宇宙:从地球到宇宙边缘的旅行

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[英] 尼古拉斯·奇塔姆(Nicolas Cheetham) 著,刘博洋 译
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出版社: 江西人民出版社
ISBN:9787210085423
版次:1
商品编码:11945317
包装:平装
开本:12开
出版时间:2016-08-01
用纸:铜版纸
页数:228
字数:263000

具体描述

产品特色

内容简介

  跟随本书的脚步,化身为一颗永不停歇的光子,向茫茫的宇宙深处飞去。在几分钟内遍历太阳系中的各位友邻,经过银河系的核心地带,转而拜访我们星系的邻居大、小麦哲伦云,

  历览星系们的演化、相互作用乃至并和,聆听回荡在宇宙深处的撞击回响。继续推进,我们将进入一个更为陌生而广袤的王国,在大尺度的宇宙结构上观看仿若微尘的星系团们。最终,我们与光一起走向无尽的黑暗,触摸可见宇宙的边界。

  本书由近200张精美绝伦的图像构成,其中的近地空间图像由众多人造卫星和行星际探测器组成的庞大舰队拍摄,更有哈勃空间望远镜、钱德拉X射线天文台和斯必泽空间望远镜为我们带来宇宙深处的瑰丽景象。这些图像不仅仅是苍穹的掠影,每一幅都在加深我们对宇宙的认识。《宇宙》一书通过生动、专业、简明的语言解读了图像中蕴含的丰富信息,带领读者认识行星、恒星、星云、白矮星、超新星、黑洞等众多宇宙居民。在太空探索持续热门的今天,本书是帮助你了解天文学与航天发展的入门导览。

作者简介

  尼古拉斯·奇塔姆(Nicolas·Cheetham),英国科普图书编辑,自由科普作家。毕业于爱丁堡大学。著有多本广受欢迎的科普书,其中包括《旅行者号》《地球》等。


  刘博洋,北京大学天体物理学学士,中国科学院国家天文台、西澳大学国际射电天文研究中心在读博士,NGO青年天文教师连线创始人,“天文八卦学”专栏作者,中国科普作家协会会员。

内页插图

精彩书摘

  很久以前有一颗超新星爆发了,它发出的光终于将在今晚抵达地球。

  很久很久以前,在一个遥远星系的边缘,一颗巨星度过了它生命的最后一周——它已经如此衰老,以至于中心都蜕变为'核。在1100万年的“炼金”之后,这颗恒星再也无力抵抗重力的挑战:它内部的热核反应首先将氢转化为氦,然后将氦转化为碳,之后再从碳到氧、从氧到硅,直到最终从硅到铁。但对一颗恒星来说,拥有一个铁核无异于被判处了死刑——任何一个恒星炼金师都无法让铁核继续聚变。一旦拥有了金属内核,恒星就再也没有可以燃烧的东西了。聚变会停止,这颗超巨星只能任由重力摆布。

  而取得支配地位的重力能够做到恒星无力去完成的事:将铁聚合。十分之一秒之内,这颗恒星的那个约莫太阳大小的内核将坍缩成奇异的中子星物质——直径只有几十千米的一团中子。这一剧变会释放以每小时2.1×1010m的高速爆发的激波,

  以及高达数十亿摄氏度的辐射烈焰。恒星的残存部分会被撕扯粉碎,亮度相当于100亿颗太阳的光芒将充斥天空。

  数百万年来,来自这团明亮光芒的光子以每秒3×108m的速度向着宇宙深处奔腾而去。年复一年,日复一日,它就这样不知疲倦地向我们奔来。12个月前,它抵达了奥尔特云——太阳系边缘那布满冰冷天体的死寂之地。几个小时后,它将扫过旅行者一号——这位人类最遥远的哨卫。明天凌晨,它将最终照进地球的夜空。

  然而遥远的距离让这明亮的光芒衰弱了很多。这颗超新星的光芒,并不足以帮我们看清书本(如中国天文学家在1054年超新星爆发时记录的那样),而只是裸眼不可见的暗弱微光。

  当然,这一次恒星灭亡的灾难只是假想。但我们绝对能确定,一颗遥远的超新星发出的光子此时此刻就正在照耀着我们。而另一些将于今晚抵达地球——因为在可观测的宇宙内,每隔几秒就会有一颗大质量的恒星爆发。

