银河系的隐形骨架,特别是如何确定银河系中心的超大质量黑洞——人马座A。此外,本书还将讨论银河系与其他卫星星系(如大麦哲伦云和小麦哲伦云)的引力相互作用,以及银河系与仙女座星系未来相撞的宏伟预测。 (五) 宇宙的起源、演化与终极命运 本书的高潮部分聚焦于宇宙学的核心难题:宇宙是如何开始的?大爆炸理论(Big Bang)将作为核心框架,但我们将超越简单的膨胀概念。我们会详细介绍宇宙微波背景辐射(CMB)的发现及其意义,将其视为宇宙诞生后约38万年的“快照”,并解释CMB中微小温度涨落如何预示着今天星系分布的种子。 我们还将探讨现代宇宙学面临的两大谜团:暗能量和暗物质。暗能量被认为是驱动宇宙加速膨胀的神秘力量,而暗物质则构成了宇宙物质的大约85%。本书将梳理当前理论对这些现象的解释尝试,并描述地面和空间望远镜正在进行的观测,以期揭示它们的真实本质。 最后,我们将审视宇宙的未来。根据当前的观测数据,宇宙的终极命运似乎指向“大冻结”(Heat Death),但本书也会探讨其他可能的结局,如“大撕裂”(Big Rip),激发读者对时间和空间本质的终极思考。 (六) 结语:观测的艺术与未知的疆域 本书的完成,得益于人类不懈的探索精神和先进观测技术的进步。从哈勃太空望远镜到詹姆斯·韦伯太空望远镜,每一次突破性的观测都在重塑我们的宇宙图景。阅读完本书,读者将不仅掌握了关于宇宙的诸多事实,更重要的是,将获得一种全新的、基于科学的宇宙观,理解我们在时间与空间尺度上的渺小,以及人类智慧探索未知的伟大。宇宙的疆域依然广阔,而我们才刚刚开始绘制它的地图。

著者信息

作者簡介

津村耕司(Tsumura Kouji)


  東北大學尖端跨領域科學前線研究所助理教授、天文學家、博士(理學)。

  1982年出生於神戶,2005年畢業於東北大學理學部宇宙地球物理學科(天文),2010年東京大學理學系研究所天文學專攻博士畢業。過去曾任職於宇宙航空研究開發機構(JAXA)、宇宙科學研究所(ISAS)、宇宙航空計畫研究員。

  自研究生時代起,便曾在JAXA/ISAS等機構參與火箭實驗CIBER計畫,以紅外線天文衛星「Akari」,觀測宇宙紅外線背景輻射(紅外線下的宇宙亮度)並進行研究。CIBER計畫成功後,於2014年9月獲得了NASA Group Achievement Award獎。目前致力於太空科學的普及、教育活動。

  著作包括《宇宙はなぜ「暗い」のか? オルバースのパラドックスと宇宙の姿》(Beret出版,2017)、《百科繚覧 Vol.1―若手研究者が挑む学際フロンティア》(東北大學出版會,2018,共著‧編輯)。
 

图书目录

前言
第1章 地球是什麼樣的地方呢?
地球真的是圓的嗎?
地球正在旋轉嗎?
難道不是太陽繞著地球轉嗎?
為什麼不同季節看到的星座會不一樣呢?
地球內部有什麼東西呢?
地球是一個很大的磁石嗎?
老師的提問 你覺得地球的重量會變化嗎?
 
第2章 太陽是什麼樣的星體呢?
太陽是很特別的星體嗎?
從地球可以看到多少星星呢?
太陽是如何燃燒的呢?
老師的提問 「我們都來自星星」是什麼意思呢?
 
第3章 為什麼夜空中會有銀河呢?
七夕的傳說是什麼呢?
銀河是由什麼構成的呢?
肉眼看得到星系嗎?
老師的提問 星系有哪些種類呢?
 
第4章 另一個地球存在嗎?
究竟什麼是「行星」呢?
我們如何發現遠方的行星呢?
目前已發現多少個系外行星了呢?
老師的提問 我們可以直接觀察到與地球相似,卻位於太陽系外的行星嗎?
 
第5章 外星人存在嗎?
宇宙人存在嗎?
什麼樣的行星才可能出現生命呢?
太陽系內有其它生命嗎?
該如何尋找太陽系外的生命呢?
存在能和我們溝通的智慧生命嗎?
老師的提問 如何尋找地球以外的文明呢?

第6章 我們做得出時光機嗎?
為什麼沒辦法回到過去呢?
有沒有方法可以知道過去發生的事呢?
該如何前往未來呢?
真的沒辦法回到過去嗎?
老師的提問 該如何製作時光機呢?
 
