美國科學(xué)問答叢書 宇宙中的天體:1000個太空知識
定 價:39 元
叢書名:美國科學(xué)問答叢書
- 作者:[美] 查理斯·劉 著;宋濤 譯
- 出版時間:2016/1/1
- ISBN:9787543966444
- 出 版 社:上?茖W(xué)技術(shù)文獻出版社
- 中圖法分類:H31
- 頁碼:263
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
自1994年出版以來,本套圖書多次修訂重印,深受美國讀者喜愛,是美國家庭必備圖書。叢書的魅力來自于采用通俗易懂的問答形式,通過有趣的事實和精彩的花絮來解答人們感興趣的各種問題。
長久以來,人們一直對外層空間感到非常好奇,那里浩瀚的空間吸引著我們的注意力。同時,它也使我們發(fā)揮自己的想象力,提出了數(shù)不清的問題。在《美國科學(xué)問答叢書 宇宙中的天體:1000個太空知識》中,你可以找到若干個與天文學(xué)和太空有關(guān)問題的答案。
美國國家科學(xué)教師協(xié)會認為本書,“對教師和學(xué)生而言都是一本有價值的書籍,它既可以作為一本參考讀物,又可以作為一本供仔細研讀的科學(xué)讀物”。
自從人類進入文明社會以來,人們一直試圖了解宇宙中的各種天體。他們不僅想了解這些天體的構(gòu)成及運行方式,而且想了解這其中的科學(xué)道理。宇宙和其中的天體都是自然界的一部分;世界上的每個人都有機會了解它們。這就是天文學(xué)。讀者們是幸運的,《宇宙中的天體》這本書恰好為天文學(xué)常見問題提供了答案。
查理斯·劉是紐約市立大學(xué)史泰登島分校的天體物理學(xué)教授。他同時還在海登天文館和位于紐約的美國自然歷史博物館天體物理學(xué)部從事天文學(xué)研究。他的主要研究領(lǐng)域涉及星系的碰撞、類星體、恒星的爆發(fā)和恒星形成的歷史。他先后在哈佛大學(xué)和亞利桑那大學(xué)獲得了學(xué)位。他曾經(jīng)先后公開出版了多部學(xué)術(shù)專著。同時,他還為《自然歷史雜志》的一個天文學(xué)專欄撰寫文章,這個專欄被稱為“遙遠的地方”。他和尼爾·泰森、羅伯特·伊里恩共同完成了一本名為《一個世界:宇宙的家園》的著作,這本書在2001年獲得了美國物理科學(xué)寫作學(xué)會頒發(fā)的獎項。2005年,查理斯·劉還獲得了美國天文協(xié)會頒發(fā)的“太陽物理學(xué)科普作品獎”。查理斯·劉與妻子及子女們共同居住在新澤西州。
前言
一 天文學(xué)基礎(chǔ)知識
天文學(xué)領(lǐng)域的重要學(xué)科
天文學(xué)的歷史
中世紀和文藝復(fù)興時期天文學(xué)的發(fā)展
18世紀和19世紀的科學(xué)進步
物質(zhì)和能量
時間、波和微粒
量子動力學(xué)
二 宇宙
宇宙的特征
宇宙的起源
創(chuàng)世大爆炸理論的證據(jù)
宇宙的演變
黑洞
蟲洞和宇宙弦
暗物質(zhì)和暗能量
多維度理論
宇宙的結(jié)束之日
三 星系
基礎(chǔ)知識
銀河系
銀河系的鄰居
星系的運動
星系的年齡
星際塵埃和星云
星云、類星體和耀類星體
星系中的黑洞
活躍星系
更多的活躍星系和類星體
四 恒星
關(guān)于恒星的基礎(chǔ)知識
對恒星的測繪
對恒星的描繪和測算
恒星是如何運行的?
太陽黑子、耀斑和太陽風(fēng)
恒星的演變
太陽
矮星和巨星
中子星和脈沖星
能夠產(chǎn)生輻射的恒星
二元恒星系統(tǒng)
星團
目錄
五 太陽系
行星系統(tǒng)
關(guān)于行星的基礎(chǔ)知識
內(nèi)太陽系
氣體巨星
衛(wèi)星
柯伊伯帶及更遠的星際空間
小行星
彗星
六 地球和月球
地球
地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)
大氣層
地球磁場
范艾倫帶 微中子
宇宙射線
流星和流星體
月球
潮汐
時鐘和日歷
季節(jié)
日食和月食
《美國科學(xué)問答叢書 宇宙中的天體:1000個太空知識》:
扁平的宇宙——沒有純粹的曲率。這時,當我們提到二維空間時,大家可以想象一下立方體的表面。所有由于具有質(zhì)量的物體而產(chǎn)生的彎曲平均為零。長度、寬度和高度在宇宙中成直線延伸。隨著扁平的宇宙不斷地膨脹,具有一定體積的空間的邊緣會保持直線狀態(tài)。所以,宇宙的膨脹將會無限地繼續(xù)下去。
開放的宇宙——會向外彎曲,所以它的整個體積不可能是有限的。這里,我們同樣會提到二維空間。這一次,大家可以想象一下一位騎術(shù)家的馬鞍。整個彎曲形成于形狀的中心。如果平面向外延伸,彎曲就會毫無限度地繼續(xù)下去。隨著開放的宇宙不斷地膨脹,任何具有一定質(zhì)量的空間的邊緣會向外彎曲,所以整個膨脹的過程是不會停下來的。
宇宙的起源
宇宙是如何形成的?
