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? (電子書)

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? (電子書) 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聯繫。
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。

好的,这是一本关于宇宙学、恒星演化与黑洞物理的深度导览,旨在激发读者对未知天体的探索欲望,并展示现代天文学如何揭示宇宙最深层的秘密。 --- 《超越光年:宇宙的尺度、时间的尽头与暗物质的低语》 内容简介 本书是一次宏大而精微的星际漫游,它将带领读者踏上一段追溯宇宙起源、探索极端物理现象、并深入思考人类在浩瀚星海中位置的旅程。我们不只停留在观测现象的层面,更要探究驱动这一切的根本力量——从基本粒子到宇宙大尺度结构的形成机制。 第一部分:尺度与时间——重塑宇宙观 本书的第一部分着眼于“大”与“久远”的概念,挑战我们日常经验中对空间和时间的直觉。 1. 尺度的挑战:从原子到可观测宇宙 我们首先将量化宇宙的尺度。读者将了解到,描述宇宙的常用单位(如天文单位、光年、秒差距)是如何建立的,以及它们如何帮助我们理解从太阳系到银河系,再到星系团的层级结构。重点在于,我们将讨论人类如何通过观测红移和标准烛光(如Ia型超新星)来测量遥远天体距离的方法论演进,以及这些方法如何揭示宇宙的膨胀性。 2. 时间的箭头:宇宙的年龄与命运 时间在宇宙学中具有双重含义:它是历史的记录,也是物理定律的体现。本章将详细解析如何通过测量宇宙微波背景辐射(CMB)的温度波动,精确推断出宇宙的年龄(约138亿年)。随后,我们将探讨关于宇宙终极命运的不同理论模型——从“大冻结”(Heat Death)到“大撕裂”(Big Rip),分析当前观测数据对这些模型的支持力度,以及暗能量在决定未来走向中的核心作用。 3. 视界与信息:我们能知道多少? 本书将深入探讨“可观测宇宙”的概念,解释光速的限制如何定义了我们能接收到信息的最大范围。我们不仅要理解视界在空间上的含义,更要讨论信息论在物理学中的应用——例如,霍金辐射理论如何暗示了信息是否真的会从黑洞中丢失,以及这与量子力学的基本原则(如幺正性)之间的深刻矛盾。 第二部分:恒星的生与死——元素的熔炉 宇宙中所有重元素都源自于恒星的生命周期。本部分将聚焦于恒星如何点燃、如何演化,以及它们壮丽的终结。 4. 恒星的诞生与平衡:核聚变的艺术 我们将从分子云的引力坍缩开始,描述恒星形成的初始阶段。随后,重点解析恒星内部持续的核聚变过程——从氢融合成氦,到巨星阶段的氦、碳、氧聚变。我们将使用流体力学和热力学原理来解释恒星如何通过辐射压和引力之间的精确平衡来维持自身的稳定,以及“钱德拉塞卡极限”如何决定白矮星的命运。 5. 剧烈的终结:超新星与中子星 本书将详细剖析恒星演化后期的戏剧性阶段。对于大质量恒星,我们将分析铁核的形成是怎样不可避免地导致核心的灾难性坍缩,从而引发II型超新星爆发。随后,我们将介绍中子星——宇宙中密度最高的物体之一。读者将了解到脉冲星现象的物理机制,以及磁场和高速自转如何使其成为精确的宇宙时钟。 6. 宇宙的炼金术:重元素的起源 我们生活在一个由恒星“死亡”所创造的世界。本章将探讨超新星爆发及其相关的快速(r-过程)和慢速(s-过程)中子捕获过程,解释金、铂、铀等重元素是如何被锻造出来,并散播到星际介质中,最终成为行星和生命的基石。 第三部分:极端物理学与时空结构 本部分是本书的核心,深入探讨引力理论的边界,以及那些挑战我们日常认知的时空结构。 7. 时空的几何学:广义相对论的基石 我们将简要回顾爱因斯坦的场方程,并解释引力如何被描述为时空曲率,而非一种力。通过分析水星近日点的进动和引力透镜效应的观测证据,我们将建立对广义相对论的直观理解,为探讨更极端的物体(如黑洞)打下理论基础。 8. 宇宙的引力波:时空涟漪的探测 引力波被认为是检验广义相对论在强引力场下有效性的终极手段。本章将详细介绍激光干涉引力波天文台(LIGO)的原理与技术突破。我们将分析已探测到的事件——例如双中子星并合或双黑洞并合——是如何为天体物理学提供了全新的观测窗口,让我们首次“听到”宇宙的碰撞。 9. 暗物质:无形的结构之手 宇宙中约85%的物质是不可见的。本书将系统梳理支持暗物质存在的关键观测证据:星系旋转曲线的异常、星系团尺度的引力效应(如验证引力透镜的质量分布)、以及宇宙微波背景(CMB)中的重子声波振荡(BAO)模式。我们还将审视目前主流的候选理论——从弱相互作用重粒子(WIMPs)到轴子(Axions)——以及当前实验物理学试图直接探测这些粒子的努力。 10. 奇异天体:夸克星与理论的边界 在黑洞和中子星之间,理论物理学家推测可能存在着比中子星密度更高,但又尚未完全坍缩的“奇异物质”构成的天体,例如夸克星。本章将探讨这些理论上可能存在的过渡状态,以及它们在电磁波谱或引力波信号中可能留下的独特“指纹”,这代表了现代天体物理学探索的最前沿。 --- 为什么研究星空与极端天体? 本书的最终目的,是回答驱动所有天文学和宇宙学研究的根本问题:我们从哪里来?宇宙的最终结构和法则是什么? 研究星空和黑洞,本质上是在研究物理定律在最极端条件下的普适性。恒星的核心是高能物理的自然实验室;黑洞及其周围的吸积盘是检验时空几何和量子引力的试金石。通过理解这些极端现象,我们得以检验和完善我们的基础物理学模型,这不仅关乎遥远天体,更关乎构成我们自身的基本规律。对宇宙的探索,是对人类知识边界的持续拓展。

