毀滅,還是新生?黑洞的可能與奧祕:天體碰撞、吸收光線、扭麯時空……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、扭麯時空……為什麼人們要研究星空與黑洞? (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

姚建明
圖書標籤:
  • 黑洞
  • 天文學
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具體描述

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,科學傢們該如何觀測?
韆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,你有多瞭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齣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錶達瞭,科學思維的萌芽與宗教、神話和藝術幻想建立起一種麯摺的聯繫。
200多年後,亞裏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齣地球實際大小的人,則是希臘時代亞歷山大裏亞城的埃拉托斯特尼。他推算齣地球圓周長39,600公裏,跟現代測量數值僅差400公裏,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,藉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,但天文學傢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,認識和瞭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嚮相反的「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迴生。這種殭屍恆星被天文學傢稱為「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,這是一本關於宇宙學、恒星演化與黑洞物理的深度導覽,旨在激發讀者對未知天體的探索欲望,並展示現代天文學如何揭示宇宙最深層的秘密。 --- 《超越光年:宇宙的尺度、時間的盡頭與暗物質的低語》 內容簡介 本書是一次宏大而精微的星際漫遊,它將帶領讀者踏上一段追溯宇宙起源、探索極端物理現象、並深入思考人類在浩瀚星海中位置的旅程。我們不隻停留在觀測現象的層麵,更要探究驅動這一切的根本力量——從基本粒子到宇宙大尺度結構的形成機製。 第一部分:尺度與時間——重塑宇宙觀 本書的第一部分著眼於“大”與“久遠”的概念,挑戰我們日常經驗中對空間和時間的直覺。 1. 尺度的挑戰:從原子到可觀測宇宙 我們首先將量化宇宙的尺度。讀者將瞭解到,描述宇宙的常用單位(如天文單位、光年、秒差距)是如何建立的,以及它們如何幫助我們理解從太陽係到銀河係,再到星係團的層級結構。重點在於,我們將討論人類如何通過觀測紅移和標準燭光(如Ia型超新星)來測量遙遠天體距離的方法論演進,以及這些方法如何揭示宇宙的膨脹性。 2. 時間的箭頭:宇宙的年齡與命運 時間在宇宙學中具有雙重含義:它是曆史的記錄,也是物理定律的體現。本章將詳細解析如何通過測量宇宙微波背景輻射(CMB)的溫度波動,精確推斷齣宇宙的年齡(約138億年)。隨後,我們將探討關於宇宙終極命運的不同理論模型——從“大凍結”(Heat Death)到“大撕裂”(Big Rip),分析當前觀測數據對這些模型的支持力度,以及暗能量在決定未來走嚮中的核心作用。 3. 視界與信息:我們能知道多少? 本書將深入探討“可觀測宇宙”的概念,解釋光速的限製如何定義瞭我們能接收到信息的最大範圍。我們不僅要理解視界在空間上的含義,更要討論信息論在物理學中的應用——例如,霍金輻射理論如何暗示瞭信息是否真的會從黑洞中丟失,以及這與量子力學的基本原則(如幺正性)之間的深刻矛盾。 第二部分:恒星的生與死——元素的熔爐 宇宙中所有重元素都源自於恒星的生命周期。本部分將聚焦於恒星如何點燃、如何演化,以及它們壯麗的終結。 4. 恒星的誕生與平衡:核聚變的藝術 我們將從分子雲的引力坍縮開始,描述恒星形成的初始階段。隨後,重點解析恒星內部持續的核聚變過程——從氫融閤成氦,到巨星階段的氦、碳、氧聚變。我們將使用流體力學和熱力學原理來解釋恒星如何通過輻射壓和引力之間的精確平衡來維持自身的穩定,以及“錢德拉塞卡極限”如何決定白矮星的命運。 5. 劇烈的終結:超新星與中子星 本書將詳細剖析恒星演化後期的戲劇性階段。對於大質量恒星,我們將分析鐵核的形成是怎樣不可避免地導緻核心的災難性坍縮,從而引發II型超新星爆發。隨後,我們將介紹中子星——宇宙中密度最高的物體之一。讀者將瞭解到脈衝星現象的物理機製,以及磁場和高速自轉如何使其成為精確的宇宙時鍾。 6. 宇宙的煉金術:重元素的起源 我們生活在一個由恒星“死亡”所創造的世界。本章將探討超新星爆發及其相關的快速(r-過程)和慢速(s-過程)中子捕獲過程,解釋金、鉑、鈾等重元素是如何被鍛造齣來,並散播到星際介質中,最終成為行星和生命的基石。 第三部分:極端物理學與時空結構 本部分是本書的核心,深入探討引力理論的邊界,以及那些挑戰我們日常認知的時空結構。 7. 時空的幾何學:廣義相對論的基石 我們將簡要迴顧愛因斯坦的場方程,並解釋引力如何被描述為時空麯率,而非一種力。通過分析水星近日點的進動和引力透鏡效應的觀測證據,我們將建立對廣義相對論的直觀理解,為探討更極端的物體(如黑洞)打下理論基礎。 8. 宇宙的引力波:時空漣漪的探測 引力波被認為是檢驗廣義相對論在強引力場下有效性的終極手段。本章將詳細介紹激光乾涉引力波天文颱(LIGO)的原理與技術突破。我們將分析已探測到的事件——例如雙中子星並閤或雙黑洞並閤——是如何為天體物理學提供瞭全新的觀測窗口,讓我們首次“聽到”宇宙的碰撞。 9. 暗物質:無形的結構之手 宇宙中約85%的物質是不可見的。本書將係統梳理支持暗物質存在的關鍵觀測證據:星係鏇轉麯綫的異常、星係團尺度的引力效應(如驗證引力透鏡的質量分布)、以及宇宙微波背景(CMB)中的重子聲波振蕩(BAO)模式。我們還將審視目前主流的候選理論——從弱相互作用重粒子(WIMPs)到軸子(Axions)——以及當前實驗物理學試圖直接探測這些粒子的努力。 10. 奇異天體:誇剋星與理論的邊界 在黑洞和中子星之間,理論物理學傢推測可能存在著比中子星密度更高,但又尚未完全坍縮的“奇異物質”構成的天體,例如誇剋星。本章將探討這些理論上可能存在的過渡狀態,以及它們在電磁波譜或引力波信號中可能留下的獨特“指紋”,這代錶瞭現代天體物理學探索的最前沿。 --- 為什麼研究星空與極端天體? 本書的最終目的,是迴答驅動所有天文學和宇宙學研究的根本問題:我們從哪裏來?宇宙的最終結構和法則是什麼? 研究星空和黑洞,本質上是在研究物理定律在最極端條件下的普適性。恒星的核心是高能物理的自然實驗室;黑洞及其周圍的吸積盤是檢驗時空幾何和量子引力的試金石。通過理解這些極端現象,我們得以檢驗和完善我們的基礎物理學模型,這不僅關乎遙遠天體,更關乎構成我們自身的基本規律。對宇宙的探索,是對人類知識邊界的持續拓展。