  当然,并不是所有抵达地球的光子都具有这样非凡的起源,也不是所有光子都能穿越数百万光年进入我们眼中。但所有的光子都扮演着信使的角色,因为它们携带着宇宙成分及其能级的信息——我们沐浴其中的光流既蕴藏着我们邻近空间的信息,也携带着来自遥远宇宙的微弱报告。光是我们感受宇宙的媒介,没有光的宇宙将是黑暗且不可理解的。只有我们看到了什么东西,我们才有可能试着去理解它:我们刚才对那颗假想恒星的毁灭过程的描述,正是根据对数百颗超新星的观测研究才拼凑出的图景。

  光一年可以走大约 9.5×1012km,没什么比光走得更快的信使了。但光速与宇宙的浩瀚相比也算是小巫见大巫了,这使得宇宙中所有的事件跟我们之间都会有通信延迟。当一个河外超新星的光进入我们的视觉范围时,那个星系中整一代的恒星都已经消亡了,它们遗留的尘埃也已经被整合到了一颗新的恒星中——最初的那次超新星爆发根本不会留下什么纪念。光的有限速度意味着,所有通往空间的路也同时通往过去。以永远无法获知整个宇宙现在的模样为代价,我们得以直接地探索宇宙深邃的过去。只需向宇宙深处看去,我们就能亲眼目击它的进化并重建它的历史。最终,对我们理解宇宙而言,这样一种超越时间的观察比能够完整地看到宇宙现在的样子更宝贵。

  虽然充满着光子,但让人惊讶的是,宇宙只有很小的一部分是肉眼可见的。在没有器材辅助的情况下,我们在地球上只能看到宇宙中大约7×1022颗恒星中的6000颗左右——即使在其他地方看也差不多。宇宙中的尘埃、遥远的距离、城市的光污染和厚重的大气层都在阻止我们看到更多的恒星,但其实更本质的原因是,大多数其他波长的光对我们来说都是不可见的,因而我们无法看到天球上的大部分居民。

  我们很熟悉可见光中的赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫,除此以外,其实还有一个更加丰富多彩的世界——因为宇宙以一个广阔的能量谱而闪耀着,它远远大于人类的能见范围 : 黑洞被明亮的X射线围绕,那是物质旋转着掉进去时所发出来的;恒星“胚胎”像藏宝箱一样在红外波段中熠熠生辉,那是被周围云团严实包裹的结果;星云沐浴在超巨星的紫外光中;大爆炸的尾声以微波波段回响着。

  直到20世纪,我们才意识到光的多面性,从而才得以走进这个不可见的王国——并不意外,我们对宇宙的探索和我们对电磁波段的探索携手前行。没有现代技术提供捕捉这些不可见波段的“超感”能力——以及加强我们对可见光的感知——我们对宇宙的认识将会非常贫瘠和局限。

  我们对宇宙的想象总是被观测的限制所制约:在我们从太阳系望向银河系、从银河系望向星系际空间的过程中,我们实际上也逐个看过了历史上的一系列“宇宙”。对古代天文学家来说,太阳系就是整个宇宙。他们的宇宙以地球为中心,周围围绕着的是镶嵌着固定恒星的水晶天球。1543年,尼古拉斯·哥白尼重新整理并扩大了这幅微缩的宇宙图景,但他没能抛弃宇宙的“水晶穹壁”。1672年,乔瓦尼·多梅尼科·卡西尼测量了地球和太阳之间的距离,由此,太阳系的真实图景开始形成。那时的天文学家们开始猜想,宇宙的大小远在太阳系的边界之外。但他们需要证明这个猜想。1761年和1769年的两次金星凌日让地球轨道得以被精确测定,这给我们进一步测量其他恒星距离提供了所需的地球公转基线长度。最早测出的恒星视差(10光年外的天鹅座61)是在1838年测定的,这让我们对宇宙的认识走向了星系尺度。