著者信息

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?》。

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
1.1.1 感知世界、探測世界和理論世界
1.1.2 地球、太陽、行星
1.1.3 同一個「宇宙」
1.2 宇宙理論都是怎樣產生的
1.2.1 人類宇宙觀的演進
1.2.2 宇宙學模型(理論)的演化
1.3 大霹靂
1.3.1 大霹靂宇宙理論
1.3.2 大霹靂宇宙的觀測證據

第2章 「黑洞」不是說好了看不見嗎
2.1 我們是怎麼「看見」的
2.1.1 好酷的名字——「黑洞」
2.1.2 廣義相對論的七大預言
2.1.3 那張照片
2.2 黑洞面面觀
2.2.1 各種各樣的「妖怪」
2.2.2 黑洞有什麼「表現」
2.3 找尋黑洞
2.3.1 靠什麼發現黑洞
2.3.2 如果黑洞靠近地球
2.3.3 十大奇異黑洞

第3章 星雲
3.1 20世紀天文學的四大發現
3.1.1 微波背景中的幸運星——「小綠人」
3.1.2 類星體和星際分子
3.2 宇宙的「基本元素」
3.2.1 星雲、星系
3.2.2 恆星演化和元素誕生
3.2.3 宇宙「怪異」天體大全
3.3 到底是什麼樣的宇宙
3.3.1 宇宙是「輪迴」的嗎
3.3.2 正在變化的宇宙
3.3.3 宇宙、奇異、深邃、期待

图书序言

  • ISBN:9786263326446
  • EISBN:9786263326927
  • 規格:普通級
  • 出版地:台灣
  • 檔案格式:EPUB流動版型
  • 建議閱讀裝置:手機、平板
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:15.4MB

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?如果某一天真的地球附近「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

身為一個對科學有基本認知,但又不希望被過於艱澀的數學公式淹沒的讀者來說,挑選科普書籍常常需要一點運氣。很多時候,作者太過專注於學術的嚴謹性,結果把故事性給犧牲掉了,讀起來就像在啃一本厚重的教科書,實在讓人提不起勁。我特別期待這本書能夠在描寫天體碰撞、時空扭曲這些驚人現象時,能用上豐富的想像力和生動的譬喻。畢竟,要向大眾解釋連愛因斯坦都花了極大心力才構建出的理論模型,光靠邏輯推演是不夠的,還需要一點點「說書人」的魅力。如果能把那些遙遠的星系活動,轉化成我們能感同身受的畫面,比如把引力描述成一張被拉扯的彈力布,或者把事件視界比喻成一條有去無回的單行道,那學習的過程就會變得非常享受。這種「化繁為簡,寓教於樂」的能力,是判斷一本優秀科普作品的關鍵指標,也是我對這本書抱持著高度期望的原因之一。