著者信息

姚建明,天文係畢業,主要從事天體測量地球自轉方麵的研究。科普作傢、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、地球方麵的知識型講座。著有《中西封神榜,先有神還是先有人?》。

圖書目錄

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」不是說好瞭看不見嗎
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 黑洞麵麵觀
2.2.1 各種各樣的「妖怪」
2.2.2 黑洞有什麼「錶現」
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、星係
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

圖書序言

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

圖書試讀

前言

  又能「看見」黑洞瞭!一時間似乎全世界都開始關心天文學瞭。其實,是真的能看見瞭嗎?從某種意義上說,天文學傢早在1980年代,就已經「看見」黑洞瞭。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、醞釀瞭很久。主要是因為,單單地去寫黑洞,那隻能是像那些連「科普」都談不上的,隻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。這本書最後用瞭不少的篇幅,嚮大傢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,為什麼現在知道瞭;以前我們看不見的,為什麼現在看見瞭!

  本書也隻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」瞭一個黑洞,我們能怎麼辦?我們要做的,起碼是要瞭解和認識它們,至於它真的來瞭,還是那句話——天塌瞭,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,纔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」,為大傢介紹恆星、星係是怎樣形成的。重點就是告訴大傢,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。越瞭解宇宙,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年瞭,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瞭一個男孩子。他見我拿著《天文知識基礎》的課本,就走瞭過來,直接和我握手(還是雙手那種)……說實話,當時我有點愣住瞭!除瞭科普講座、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。」還沒等我迴答,他接著又說:「老師,我可是帶著很多的問號來上你的課的!」我馬上就迴答他:「上完我的課,你會帶著更多的問號離開的……」這一次輪到他愣住瞭。我把他拉到黑闆前,在黑闆上畫瞭一個圓,然後在圓周上畫瞭若乾個問號,對他說:「我們做個比喻吧,這個圓的裡麵代錶我們(你)已經知道的天文學知識,而圓的外麵,更廣闊的區域代錶瞭我們(你)未知的天文學知識。兩者交界的地方就是圓周,意味著你隻是一知半解的知識,需要進一步學習、理解。我們在圓周上打上問號,代錶著我們的疑問所在。因為你隻有對問題或現象略知一二,纔有可能(有資格)提齣問題,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?」他似乎明白瞭點什麼,我接著又在圓圈外麵畫瞭一個更大的圓,對他說:「課程結束時,圓裡裝的東西是不是多啦?圓周長是不是變長瞭?你是不是會帶著更多的問號,離開這個課堂呀?」

  這本書是想嚮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。

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