绪论 1
0.1探索宇宙是人类永恒的欲望 1
0.2天文学与人类社会发展的关系 3
0.3天文学的研究对象 5
0.4天文学的分支学科和研究方法 6
第1章 宇宙概观 9
1.1地月系 9
1.1.1地球和月球 9
1.1.2地球是太阳系中唯一适宜生命繁衍的星球 11
1.1.3地球的形体和地月系年龄 13
1.1.4地球的内部结构和三大冰期 16
1.1.5月相 17
1.1.6地球自转在地球上留下的蛛丝马迹 20
1.2太阳系 22
1.2.1尺度概念 22
1.2.2太阳 25
1.2.3八大行星 29
1.2.4太阳系的物质分布 31
1.3恒星世界 32
1.3.1数量和名称 32
1.3.2运动和距离 33
1.3.3体积和质量 35
1.4银河系及河外星系 36
1.4.1银河与银河系 36
1.4.2河外星系 37
1.4.3星系以上的四级天体系统 37
第2章 天球坐标系 40
2.1建立球面坐标的基本原则 40
2.1.1天球 40
2.1.2球面的几何性质 40
2.1.3建立球面坐标的三个条件 41
2.2三种常用的天球坐标系 42
2.2.1地平坐标系 42
2.2.2赤道坐标系 43
2.2.3黄道坐标系 43
2.3天体的周日视运动 44
2.3.1不同纬度处天球的旋转 44
2.3.2天体中天和永不升落的天体 45
2.3.3天体的赤道坐标与地平坐标的换算 46
2.3.4天体的赤道坐标与黄道坐标的换算 47
2.4太阳的周年视运动 48
2.4.1太阳周年视运动是地球公转的反映 48
2.4.2太阳周年视运动中黄经的变化 50
2.4.3不同纬度处太阳视运动的轨迹 50
2.4.4日地距离与四季冷暖变化的原因 51
2.5天球赤道坐标系本身的运动 53
2.5.1岁差与地球自转轴进动 53
2.5.2岁差产生的后果 55
2.5.3章动 55
2.5.4黄赤交角的变化与地球极移 56
2.6太阳系行星和卫星上的天球坐标系 57
2.6.1月球上的星空 57
2.6.2行星上的恒星和太阳视运动 59
2.6.3行星上的四季和昼夜长短 62
2.6.4其他卫星和冥王星的情况 65
第3章 时间计量序列 66
3.1恒星时与平太阳时 66
3.1.1恒星时 66
3.1.2平太阳时 66
3.2区时与世界时 67
3.2.1地方时与区时 67
3.2.2世界时与国际日期变更线 68
3.2.3时间与地理经度的关系 69
3.3恒星时与平时的换算 69
3.3.1时间间隔的换算 69
3.3.2时刻的换算 70
3.3.3天体时角的换算 71
3.4历法 72
3.4.1现行公历 72
3.4.2中国农历 73
3.4.3纪年和儒略日 75
3.4.4干支纪法 76
3.5黄道13星座与星座算命 81
3.6现代时间服务工作 83
3.6.1时间计量的现代概念 83
3.6.2国际时间服务 84
3.6.3协调世界时 85
第4章 行星系统 87
4.1 IAU决议：太阳系行星的定义 87
4.1.1 IAU的新决议 87
4.1.2行星发现简史 88
4.1.3 IAU大会上的讨论 89
4.1.4 IAU新决议的历史价值 89
4.2万有引力定律和行星运动方程 90
4.2.1万有引力定律 90
4.2.2二体问题的微分方程 91
4.2.3开普勒行星运动定律 92
4.2.4多体问题与摄动方法简介 93
4.2.5拉格朗日平动点 95
4.2.6摄动力、潮汐现象和洛希极限 97
4.3行星运动轨道和视运动规律 101
4.3.1轨道根数 101
4.3.2行星的视运动规律 104
4.3.3日食和月食 108
4.4行星际飞行器的轨道问题 116
4.4.1二体问题中速度与轨道的关系 116
4.4.2三种宇宙速度的计算 117
4.4.3行星际飞行器的轨道设计 118
4.4.4定点通信卫星的特殊轨道和发射过程 119
4.5太阳系小天体 121
4.5.1小行星 121
4.5.2彗星 125
4.5.3海外天体 130
4.5.4流星和陨石 132
第5章 恒星 136
5.1恒星物理方法 136
5.1.1电磁波谱和天文大气窗口 136
5.1.2恒星的亮度、星等、光度 139
5.1.3恒星光度测量 141
5.1.4恒星的光谱和分光测量 143
5.1.5恒星物理研究与量子力学 145
5.2恒星的位置及运动参数 151
5.2.1恒星的位置 151
5.2.2恒星的运动参数 153
5.3主星序 155
5.3.1光谱型 155
5.3.2赫罗图——光谱光度图 156
5.3.3主序星 157
