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內容介紹
　　本書以史蒂芬.霍金的《時間簡史》為宇宙天文中關於“時間”的理論發展為支點，內容涉及微觀和宏觀兩大*域，包括星係、黑洞、基本粒子和自然的力、誇剋、反物質、膨脹的宇宙、不確定原理等，詳細將各個科學*域對時間的研究結閤。

目錄
導讀 霍金和他的理論 輪椅上的“宇宙之waxg” 奇點定理 黑洞不黑 從《時間簡史》到《大設計》 霍金腦中的宇宙誕生及未來 *1章 我們的宇宙圖像 人類認識宇宙，從“看星星”kai始 與生産生活密切相關的天象觀測 從星占學傢到球形大地 宇宙地心說 日心說齣爐 kai普勒三大定律 布魯諾相信，宇宙沒有中心 牛頓引力理論錶明，宇宙不可能靜止

導讀 霍金和他的理論

輪椅上的“宇宙之waxg”

奇點定理 黑洞不黑

從《時間簡史》到《大設計》

霍金腦中的宇宙誕生及未來

*1章 我們的宇宙圖像

人類認識宇宙，從“看星星”kai始

與生産生活密切相關的天象觀測

從星占學傢到球形大地

宇宙地心說

日心說齣爐

kai普勒三大定律

布魯諾相信，宇宙沒有中心

牛頓引力理論錶明，宇宙不可能靜止

在某1個有限時刻，宇宙kai端瞭

星係是遍布宇宙的龐大星星“島”

神秘天河中藏著無數恒星

星係“類型秀”

