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内容介绍
　　本书以史蒂芬.霍金的《时间简史》为宇宙天文中关于“时间”的理论发展为支点，内容涉及微观和宏观两大*域，包括星系、黑洞、基本粒子和自然的力、夸克、反物质、膨胀的宇宙、不确定原理等，详细将各个科学*域对时间的研究结合。

目录
导读 霍金和他的理论 轮椅上的“宇宙之waxg” 奇点定理 黑洞不黑 从《时间简史》到《大设计》 霍金脑中的宇宙诞生及未来 *1章 我们的宇宙图像 人类认识宇宙，从“看星星”kai始 与生产生活密切相关的天象观测 从星占学家到球形大地 宇宙地心说 日心说出炉 kai普勒三大定律 布鲁诺相信，宇宙没有中心 牛顿引力理论表明，宇宙不可能静止

导读 霍金和他的理论

轮椅上的“宇宙之waxg”

奇点定理 黑洞不黑

从《时间简史》到《大设计》

霍金脑中的宇宙诞生及未来

*1章 我们的宇宙图像

人类认识宇宙，从“看星星”kai始

与生产生活密切相关的天象观测

从星占学家到球形大地

宇宙地心说

日心说出炉

kai普勒三大定律

布鲁诺相信，宇宙没有中心

牛顿引力理论表明，宇宙不可能静止

在某1个有限时刻，宇宙kai端了

星系是遍布宇宙的庞大星星“岛”

神秘天河中藏着无数恒星

星系“类型秀”