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這本書的標題將「碰撞」與「吸收光線」並列,給人一種強烈的動態感,彷彿整本書都在描述宇宙間那些極具戲劇性的事件。我很好奇作者會如何處理這些尺度極為龐大的物理事件,例如兩顆恆星的激烈交融,或者星系團在引力作用下的撕扯與合併。這些事件在我們的日常經驗中是完全無法想像的,我們習慣了穩定的環境,對劇烈的變動往往感到不安。然而,在宇宙尺度上,「毀滅」往往是「新生」的必要前奏,物質在經歷了極端的擠壓與釋放後,會以全新的形態出現。這種在極端壓力下所產生的創造力,讓我聯想到生活中的困境與轉機,或許宇宙的運行法則與我們個人的成長歷程,在某種抽象的層面上是共通的。期待書中能用清晰的脈絡,引導我們去領會這種宇宙尺度的「新陳代謝」。

评分

我一直認為,電子書相較於實體書在閱讀體驗上有其獨特的優勢,尤其在處理包含大量圖表、模擬動畫或外部連結的科普內容時。對於探討黑洞這種需要視覺輔助來理解其概念的學科來說,電子版的呈現方式至關重要。我希望這本書在數位化的過程中,能夠充分利用多媒體的特性,例如,當描述光線如何被黑洞的事件視界彎曲時,能配上清晰流暢的動態示意圖,而不是單靠靜態的插畫或文字描述來硬撐。如果書中能提供一些延伸閱讀的超連結,直接引導讀者去參閱最新的太空望遠鏡影像,或者更深層的理論基礎文獻,那將會極大地豐富閱讀的層次感,讓讀者能夠從基礎概念無縫接軌到前沿研究,真正感受到自己正在跟隨科學家的腳步探索宇宙的脈動。

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這本講述宇宙奧祕的書,光看書名就讓人心頭一震,彷彿能感受到那種宏大又令人敬畏的力量。我一直都對天文學抱持著一種既好奇又有點遙遠的感覺,畢竟星辰大海的距離感實在太過震撼,不是我們日常生活中能輕易觸及的。不過,這本書的切入點似乎很不一樣,它不只是在講述冰冷的科學數據,而是用一種更貼近人心的角度去探討「毀滅」與「新生」的辯證關係。這種哲學思辨的底蘊,讓我覺得這不只是一本科普讀物,更像是一場心靈的洗禮。想像一下,在無邊的黑暗中,一個密度無限大的點如何吞噬一切光芒,那種極致的「無」是如何定義了周遭的「有」。這種對比,不免會讓人反思我們自身在宇宙中的位置,以及我們所理解的「存在」與「消逝」的界線。書名裡的「黑洞」二字,簡直就是一個強大的意象,它象徵著已知世界的盡頭,也是未知的起點,讓人忍不住想一探究竟,這中間的奧妙究竟蘊含著怎樣的宇宙規律。

评分

「為什麼要研究星空與黑洞?」這個提問本身就極具重量,它直指了科學探索的終極動機。對我而言,仰望星空從來不只是為了滿足好奇心,它更像是一種回歸本源的儀式。人類文明的發展史,某種程度上就是與宇宙的對話史,從早期的占星術到現在的粒子物理學,我們試圖透過理解宏觀的宇宙結構,來反推自身存在的意義。黑洞作為宇宙中最極端的物理實體,它無疑是理解時空本質的終極試煉場。如果我們能真正解開黑洞的謎團,或許就能更進一步地認識宇宙的起源與最終歸宿,甚至可能解開暗物質和暗能量這些盤據在我們認知邊緣的巨大謎團。這種追尋知識的驅動力,其實根植於人類對未知事物永不滿足的探索慾望,它驅使我們不斷突破現有的認知邊界,這本書若能深入闡述這種動機,想必會讓讀者收穫良多。

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