宇宙简史PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 天文学研究的对象、方法和意义 1

1.1.1 天文学研究的对象 1

1.1.2 天文学研究的方法 1

1.1.3 天文学三大分支 2

1.1.4 天文学研究的意义 2

1.2 天文学的起源及发展简述 3

1.2.1 地心说 4

1.2.2 日心说 6

1.2.3 近代天文学 6

1.2.4 现代天文学 7

1.3 时间和历法 9

1.3.1 天球 9

1.3.2 节气 12

1.3.3 时间 13

1.3.4 历法 16

1.3.5 干支纪时和属相 18

1.3.6 周 19

1.4 天文望远镜 20

1.4.1 天体的辐射 20

1.4.2 光学望远镜 21

1.4.3 光学望远镜发展简史 23

1.4.4 射电望远镜 24

1.4.5 射电望远镜发展简史 24

第2章 太阳系 28

2.1 太阳 28

2.1.1 太阳的基本参数 29

2.1.2 太阳大气 29

2.1.3 日球 32

2.1.4 太阳的能量来源 32

2.1.5 太阳中微子之谜 34

2.2 地球和月球 36

2.2.1 地球的基本参数 36

2.2.2 地球大气 37

2.2.3 地球的自转、公转和地轴进动 38

2.2.4 月球的基本参数 38

2.2.5 盈亏现象 38

2.2.6 月球的表面状况 39

2.2.7 日、月、地天文现象 39

2.2.8 日地空间 42

2.3 太阳系的其他天体 45

2.3.1 八大行星 45

2.3.2 太阳系的小天体 49

2.3.3 柯伊伯带和冥王星 55

2.3.4 太阳系有其他大行星吗？ 56

2.4 太阳系的起源和演化 57

2.4.1 太阳系起源的研究简史 58

2.4.2 太阳系起源的现代观点 60

2.4.3 太阳系的演化 61

2.4.4 太阳系外行星 62

第3章 恒星 64

3.1 恒星参数的测定 65

3.1.1 恒星的距离 65

3.1.2 恒星的亮度和视星等 67

3.1.3 恒星的光度和绝对星等 67

3.1.4 恒星的大小、质量和密度 68

3.2 恒星光谱及其相关性质 69

3.2.1 恒星光谱与氢原子谱线 69

3.2.2 光谱在恒星研究中的应用 71

3.2.3 恒星的光谱、颜色和表面温度之间的关系 72

3.2.4 恒星的赫罗图 73

3.3 变星和新星 74

3.3.1 造父变星 75

3.3.2 新星和超新星 76

3.4 恒星集团 77

3.4.1 双星 77

3.4.2 聚星 78

3.4.3 星团 79

3.4.4 星协 79

3.5 星云和星际物质 80

3.5.1 星云 80

3.5.2 星际物质 80

3.6 恒星的起源和演化 81

3.6.1 恒星的内部结构 82

3.6.2 恒星的年龄 83

3.6.3 引力收缩阶段 83

3.6.4 主星序阶段 84

3.6.5 红巨星阶段 85

3.6.6 爆发阶段 85

3.6.7 临终阶段 86

3.6.8 小结 87

第4章 星系 90

4.1 银河系 91

4.1.1 银河系的结构 91

4.1.2 银河系的运动 93

4.1.3 星族 93

4.1.4 银河系中心是巨大黑洞 93

4.1.5 银河系经典理论与起源学说简介 94

4.2 河外星系 95

4.2.1 河外星系的分类 96

4.2.2 星系团 97

4.2.3 银河系附近的三个著名星系 97

4.2.4 多普勒效应和谱线红移 99

4.2.5 河外星系的起源演化简介 100

4.3 正常星系和特殊星系 101

4.3.1 正常星系 101

4.3.2 特殊星系 102

4.3.3 类星体 103

4.3.4 哈勃常数 105

4.3.5 类星体红移的可能机制和能量来源 106

4.3.6 类星体研究的最新成果 108

第5章 致密天体 109

5.1 白矮星和黑矮星 110

5.1.1 白矮星 110

5.1.2 黑矮星 111

5.2 中子星和脉冲星 111

5.2.1 脉冲星 112

5.2.2 中子星 113

5.2.3 脉冲双星和引力波探测 115

5.3 黑洞和白洞 116

5.3.1 引力坍缩与黑洞 117

5.3.2 黑洞的性质 120

5.3.3 寻找黑洞 122

5.3.4 天鹅座X-1的特征 124

5.3.5 黑洞研究的最新成果 125

5.3.6 白洞 127

5.3.7 白洞的性质 129

5.4 虫洞和时空隧道 130

5.4.1 虫洞 130

5.4.2 时空隧道 130

5.4.3 索恩（Kip Thorne）和电影《星际穿越》 131

第6章 宇宙论 136

6.1 两种不同的时空观 136

6.1.1 牛顿时空观 136

6.1.2 相对论时空观 138

6.2 3K宇宙微波背景辐射 143

6.2.1 消除不掉的噪声 143

6.2.2 宇宙起源的大爆炸理论 144

6.2.3 背景辐射的确认 148

6.2.4 背景辐射的均匀性 150

6.3 宇宙的形状和年龄 151

6.3.1 宇宙的形状 152

6.3.2 宇宙的年龄 154

6.4 宇宙学的其他模型 155

6.4.1 稳恒态模型 155

6.4.2 疲劳光宇宙论 156

6.4.3 阿普天体 157

6.4.4 星系和反星系 157

6.4.5 收缩的宇宙 158

6.4.6 小结 158

6.5 宇宙早期的暴胀模型 159