後記

图书序言

  • ISBN:9789865112523
  • EISBN:9786263042124
  • 規格:普通級 / 初版
  • 出版地:台灣
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平板
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:50.8MB

图书试读

前言

  各位對「宇宙」一詞有什麼樣的印象呢?感覺會聽到「離我們太遠了所以沒什麼特別的印象」、「感覺很難」之類的回答。至少,在我們周圍應該很少人會覺得自己的生活和「宇宙」有關。就我自己而言,當我介紹自己是「天文學家」的時候,還會聽到「原來現在的日本還有天文學家啊」之類的回應(苦笑)。社會大眾對於「宇宙」這個詞總有著遙遠、陌生的印象。

  另一方面,宇宙卻也是人類相當熟悉的學問,甚至可以說「天文學是世界最古老的學問」。對於過去的人們來說,天文學可以告訴他們「哪個季節最適合播種」、「航海時的自身位置」等資訊,與當時人們的生活密切相關。現在被認為「與日常生活無關」的天文學,過去卻是「活在世界上不可或缺的實在學問」。

  不過,過去的人們也不是一開始就知道「觀察天空」可以幫助自己知道季節和位置。人們要先發現太陽與星空的運動會以一年(365日)為週期,規律性地變化,才能藉由星空判斷季節;人們要先知道地球是圓的,才能藉由觀察星空知道自己現在的位置。也就是說,在天文學成為「有用」的學問以前,前人們已觀察過很長一段時間的天空、發現各天體的運動規則、知道地球是圓的、實際測出地球大小,並知道太陽比地球還要大很多。這些都是西元前發生的事。

  為什麼人類會持續觀察天空呢?或許就是因為好奇心吧。「這裡是哪裡?我是誰?」許多人都會自然而然地產生這樣的疑問。自古以來,人類就不是為了要有什麼用處而去觀察天空,只是因為「想要知道」的欲望而這麼做。這些人類長久以來所抱持的單純問題中,有些問題在現代已得到答案,像是「這個大地(地球)長什麼樣子呢?」、「太陽是如何燃燒的呢?」等;有些問題正好是現代天文學的尖端研究主題,像是「這個世界(宇宙)是如何誕生的呢?」、「除了我們所居住的這個世界(地球)之外,還有其它世界(系外行星)存在嗎?」等;有些則是連現代天文學都無法回答的問題,像是「地球以外的地方存在生命嗎?」、「時空旅行可行嗎?」等。

  在忙碌的現代社會中,或許我們已沒有太多時間來仔細思考這些「單純的問題」。不過,人類之所以是人類,就是因為我們有「想要知道」的求知欲、好奇心。其中,這個傾向最明顯的就是「孩子」了吧。孩子們看到充滿著未知事物的世界時,會產生多樣卻又單純的疑問,對每個事物都抱有興趣。許多孩子們天真而單純的疑問,其實也都是人類在漫長歷史中一直抱持著的疑問。其中也包括了想要瞭解這個世界(地球或宇宙)本質的疑問。

  本書就是為了滿足這樣的好奇心而寫成的。本書大致上可分為六大主題。第一個主題中會回答與我們最親近的「地球」有關的疑問,第二個主題中會回答與「太陽和星星」有關的疑問。這些都是存在於你我周遭的星體,故自古以來人們便從各種角度研究它們,至今我們已對這些星體有相當程度的理解。第三個主題中會回答與「銀河與銀河系」有關的疑問,第四個主題中則會回答與「系外行星」有關的疑問。在我們使用大型望遠鏡,觀察到這些「外面的世界」後,才開始有了這些疑問。大約從一百年前開始,人們才逐漸瞭解到星系的存在,而系外行星更是不到三十年前才出現的話題,可以說是現代天文學中最尖端的內容。在本書後半,第五個主題中會回答與「外星生命」有關的疑問,第六個主題中則會回答與「時光機」有關的疑問。這些都是目前的科學未能回答的問題。本書是以和孩子對話的方式,由天文學的老師來回答這些「單純的問題」,所以就算完全沒有相關的宇宙基礎知識,也能輕鬆閱讀。

  接著,就讓我們從這些單純的疑問開始,展開壯大的宇宙旅程吧。
 
津村耕司

用户评价

评分

近幾年,關於「宇宙的邊界」和「多重宇宙論」的討論越來越熱門,但往往這些理論的解釋都很晦澀難懂,像是霧裡看花。我特別希望能從這本「超有趣宇宙教室」裡,找到一個清晰的切入點來理解這些更高階的物理概念。我對於那些試圖用比喻來解釋量子力學和廣義相對論交界處的論述,總是充滿好奇。如果作者能夠在這方面有所著墨,並且能用那種「連我阿嬤都聽得懂」的幽默感來包裝,那就絕對是五星好評了。我認為,真正的科普,就是要打破學術的圍牆,讓科學知識變成一種全民可以享受的樂趣,而不是少數專家的專利。如果這本書能成功地讓我這位業餘愛好者,在跟朋友聊天時,能夠自信地分享一些關於引力波或是時空扭曲的小知識,那它就達到了它最高的價值。這種知識帶來的「能力感」,比任何華麗的詞藻都來得實在。