  到 1920 年,实际观测已经将我们的宇宙边界推向了30万光年之远,这包括了银河系和麦哲伦云星系,但并不包括其他星系。星系际尺度的突破发生于1924年,哈勃用当时最先进的威尔逊山天文台口径为2.5m的胡克望远镜成功分辨出了“仙女座大星云”M31 中的单个恒星。根据他的观测,这些恒星所处的位置远在银河系的边界之外。因此很明显,“仙女座大星云”自己就是一个星系,继而我们也有理由认为,其他的“旋涡星云”也是自成一体的旋涡星系。

  将这些“星云”逐出银河系之后,哈勃揭秘了一个横跨数十亿光年的夜空,但他最重要的发现尚未到来。1929年,通过对这些“新”星系的分析发现,几乎所有的星系都在远去,而且速度和距离刚好成正比。这个关系说明宇宙在膨胀:在过去的某个时刻,宇宙起源于一个具有有限体积的一点——这一观测符合爱因斯坦广义相对论的预言。正是在这一基石上,后人提出了现今公认的宇宙大爆炸模型。

  ……

前言/序言


《苍穹下的回响:星辰的低语与文明的序章》 在这个浩瀚无垠的宇宙舞台上,生命如同一颗颗渺小而坚韧的火种,在无尽的黑暗中独自燃烧,却又渴望着与远方的光芒产生共鸣。我们仰望星空,不仅仅是在追寻那遥不可及的星辰,更是在聆听来自宇宙深处的低语,那是关于起源、关于存在、关于未来的无数可能。 本书《苍穹下的回响》并非一本讲述宏大宇宙地理或物理法则的科普读物,它更像是一曲用文字谱写的关于生命在宇宙尺度下的探索与思考的交响乐。我们不在这里追溯宇宙大爆炸的精确时间线,也不在这里详细解析黑洞的奇特引力。相反,我们将目光聚焦于那些在我们理解宇宙的过程中,那些被星辰的光辉所点亮,又被人类的好奇心所驱动的,更为内敛而深刻的叙事。 想象一下,在地球这颗蔚蓝星球上,当第一批原始生命挣扎着爬出冰冷的海水,沐浴在炙热的阳光下,那时的它们,是否就已经在用一种我们无法理解的方式,感知着头顶上那个深邃而神秘的苍穹?星辰的光芒,跨越了难以想象的距离,抵达这颗星球,它们是否也承载着某种信息,某种关于宇宙其他角落的远古记忆? 我们的旅程,并非从某一个科学家的实验室开始,而是从人类最原始的对星空的敬畏与好奇出发。从那些刻画在古老岩石上的星图,到那些代代相传的神话传说,我们看到,古人在仰望星辰时,就已经在试图构建自己与宇宙的联系。他们用肉眼捕捉到的闪烁光点,赋予了它们神祇的名字,编织了英雄的史诗,将宇宙的宏伟纳入了人类文明的想象之中。这些早期对宇宙的“理解”,虽然粗糙,却蕴含着人类探索未知的本能,是文明基因中不可磨灭的一部分。 随着人类文明的进步,我们不再满足于仅仅通过神话和传说来解读星空。望远镜的出现,如同一双能穿透时空的眼睛,为我们揭开了宇宙更深层次的面纱。我们开始看到星云的壮丽,行星的轨道,甚至远远超越太阳系的星系。然而,每一次科学的发现,往往伴随着更深层的问题。我们找到了行星,但它们是否孕育着生命?我们发现了遥远的星系,但它们又是如何形成的?宇宙的边缘究竟在哪里?这些问题,如同不断涌现的星辰,点燃了我们更炽热的求知欲。 本书将带领读者,以一种更加人文的视角,去审视人类在探索宇宙过程中所付出的努力,以及这些努力如何反过来塑造了我们的文明。我们将探讨,为什么人类对“地外生命”的追寻,不仅仅是对科学边界的拓展,更是对自身存在意义的追问。当我们在遥远的行星上探测到生命的痕迹,那将是对我们“独特性”的一次颠覆,也会是对宇宙生命多样性的深刻认知。这种认知,将如何改变我们看待生命、看待人类、看待我们所处的宇宙的视角? 我们还将深入探讨,当我们将目光投向宇宙深处时,那些关于“宇宙之外”的猜想,是如何激发我们的想象力,又是如何影响我们对现实世界的理解。科幻作品中的星际旅行、外星文明,并非空中楼阁,它们往往建立在对现有科学理论的推演之上,是人类对未来可能性的浪漫描绘。这些想象,在一定程度上,也成为了推动科学研究的动力,指引着科学家们探索那些看似遥不可及的领域。 《苍穹下的回响》还将关注,在人类文明的长河中,不同文化、不同时代的人们,是如何通过对宇宙的理解,来构建他们的世界观、价值观和哲学思考。东方哲学中“天人合一”的思想,是否与现代天文学对宇宙规律的认知存在某种奇妙的契合?西方哲学中对“无限”的探索,是否也呼应着宇宙的无垠?当我们面对宇宙的宏大与自身的渺小,我们会产生怎样的生存焦虑,又会从中汲取怎样的力量? 本书将不会回避人类在探索宇宙过程中的困惑与挑战。我们如何理解那些超越人类感官极限的现象?我们如何面对那些可能存在的、与我们截然不同的生命形式?我们如何处理那些关于宇宙起源和终结的未解之谜?这些问题,构成了人类探索宇宙的必经之路,也是我们认识自身、认识宇宙的深刻途径。 我们还将探讨,随着科技的飞速发展,人类正以前所未有的速度向宇宙深处迈进。我们发射探测器,试图登陆其他星球,我们建造强大的射电望远镜,试图捕捉来自遥远文明的信号。这些努力,不仅仅是为了满足科学的好奇心,更是为了寻找人类在宇宙中的位置,寻找潜在的资源,甚至是为了我们文明的延续。但同时,我们也必须审视,我们在探索宇宙的同时,是否也对我们赖以生存的地球造成了影响?我们是否应该在迈向星辰大海的同时,更加珍视我们脚下的这片土地? 《苍穹下的回响》是一次关于人类与宇宙之间关系的深度对话。它不是冰冷的数据和定理的堆砌,而是充满了人文的温度和哲学的光辉。我们相信,每一次对星空的凝望,都是一次对自我的审视;每一次对宇宙的探索,都是一次对人类文明意义的追寻。 这本书将带你走进的,不是冰冷的星图,而是那些被星辰点亮的心灵;不是抽象的物理公式,而是那些关于生命、关于存在、关于未来的,深刻的思考。它是一曲献给所有仰望星空的人们的歌,一首关于宇宙的回响,一曲文明的序章。让我们一同倾听,那来自苍穹深处的低语,感受那份穿越时空的震撼,开启一场属于我们自己的、关于宇宙与生命的非凡旅程。