6.5.1 大爆炸理论的缺陷 159

6.5.2 大统一理论 161

6.5.3 暴胀宇宙模型 162

6.6 宇宙中的其他问题 164

6.6.1 下落不明的质量和暗物质 164

6.6.2 宇宙中的暗能量和宇宙的加速膨胀 167

6.6.3 宇宙线及其起源 169

6.6.4 化学元素的产生 171

6.6.5 宇宙中的常数 173

6.6.6 引力波 174

6.6.7 人类面临的挑战 176

6.7 宇宙新奇模型 177

6.7.1 大挤压理论 177

6.7.2 平行宇宙 178

6.7.3 无限宇宙 182

6.7.4 气泡宇宙 182

6.7.5 数学宇宙 183

6.7.6 婴儿宇宙 183

第7章 地外生命 184

7.1 关于生命 184

7.1.1 生命的定义 184

7.1.2 生命存在的条件 185

7.1.3 生命的起源 185

7.2 地外生命 186

7.2.1 地外生命存在的依据 186

7.2.2 地外生命的探测 188

7.3 地外文明 190

7.3.1 地外文明存在的可能性 190

7.3.2 地外文明的分类 192

7.3.3 地外文明的探索 193

7.3.4 UFO现象 197

第8章 霍金的宇宙 199

8.1 一个好汉三个帮 201

8.1.1 费因曼（Richard Feynman） 201

8.1.2 瑞斯（Martin Rees） 202

8.1.3 哈特尔（James Hartle） 202

8.1.4 彭罗斯（Roger Penrose）和彭罗斯楼梯 202

8.2 时空奇点 203

8.2.1 奇点定理 204

8.2.2 奇点的消失 204

8.3 黑洞不是那么黑了 205

8.3.1 不确定原理 205

8.3.2 黑洞的辐射 207

8.3.3 黑洞不是那么黑了 208

8.3.4 黑洞的空间弯曲 208

8.3.5 霍金的灰洞理论 209

8.4 时空再认识 210

8.4.1 时间的形态 210

8.4.2 虚时间 211

8.4.3 p-膜理论 211

8.4.4 全息术在高维空间中的应用 212

8.4.5 从膜到泡泡 214

8.4.6 回到从前和飞向未来 214

8.5 量子引力论 216

8.5.1 什么是量子引力 216

8.5.2 量子引力论的特征 217

8.5.3 量子引力论的困难所在 217

8.6 量子宇宙学 218

8.6.1 宇宙的波函数 218

8.6.2 M理论 218

第9章 宇宙探索 220

9.1 国际主要空间探索机构 220

9.1.1 美国航天局 220

9.1.2 欧洲航天局 221

9.1.3 俄罗斯联邦航天局 222

9.2 国际著名天文台 222

9.2.1 英国格林尼治天文台 222

9.2.2 美国夏威夷莫纳克亚天文台 223

9.2.3 美国帕洛马山天文台和威尔逊山天文台 224

9.2.4 欧洲南方天文台 225

9.2.5 波多黎各阿雷西博天文台 226

9.3 大型观测设备 227

9.3.1 双子望远镜 227

9.3.2 昴星团望远镜 227

9.3.3 凯克望远镜 228

9.3.4 欧洲南方天文台甚大望远镜 228

9.3.5 哈勃太空望远镜 229

9.3.6 开普勒太空望远镜 232

9.3.7 大麦哲伦望远镜 233

9.3.8 三十米望远镜TMT 234

9.3.9 欧洲极大望远镜 235

9.3.10 阿塔卡玛大型毫米波天线阵 235

9.3.11 韦伯太空望远镜 237

9.4 重大事件 238

9.4.1 第一颗人造地球卫星 238

9.4.2 第一位宇航员 238

9.4.3 月球探测和阿波罗计划 239

9.4.4 航天飞机 240

9.4.5 深度撞击 241

9.4.6 火星探测器 242

9.4.7 国际空间站 244

9.4.8 罗塞塔飞船和菲莱探测器 246

第10章 中国天文学和空间探测概况 248

10.1 中国天文学研究简史 248

10.1.1 天象观察 248

10.1.2 代表人物 249

10.1.3 主要成就编年记 249

10.2 主要研究和探测机构 250

10.2.1 国家天文台 250

10.2.2 紫金山天文台 256

10.2.3 上海天文台 257

10.2.4 国家授时中心 258

10.2.5 中国国家航天局 258

10.2.6 中科院空间中心 260

10.3 高等教育 261

10.3.1 南京大学天文与空间科学学院 261

10.3.2 北京大学天文学系 262

10.3.3 北京师范大学天文学系 262

10.3.4 中国科学技术大学天文学系 262

10.3.5 清华大学天体物理中心 263

10.4 神舟飞船 263

10.4.1 飞船结构 264

10.4.2 神舟一号 265

10.4.3 神舟五号 265

10.4.4 神舟系列 266

10.4.5 天宫一号 267

10.5 嫦娥工程 267

10.5.1 嫦娥一号 269

10.5.2 嫦娥二号 269

10.5.3 嫦娥三号 271

10.5.4 嫦娥四号 272

10.5.5 嫦娥五号 272

10.5.6 载人登月计划 273

附录1 常用天文常数 274

附录2 88个星座名称及分布图 275

附录3 三种宇宙速度 278

附录4 有关天文学的诺贝尔物理学奖 279

附录5 天文学与宇宙探测大事记 289

附录6 关于本书数据的一点说明 297

参考文献 298