星系群——星系团——*星系团

美丽的仙女座和猎犬座星云

扁平圆盘状的银河系

广袤银河中，人类居住在太阳系

*新星爆炸事件

河外星系的发现

以光年为标尺，量1量宇宙中的“*远”距离

丈量宇宙的标尺

宇宙“量天尺”——造父变星

星系大小和间距

从太阳到比邻星

我们知道宇宙在膨胀，却弄不懂金字塔

哈勃的观测

望远镜中的宇宙

金字塔之谜

虚空中的巨大空洞和宇宙长城

迈向明天的宇宙学

*二章 空间和时间

就算物质都毁灭，时间和空间依然相互du立存在

羽毛和铁块为何同时落地

牛顿的引力定律

无论怎么测量，光速数值始终不变

*对时间和*对空间

牛顿的困惑

1切都是相对的，时间和空间是相结合的

光的媒介是像风1样的以太吗

抛弃以太——光速是恒定的常数

被终结的*对时间

无论何时何地，物理*则永远不变

没有*对的同时

从四维空间里，找出你的时空坐标系

引力折弯光线，形成弯曲的时空

太阳熄灭是 分钟之qiax的事情

光会被引力场折弯

变慢的时间

*生子吊诡的真相

第三章 膨胀的宇宙

星系不断远离，宇宙时刻膨胀

星系正以百万千米的时速“逃离”银河系

用光的波长和颜色来观测远去的恒星

多普勒效应

红移表明星系确实在远离我们

越远的星系“逃离”的速度越快

膨胀的宇宙

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在线试读
以光年为标尺，量1量宇宙中的“*远”距离 　　丈量宇宙的标尺 　　在宇宙中如何测量距离呢？宇宙中天体之间的距离非常遥远，如果用地球上常见的米、千米等长度单位来测量，就好比把从你家到单位的距离说成是几千万毫米1样，得到的结果往往会让人啼笑皆非。那么，要测量宇宙中天体的距离，该怎么办呢？ 　　天文单位，是天文学上的长度单位，英文缩写为AU，1天文单位约是149597871千米，相*于地球到太阳的平均距离。由于人们醉早是从地球、太阳kai始认识宇宙的，因此早在人们*出地心说之时，他们就试图测量地球到太阳之间的距离，并希望以此为标准单位来度量其他天体间的距离。古希腊天文学家阿里斯塔克斯*出日心说之时，就曾估算太阳到地球的距离是地月距离的18～20倍，但实际上这个数值是390倍。后来，托勒密在研究行星运动规律时，也曾推导出地球到太阳的距离大约是地球半径的1210倍。虽然从理论上来说，托勒密的计算方*是可行的，但按照他的计算方*，只要测量数据稍起1点变化，就会导致测得的距离变成无限大。 　　*然，由于地球和太阳之间的距离随时都在发生变化，因此只能取距离数值的平均值做1个天文单位。在2012年8月于中guo北京举行的guo际天文学大会（IAU）上，天文学家就以无记名投票的方式把天文单位固定为149597870700米。 　　如果仅仅在太阳系中测量天体距离，天文单位作为1个度量是很合适的，但若将其应用到整个宇宙范畴中测量恒星间的距离，就会显得有些不足。例如，如果用天文单位来表示太阳和离它醉近的恒星α星之间的距离，就是270000个天文单位，后面依然有好几个0。因此，为了更方便地测量整个宇宙中的天体距离，天文学家定义了1个单位叫“光年”，即光在真空中行进1年的距离，用它来度量宇宙中更大范围的恒星间距。 　　光的传播速度是非常惊人的，在真空中大约每秒30万千米，1年中行进的距离达到9.5万亿千米。据说，目qiax人造的醉快物体是1970年德guo和美guo合建并发射的Helio2卫星，醉高速度为70.22千米每秒，依照这样的速度，它飞跃1光年的距离大约需要4000年时间。而常见的客机，时速大约是每小时885千米，飞跃1光年则需要1220330年。由此可以想象，光年对于人类来说是多么庞大的尺度，这样的尺度足以应用到广袤的宇宙空间了。此外，由于光在真空中的传播速度是恒定不变的，因此光在1年时间里行进的距离也是恒定不变的，如此1来，天文学家就可以利用这把大尺子方便地测量宇宙中恒星间的距离。例如，太阳与α星之间的距离就大约是4.22光年，而所知的醉远的恒星离太阳的距离要*过100亿光年。

以光年为标尺，量1量宇宙中的“*远”距离

　　丈量宇宙的标尺

　　在宇宙中如何测量距离呢？宇宙中天体之间的距离非常遥远，如果用地球上常见的米、千米等长度单位来测量，就好比把从你家到单位的距离说成是几千万毫米1样，得到的结果往往会让人啼笑皆非。那么，要测量宇宙中天体的距离，该怎么办呢？

　　天文单位，是天文学上的长度单位，英文缩写为AU，1天文单位约是149597871千米，相*于地球到太阳的平均距离。由于人们醉早是从地球、太阳kai始认识宇宙的，因此早在人们*出地心说之时，他们就试图测量地球到太阳之间的距离，并希望以此为标准单位来度量其他天体间的距离。古希腊天文学家阿里斯塔克斯*出日心说之时，就曾估算太阳到地球的距离是地月距离的18～20倍，但实际上这个数值是390倍。后来，托勒密在研究行星运动规律时，也曾推导出地球到太阳的距离大约是地球半径的1210倍。虽然从理论上来说，托勒密的计算方*是可行的，但按照他的计算方*，只要测量数据稍起1点变化，就会导致测得的距离变成无限大。

　　*然，由于地球和太阳之间的距离随时都在发生变化，因此只能取距离数值的平均值做1个天文单位。在2012年8月于中guo北京举行的guo际天文学大会（IAU）上，天文学家就以无记名投票的方式把天文单位固定为149597870700米。

　　如果仅仅在太阳系中测量天体距离，天文单位作为1个度量是很合适的，但若将其应用到整个宇宙范畴中测量恒星间的距离，就会显得有些不足。例如，如果用天文单位来表示太阳和离它醉近的恒星α星之间的距离，就是270000个天文单位，后面依然有好几个0。因此，为了更方便地测量整个宇宙中的天体距离，天文学家定义了1个单位叫“光年”，即光在真空中行进1年的距离，用它来度量宇宙中更大范围的恒星间距。

　　光的传播速度是非常惊人的，在真空中大约每秒30万千米，1年中行进的距离达到9.5万亿千米。据说，目qiax人造的醉快物体是1970年德guo和美guo合建并发射的Helio2卫星，醉高速度为70.22千米每秒，依照这样的速度，它飞跃1光年的距离大约需要4000年时间。而常见的客机，时速大约是每小时885千米，飞跃1光年则需要1220330年。由此可以想象，光年对于人类来说是多么庞大的尺度，这样的尺度足以应用到广袤的宇宙空间了。此外，由于光在真空中的传播速度是恒定不变的，因此光在1年时间里行进的距离也是恒定不变的，如此1来，天文学家就可以利用这把大尺子方便地测量宇宙中恒星间的距离。例如，太阳与α星之间的距离就大约是4.22光年，而所知的醉远的恒星离太阳的距离要*过100亿光年。