用户评价

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我必须承认,我是一个对天文学抱有浓厚兴趣,但缺乏系统性知识的爱好者。这本书的出现,对我来说简直是“雪中送炭”。它最成功的一点在于,它为复杂的物理现象构建了一个极具亲和力的“入口”。比如,对于“引力”的解释,它没有止步于牛顿的万有引力定律,而是带着读者深入到爱因斯坦的广义相对论框架下,用“时空弯曲”这个概念来阐释。作者没有直接给出公式,而是用一个关于保龄球放在蹦床上滚动的生动比喻,瞬间打通了我的理解壁垒。这本书就像一个全能的知识向导,它不仅带你看风景(那些壮丽的星云和星系),还耐心地教你认识导航工具(基本的天文概念和物理定律)。更重要的是,它激发了我进一步学习的热情,读完后我立刻去查阅了更多关于中子星和脉冲星的资料。这才是真正优秀的科普作品的价值所在——它点燃了求知的火焰,而非仅仅提供一顿丰盛的知识大餐。

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坦白说,我原本以为这又是一本堆砌事实的科普读物,但这本书的叙事节奏和结构安排简直是教科书级别的精彩。它不是线性的时间轴推进,而是更像一次精心策划的主题漫游。某一章可能专注于暗物质的谜团,用极其生动的比喻解释了什么是引力透镜效应,让你在理解复杂概念的同时,还能感受到解谜的乐趣;紧接着下一章,笔锋一转,又沉浸于对地外生命的哲学探讨,探讨了费米悖论的种种可能性,让理性思维和感性想象达到了完美的平衡。最让我印象深刻的是作者对“尺度”的处理——他总能找到一个最贴切的参照物,比如用地球上最长的山脉来类比某个系外行星的大气层厚度,这种对比的艺术,极大地增强了读者的空间感知能力。阅读此书,就像是参与了一场跨越维度的对话,它不只是在告诉你宇宙的“是什么”,更是在探索宇宙的“为什么”以及“如果……会怎样”。那种知识的密度和流畅的阅读体验,实属难得,绝对值得收藏。