评分

身為一個對「時間尺度」有種莫名的執著的讀者,我最期待的是,這本書能用一種讓人感同身受的方式,去描繪宇宙的演化史。從大霹靂的那個奇點開始,到恆星的誕生與死亡,再到我們所在的銀河系是如何一步步形成的。這種史詩級的敘事,如果處理不好,很容易就變成枯燥的年代記。我更喜歡那種將宇宙的演化與人類的歷史做對照的寫法,例如,當地球上還在演化出單細胞生物時,宇宙中已經發生了多少壯闊的事件?這種對比,能讓人更深刻地體會到我們存在的渺小與奇蹟。我還想知道,作者會不會提到一些近期在系外行星探測上的重大突破,比如那些「超級地球」或是潛在適合生命存在的行星。每次讀到這些新聞,都讓我對「我們是不是宇宙中唯一的智慧生命」這個終極問題充滿遐想。一本好的宇宙學書籍,不該只是告訴你「是什麼」,更應該引導你去思考「為什麼會這樣」和「未來會如何」。

评分

說真的,現在市面上的科普書多到讓人眼花撩亂,但真正能打動我的,往往是那些作者本身對天文學抱持著極度熱忱的作品。我個人偏好那種帶有一點點「頑童」精神的敘事風格,就是那種會挑戰權威、提出大膽假設,並且樂於和讀者一起「腦洞大開」的書。想像一下,如果作者能用生活化的例子來解釋相對論的彎曲時空,而不是一堆複雜的數學公式,那絕對是神來之筆。我希望這本書不只是羅列事實,而是能激發讀者本身的好奇心,讓讀者在讀完後,會忍不住抬頭看看夜空,試著用新學到的知識去辨認那些閃爍的星光。畢竟,天文學的魅力就在於它的無垠和永恆,任何試圖將這種宏大感壓縮進幾百頁文字裡的嘗試,如果拿捏得當,都會讓人讀得熱血沸騰。我還特別在意排版和插圖的設計,畢竟是電子書,視覺化的呈現方式更是影響閱讀體驗的關鍵,希望它能有足夠精美的星雲圖和行星剖面圖,讓那些遙遠的景象栩栩如生地呈現在眼前。

评分

哇,這本書光是書名就超級吸引人!「天文學家的超有趣宇宙教室」,光是想像那個畫面,就覺得腦袋裡的知識要被重新整理一遍了。我最近對太空的探索特別有感,尤其是在Netflix上看到那些關於黑洞和星系碰撞的紀錄片後,就更想找一本既專業又不失趣味的科普書來深入了解。我一直覺得,學科學最怕的就是那種冷冰冰的教科書語氣,讀起來比走夜路還無聊。我心目中理想的科普書,應該要是那種能讓你彷彿跟著一位熱情的老師,在夏夜的星空下,用最生動的比喻,把那些遙遠又抽象的天體,像剝洋蔥一樣一層層帶你認識清楚的感覺。特別是關於暗物質和暗能量這些前沿的謎團,如果能有深入淺出的解釋,那就太棒了。我期待看到作者如何巧妙地融合最新的科學發現和古典的宇宙學理論,讓讀者在翻閱的過程中,不斷發出「原來如此!」的讚嘆聲。畢竟,宇宙這麼大,裡面藏著的奧秘絕對比我們想像的要多得多,能有一本好的領航員帶路,絕對是書架上不可或缺的珍藏。

评分

我對於電子書的閱讀體驗其實有點小小的偏好,就是希望它在處理圖文混排時能做到流暢無礙。特別是天文學的書籍,涉及到大量的圖表、星圖和複雜的結構示意圖,如果排版混亂,光是定位和縮放就要花費很多精力,那閱讀的連貫性就完全被破壞了。我期待這本《天文學家的超有趣宇宙教室》在電子書的格式上,能夠有非常優秀的優化,讓閱讀過程像在看一本設計精美的雜誌一樣享受。此外,我還會很在意作者是否有提供任何額外的數位資源鏈接,比如指向NASA最新發布的影像、天文台的即時觀測數據,或是延伸閱讀的學術文章。一本現代的科普書,如果能結合網路資源,讓讀者「學完知識馬上就能看到實證」,那絕對是超乎想像的加分項。畢竟,宇宙的知識是持續更新的,能夠跟上最新的脈動,才是「有趣」的真諦所在。

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