星係群——星係團——*星係團

美麗的仙女座和獵犬座星雲

扁平圓盤狀的銀河係

廣袤銀河中，人類居住在太陽係

*新星爆炸事件

河外星係的發現

以光年為標尺，量1量宇宙中的“*遠”距離

丈量宇宙的標尺

宇宙“量天尺”——造父變星

星係大小和間距

從太陽到比鄰星

我們知道宇宙在膨脹，卻弄不懂金字塔

哈勃的觀測

望遠鏡中的宇宙

金字塔之謎

虛空中的巨大空洞和宇宙長城

邁嚮明天的宇宙學

*二章 空間和時間

就算物質都毀滅，時間和空間依然相互du立存在

羽毛和鐵塊為何同時落地

牛頓的引力定律

無論怎麼測量，光速數值始終不變

*對時間和*對空間

牛頓的睏惑

1切都是相對的，時間和空間是相結閤的

光的媒介是像風1樣的以太嗎

拋棄以太——光速是恒定的常數

被終結的*對時間

無論何時何地，物理*則永遠不變

沒有*對的同時

從四維空間裏，找齣你的時空坐標係

引力摺彎光綫，形成彎麯的時空

太陽熄滅是 分鍾之qiax的事情

光會被引力場摺彎

變慢的時間

*生子吊詭的真相

第三章 膨脹的宇宙

星係不斷遠離，宇宙時刻膨脹

星係正以百萬韆米的時速“逃離”銀河係

用光的波長和顔色來觀測遠去的恒星

多普勒效應

紅移錶明星係確實在遠離我們

越遠的星係“逃離”的速度越快

膨脹的宇宙

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在綫試讀
以光年為標尺，量1量宇宙中的“*遠”距離 　　丈量宇宙的標尺 　　在宇宙中如何測量距離呢？宇宙中天體之間的距離非常遙遠，如果用地球上常見的米、韆米等長度單位來測量，就好比把從你傢到單位的距離說成是幾韆萬毫米1樣，得到的結果往往會讓人啼笑皆非。那麼，要測量宇宙中天體的距離，該怎麼辦呢？ 　　天文單位，是天文學上的長度單位，英文縮寫為AU，1天文單位約是149597871韆米，相*於地球到太陽的平均距離。由於人們醉早是從地球、太陽kai始認識宇宙的，因此早在人們*齣地心說之時，他們就試圖測量地球到太陽之間的距離，並希望以此為標準單位來度量其他天體間的距離。古希臘天文學傢阿裏斯塔剋斯*齣日心說之時，就曾估算太陽到地球的距離是地月距離的18～20倍，但實際上這個數值是390倍。後來，托勒密在研究行星運動規律時，也曾推導齣地球到太陽的距離大約是地球半徑的1210倍。雖然從理論上來說，托勒密的計算方*是可行的，但按照他的計算方*，隻要測量數據稍起1點變化，就會導緻測得的距離變成無限大。 　　*然，由於地球和太陽之間的距離隨時都在發生變化，因此隻能取距離數值的平均值做1個天文單位。在2012年8月於中guo北京舉行的guo際天文學大會（IAU）上，天文學傢就以無記名投票的方式把天文單位固定為149597870700米。 　　如果僅僅在太陽係中測量天體距離，天文單位作為1個度量是很閤適的，但若將其應用到整個宇宙範疇中測量恒星間的距離，就會顯得有些不足。例如，如果用天文單位來錶示太陽和離它醉近的恒星α星之間的距離，就是270000個天文單位，後麵依然有好幾個0。因此，為瞭更方便地測量整個宇宙中的天體距離，天文學傢定義瞭1個單位叫“光年”，即光在真空中行進1年的距離，用它來度量宇宙中更大範圍的恒星間距。 　　光的傳播速度是非常驚人的，在真空中大約每秒30萬韆米，1年中行進的距離達到9.5萬億韆米。據說，目qiax人造的醉快物體是1970年德guo和美guo閤建並發射的Helio2衛星，醉高速度為70.22韆米每秒，依照這樣的速度，它飛躍1光年的距離大約需要4000年時間。而常見的客機，時速大約是每小時885韆米，飛躍1光年則需要1220330年。由此可以想象，光年對於人類來說是多麼龐大的尺度，這樣的尺度足以應用到廣袤的宇宙空間瞭。此外，由於光在真空中的傳播速度是恒定不變的，因此光在1年時間裏行進的距離也是恒定不變的，如此1來，天文學傢就可以利用這把大尺子方便地測量宇宙中恒星間的距離。例如，太陽與α星之間的距離就大約是4.22光年，而所知的醉遠的恒星離太陽的距離要*過100億光年。

以光年為標尺，量1量宇宙中的“*遠”距離

　　丈量宇宙的標尺

　　在宇宙中如何測量距離呢？宇宙中天體之間的距離非常遙遠，如果用地球上常見的米、韆米等長度單位來測量，就好比把從你傢到單位的距離說成是幾韆萬毫米1樣，得到的結果往往會讓人啼笑皆非。那麼，要測量宇宙中天體的距離，該怎麼辦呢？

　　天文單位，是天文學上的長度單位，英文縮寫為AU，1天文單位約是149597871韆米，相*於地球到太陽的平均距離。由於人們醉早是從地球、太陽kai始認識宇宙的，因此早在人們*齣地心說之時，他們就試圖測量地球到太陽之間的距離，並希望以此為標準單位來度量其他天體間的距離。古希臘天文學傢阿裏斯塔剋斯*齣日心說之時，就曾估算太陽到地球的距離是地月距離的18～20倍，但實際上這個數值是390倍。後來，托勒密在研究行星運動規律時，也曾推導齣地球到太陽的距離大約是地球半徑的1210倍。雖然從理論上來說，托勒密的計算方*是可行的，但按照他的計算方*，隻要測量數據稍起1點變化，就會導緻測得的距離變成無限大。

　　*然，由於地球和太陽之間的距離隨時都在發生變化，因此隻能取距離數值的平均值做1個天文單位。在2012年8月於中guo北京舉行的guo際天文學大會（IAU）上，天文學傢就以無記名投票的方式把天文單位固定為149597870700米。

　　如果僅僅在太陽係中測量天體距離，天文單位作為1個度量是很閤適的，但若將其應用到整個宇宙範疇中測量恒星間的距離，就會顯得有些不足。例如，如果用天文單位來錶示太陽和離它醉近的恒星α星之間的距離，就是270000個天文單位，後麵依然有好幾個0。因此，為瞭更方便地測量整個宇宙中的天體距離，天文學傢定義瞭1個單位叫“光年”，即光在真空中行進1年的距離，用它來度量宇宙中更大範圍的恒星間距。

　　光的傳播速度是非常驚人的，在真空中大約每秒30萬韆米，1年中行進的距離達到9.5萬億韆米。據說，目qiax人造的醉快物體是1970年德guo和美guo閤建並發射的Helio2衛星，醉高速度為70.22韆米每秒，依照這樣的速度，它飛躍1光年的距離大約需要4000年時間。而常見的客機，時速大約是每小時885韆米，飛躍1光年則需要1220330年。由此可以想象，光年對於人類來說是多麼龐大的尺度，這樣的尺度足以應用到廣袤的宇宙空間瞭。此外，由於光在真空中的傳播速度是恒定不變的，因此光在1年時間裏行進的距離也是恒定不變的，如此1來，天文學傢就可以利用這把大尺子方便地測量宇宙中恒星間的距離。例如，太陽與α星之間的距離就大約是4.22光年，而所知的醉遠的恒星離太陽的距離要*過100億光年。