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这本《宇宙:从地球到宇宙边缘的旅行》的封面设计就足够引人注目,那种深邃的靛蓝和点缀其间的星云色块,仿佛在邀请你进行一场未经许可的星际航行。我特别喜欢它内页的排版,那些精美的星系图和行星剖面图,即便是对天文知识一知半解的人,也能感受到扑面而来的震撼力。作者在叙事上采取了一种非常平易近人的口吻,没有过多拗口的物理公式或晦涩的专业术语,而是像一位经验丰富的导游,带着我们穿越光年。阅读的过程中,我仿佛能听到恒星诞生的轰鸣,感受到黑洞引力的无声拉扯。它巧妙地将人类探索的历程穿插其中,从伽利略的早期观测到现代詹姆斯·韦伯望远镜捕捉到的第一束曙光,这种历史的纵深感,让冰冷的科学数据立刻变得有血有肉,充满了人文关怀。尤其是对那些遥远星系尺度的描述,初看时大脑需要一个缓冲期来处理那种宏大,但一旦适应,那种“我们是多么渺小,宇宙又是多么浩瀚”的敬畏感,便会久久萦绕心头,让人忍不住放下书本,抬头望向夜空,试图在那片黑暗中捕捉到一丝自己刚刚读到的奥秘。

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这本书的艺术表现力,远超出了普通科普读物的范畴。如果说文字是骨架,那么配图和版面设计就是血肉。我几乎可以肯定,出版方在图像授权和制作上投入了巨大的心力。那些超高清的哈勃图像被精心地嵌入到文本的逻辑流中,它们不是简单的插图,而是阅读体验的组成部分。举个例子,在描述超新星爆发的章节,配图的色彩饱和度和细节解析度,那种瞬间的绚烂与毁灭感,文字描绘再多也无法企及。而且,作者在引用科学家的观点时,常常附带一些学者的私人轶事或研究背后的心路历程,这使得整个宇宙探索史不再是冰冷严肃的官方记录,而是一群充满好奇心和执着的人类共同谱写的史诗。读完这一部分,我甚至感觉自己对那些已故的伟大学者产生了某种“共情”,理解了他们面对未知时那种既兴奋又孤独的心情。这种将科学、历史和人性巧妙融合的笔法,是这本书最大的亮点。

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这本书给我带来的冲击,更多是认知上的重塑。在阅读之前,我对宇宙的理解可能还停留在太阳系内的九大行星(抱歉,现在是八个了)和一些模糊的银河概念上。然而,这本书的深度,直接将我的视野拉伸到了可观测宇宙的边缘。它系统地梳理了现代宇宙学的几大支柱理论,从暴胀模型到暗能量的主导地位,讲解得层层递进,逻辑严密到让人无法辩驳。它没有回避那些尚无定论的争议性话题,而是客观地呈现了科学界目前仍在争论的前沿问题,这让读者感受到科学的活力——它不是一成不变的教条,而是一个不断自我修正和完善的伟大过程。我尤其欣赏作者对“时间”这个维度的处理,当我们谈论几十亿光年之外的星系时,我们实际上是在回顾过去,这种“时间旅行”的错觉,通过文字被表现得淋漓尽致。读完后,我对于自身的存在感产生了一种奇妙的拉扯:既觉得自己微不足道,又因能理解这一切而感到无比自豪。

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挺好的,优惠力度大,送的也快

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小朋友喜欢,我也喜欢。会经常性翻看。

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宝贝很棒,服务态度好,物流超快。

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不错,孩子特别喜欢

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讲解清晰正版内容丰富印刷精美介绍很详细

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书很好,有图有介绍,易解

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从地球到宇宙边缘的旅行,纸质好,好重一本,见此图为好评:

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图片精美值得拥有,有人说网上这些图片都有干嘛花这钱,这就是读书和上网的区别吧

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多很多很多很多的话

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