描述宇宙起源的科學(xué)理論被稱為創(chuàng)世大爆炸理論。根據(jù)創(chuàng)世大爆炸理論,宇宙在開始形成的時候,是空間時間的一個點。從此以后,它開始不斷地膨脹。隨著膨脹的不斷發(fā)生,宇宙的狀況也在不斷地發(fā)生改變,它經(jīng)歷了從小到大、從熱到冷和從年輕到年老的演變過程,并形成了我們今天觀測到的宇宙。
哪些科學(xué)家們首先提出了創(chuàng)世大爆炸理論?
1917年,荷蘭天文學(xué)家威利姆·德·錫特(1872-1934)證明了如何利用阿爾伯特·愛因斯坦的普通相對論來描述不斷膨脹的宇宙。1922年,俄國數(shù)學(xué)家亞歷山大·弗里德曼(1888-1925)推導(dǎo)出用數(shù)學(xué)模式來描述不斷膨脹的宇宙的準確方法。20世紀20年代末,比利時天文學(xué)家喬治一亨利·勒梅特(1894-1966)獨立地再一次發(fā)現(xiàn)了弗里德曼提出的數(shù)學(xué)公式。勒梅特通過推論得出結(jié)論,如果宇宙自從存在以來一直在膨脹,那么在遙遠的過去的某一時刻,整個宇宙僅僅占據(jù)了一個點的空間,那一時刻和那個點就是宇宙的起源。勒梅特、錫特和弗里德曼的研究成果最終通過觀測得到了驗證。勒梅特不但是一位天文學(xué)家,而且還是一位耶穌會的牧師。所以,他有時也被稱為“創(chuàng)世大爆炸理論之父”。
誰提出了“炙熱的”創(chuàng)世大爆炸的觀點?
出生在俄國的美國科學(xué)家喬治·伽莫夫(1904-1968)進一步完善了創(chuàng)世大爆炸的宇宙模式,他的理論中包括宇宙中能量分配的內(nèi)容。他認為,如果創(chuàng)世大爆炸真的發(fā)生過,在大爆炸發(fā)生以后宇宙的溫度會高得令人難以置信。具體說來,可以達到若干兆度。隨著宇宙的膨脹,宇宙中的熱量會在更大的體積空間內(nèi)進行分配。在大爆炸發(fā)生1秒以后,宇宙的溫度就會下降。這時,宇宙的平均溫度會下降到10億度左右。在大爆炸發(fā)生50億年以后,宇宙的平均溫度會僅為幾千度,依此類推。不過,伽莫夫的理論表明,幾十億年過去以后,宇宙大爆炸時產(chǎn)生的熱量還存在。在大約150億年以后,這一熱量看上去就像背景輻射場,它的溫度只比絕對零度高幾度。伽莫夫預(yù)言:由于宇宙背景輻射包括微波輻射的形式,所以它能夠被人類察覺到。1967年,宇宙微波背景輻射真的被發(fā)現(xiàn)了。
創(chuàng)世大爆炸學(xué)說是一個理論還是一個事實?
它是一個理論。從科學(xué)的角度來看,它比某些科學(xué)事實更具有影響力?茖W(xué)事實是由若干單一信息構(gòu)成的,而科學(xué)理論會將許多科學(xué)事實綜合成一種理論模式,這一模式接下來經(jīng)過預(yù)測、觀測和實驗等一系列過程被加以證實。在科學(xué)領(lǐng)域,單獨的事實不僅是蒼白無力的,而且往往后來被證明是錯誤的,而理論往往由于經(jīng)過了證據(jù)的論證不容易被否定。
創(chuàng)世大爆炸理論擁有可靠的科學(xué)證據(jù),與之相關(guān)的基本原理已經(jīng)被科學(xué)實驗證明是正確的。然而,同科學(xué)領(lǐng)域中的其他重大理論一樣,這一理論也存在許多尚未證明的細節(jié)和尚未回答的問題。這些未知的領(lǐng)域繼續(xù)引領(lǐng)科學(xué)家在努力了解宇宙的同時為人類帶來新的發(fā)現(xiàn)。
……