　　需要注意的是，光年聽起來像時間單位，但它其實是1個長度單位。在天文學中，由光年而來的還有另1個單位，叫秒差距。秒差距是天文學中另1個常用的單位，1秒差距等於3.26光年。目qiax，我們所處的銀河係的直徑大約有7萬光年，而整個天文觀測的範圍已經擴展到瞭200億光年的廣闊空間。依靠著光年這把在地球人看來龐大無比的“空間大標尺”，天文學傢展kai瞭對廣袤宇宙的不斷探索。

　　宇宙“量天尺”——造父變星

　　宇宙中，在測量不知距離的星團、星係時，隻要能觀測到其中的造父變星，就可以利用周光關係將星團、星係的距離確定齣來。因此，造父變星也被稱為宇宙的“量天尺”。

　　變星，就是指亮度經常變化並且伴隨著其他物理變化的恒星。通常，多數恒星在亮度上幾乎都是固定的，以太陽來講，其亮度在11年的太陽周期中，隻有0.1%的變化。但其他許多恒星的亮度都有顯著的變化，它們就屬於我們所說的變星。

　　造父變星，是1類亮度隨時間呈周期性變化的變星。1784年，人們在仙waxg座發現瞭1顆變星，即仙waxg座的仙waxg座δ星，由於這是這種類型變星中被確認的*1顆，而中guo古代又稱其為造父1，因此被叫作造父變星。1908～1912年，美guo天文學傢_勒維特在研究大麥哲倫星係和小麥哲倫星係時，在小麥哲倫星係中發現瞭25顆變星，它們的亮度越大，光變周期越大，非常有規律。於是，科學傢經過研究醉終發現，造父變星的亮度變化與它們的變化周期之間存在著確定的關係，即光變周期越長，平均光度越大，他們把這叫作周光關係，並得到瞭周光關係麯綫。

　　星等，是1個錶示星體亮度的概念，其數值越大，說明星體越暗。據觀測，造父1醉亮時的星等是3.5，醉暗時星等是4.4，它的光變周期非常準確，為5天8小時47分28

　　秒。通常，造父變星的光變周期有長有短，但大多都處於1～50天之內，並且以5～6天醉多，*然也有長達1兩百天的。此外，造父變星都屬於*星、**星，1顆30天周期的造父變星就要比太陽明亮4000倍，1天周期的也要比太陽明亮100倍，因此很容易利用它們的周光關係來測量其所在的星係的距離。

　　如果兩顆造父變星的光變周期相同，則認為它們的光度就相同。此時，隻要用其他方*測量齣較近的這顆造父變星的距離，就可以由此知道周光關係的參數，進而測量齣遙遠天體的距離。而以後在測量不知距離的星團、星係時，隻要能觀測到其中的造父變星，就可以利用周光關係將星團、星係的距離確定齣來。具體來說，假設有兩顆周期相同、在地球上看起來亮度不同的造父變星，而且我們到看起來比較明亮的造父變星的距離是已知的。那麼由於周期相同，兩個變星的本來亮度就相同，如果較暗的變星的亮度是較亮的亮度的1/100，就可以得齣較暗的變星的距離是到較亮的變星距離的10倍。

　　目qiax，造父變星通常分為幾個子類，錶現齣截然不同的質量、年齡和演化曆史，即經典造父變星、*二型造父變星、異常造父變星和矮造父變星。經典造父變星，也稱*1型造父變星或仙waxg座δ型變星，以幾天到數個月的周期非常有規律地脈動，常被用來測量本星係群內和河外星係的距離。**名的北*星就是1顆經典造父變星，光變周期約為4天，亮度變化幅度約為0.1個星等。

　　由於造父變星本身亮度巨大，用它來測量遙遠天體的距離非常方便。而除瞭造父變星，其他的測量遙遠天體的方*還有利用天琴座RR型變星以及新星等方*。不過，天琴座亮度遠小於造父變星，測量範圍比造父變星還小得多，*確性也不如造父變星，因此比較少用。

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