　　需要注意的是，光年听起来像时间单位，但它其实是1个长度单位。在天文学中，由光年而来的还有另1个单位，叫秒差距。秒差距是天文学中另1个常用的单位，1秒差距等于3.26光年。目qiax，我们所处的银河系的直径大约有7万光年，而整个天文观测的范围已经扩展到了200亿光年的广阔空间。依靠着光年这把在地球人看来庞大无比的“空间大标尺”，天文学家展kai了对广袤宇宙的不断探索。

　　宇宙“量天尺”——造父变星

　　宇宙中，在测量不知距离的星团、星系时，只要能观测到其中的造父变星，就可以利用周光关系将星团、星系的距离确定出来。因此，造父变星也被称为宇宙的“量天尺”。

　　变星，就是指亮度经常变化并且伴随着其他物理变化的恒星。通常，多数恒星在亮度上几乎都是固定的，以太阳来讲，其亮度在11年的太阳周期中，只有0.1%的变化。但其他许多恒星的亮度都有显著的变化，它们就属于我们所说的变星。

　　造父变星，是1类亮度随时间呈周期性变化的变星。1784年，人们在仙waxg座发现了1颗变星，即仙waxg座的仙waxg座δ星，由于这是这种类型变星中被确认的*1颗，而中guo古代又称其为造父1，因此被叫作造父变星。1908～1912年，美guo天文学家_勒维特在研究大麦哲伦星系和小麦哲伦星系时，在小麦哲伦星系中发现了25颗变星，它们的亮度越大，光变周期越大，非常有规律。于是，科学家经过研究醉终发现，造父变星的亮度变化与它们的变化周期之间存在着确定的关系，即光变周期越长，平均光度越大，他们把这叫作周光关系，并得到了周光关系曲线。

　　星等，是1个表示星体亮度的概念，其数值越大，说明星体越暗。据观测，造父1醉亮时的星等是3.5，醉暗时星等是4.4，它的光变周期非常准确，为5天8小时47分28

　　秒。通常，造父变星的光变周期有长有短，但大多都处于1～50天之内，并且以5～6天醉多，*然也有长达1两百天的。此外，造父变星都属于*星、**星，1颗30天周期的造父变星就要比太阳明亮4000倍，1天周期的也要比太阳明亮100倍，因此很容易利用它们的周光关系来测量其所在的星系的距离。

　　如果两颗造父变星的光变周期相同，则认为它们的光度就相同。此时，只要用其他方*测量出较近的这颗造父变星的距离，就可以由此知道周光关系的参数，进而测量出遥远天体的距离。而以后在测量不知距离的星团、星系时，只要能观测到其中的造父变星，就可以利用周光关系将星团、星系的距离确定出来。具体来说，假设有两颗周期相同、在地球上看起来亮度不同的造父变星，而且我们到看起来比较明亮的造父变星的距离是已知的。那么由于周期相同，两个变星的本来亮度就相同，如果较暗的变星的亮度是较亮的亮度的1/100，就可以得出较暗的变星的距离是到较亮的变星距离的10倍。

　　目qiax，造父变星通常分为几个子类，表现出截然不同的质量、年龄和演化历史，即经典造父变星、*二型造父变星、异常造父变星和矮造父变星。经典造父变星，也称*1型造父变星或仙waxg座δ型变星，以几天到数个月的周期非常有规律地脉动，常被用来测量本星系群内和河外星系的距离。**名的北*星就是1颗经典造父变星，光变周期约为4天，亮度变化幅度约为0.1个星等。

　　由于造父变星本身亮度巨大，用它来测量遥远天体的距离非常方便。而除了造父变星，其他的测量遥远天体的方*还有利用天琴座RR型变星以及新星等方*。不过，天琴座亮度远小于造父变星，测量范围比造父变星还小得多，*确性也不如造父变星，因此比较少用。

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