5.4双星 158
5.4.1双星的发现 158
5.4.2食双星 159
5.4.3分光双星和密近双星 160
5.4.4由双星测定恒星的质量 161
5.5星团、星云、星际物质 162
5.5.1星团 162
5.5.2星云 164
5.5.3星际物质 166
5.6不稳定恒星 166
5.6.1脉动变星 167
5.6.2非径向脉动与特殊变星 171
5.6.3耀星、新星和超新星 174
第6章 星系 180
6.1宇宙岛之争 180
6.2星系的分类 182
6.2.1椭圆星系 182
6.2.2旋涡星系 182
6.2.3棒旋星系 183
6.2.4不规则星系 183
6.3星系红移和哈勃常数 186
6.4星系的质量和距离 190
6.5本星系群 193
6.6星系团和超星系团 200
6.7活动星系 203
6.7.1射电星系 203
6.7.2爆发星系 204
6.7.3塞佛特星系 206
6.7.4蝎虎座BL型天体 206
6.7.5互扰星系 207
第7章 当代天文学新视野 209
7.1从光学望远镜到全波段天文学 209
7.1.1望远镜的功能 209
7.1.2天文光学望远镜的类型 211
7.1.3天文光学望远镜的制造简史 213
7.1.4大型光学望远镜的技术限制 214
7.1.5全波段天文学 215
7.2 20世纪90年代的大型天文光学望远镜 216
7.2.1美国的凯克（Keck Ⅰ和Keck Ⅱ） 10米望远镜 216
7.2.2欧洲南方天文台甚大望远镜 218
7.2.3双子星座望远镜 218
7.2.4口径11米光谱巡天望远镜 219
7.2.5日本的昴星团望远镜 219
7.2.6美-意-德大双筒望远镜 220
7.2.7南非大望远镜 220
7.2.8西班牙大望远镜 220
7.3 20世纪90年代的大型天文射电望远镜 221
7.3.1美国甚长基线阵 223
7.3.2美国110米口径射电望远镜 224
7.3.3英国微波联线干涉网 224
7.3.4欧洲甚长基线干涉网 224
7.3.5印度巨型米波射电望远镜阵 225
7.3.6欧洲的低频微波阵 225
7.3.7阿塔卡玛大毫米波／亚毫米波阵 225
7.3.8其他几个毫米波／亚毫米波阵 226
7.4空间天文探测设备 227
7.4.1苏联的载人飞行和月球探测 228
7.4.2美国的阿波罗登月行动 229
7.4.3水手号和海盗号探测器 230
7.4.4先驱者和旅行者的行星探测 230
7.4.5哈勃空间望远镜 232
7.4.6伽利略号木星探测器和卡西尼号土星探测器 232
7.4.7信使号的水星探测 234
7.4.8新一轮的火星探测 234
7.4.9 20世纪90年代以后轨道上的其他天文探测设备 236
7.5 21世纪的天文望远镜计划 238
7.5.1新一代空间望远镜 238
7.5.2星座式X射线天文台 239
7.5.3大型综合巡天望远镜 239
7.5.4 30米口径地面光学望远镜 240
7.5.5美-加-澳42米大望远镜 240
7.5.6先进空地射电干涉仪 241
7.5.7 γ射线大面积空间望远镜 241
7.5.8太阳动力学天文台 241
7.5.9空间激光干涉仪 241
7.5.10开普勒类地行星探测飞船 242
7.5.11类地行星搜寻者 242
7.5.12欧洲的新天体测量卫星 242
7.5.13欧洲的地面大光学望远镜计划 243
7.5.14欧洲的赫歇尔望远镜和普朗克望远镜 244
7.5.15口径16米空间望远镜 244
7.6中国的现代天文望远镜计划 245
7.6.1大天区面积多目标光纤光谱望远镜 246
7.6.2空间太阳望远镜 247
7.6.3 500米口径球面射电望远镜 247
7.6.4硬X射线调制望远镜 248
7.6.5微波阵列望远镜 249
7.6.6中国甚长基线干涉网 249
7.6.7“夸父”计划 249
7.6.8中俄联合空间探测计划 249
7.6.9嫦娥号探月工程 250
7.6.10我国未来大望远镜的选址 251
7.6.11我国未来大望远镜工程计划 252
第8章20世纪60年代天文学四大发现 253
8.1脉冲星 253
8.2类星体 258
8.2.1发现 258
8.2.2类星体的空间分布 260
8.2.3红移有没有极限 261
8.2.4红移量本质之争 263
8.2.5类星体到底是什么 264
8.3 3开宇宙背景辐射 266
8.4星际有机分子 270
第9章 恒星的能源和演化机制 274
9.1恒星的能源 274
9.1.1爱丁顿的难题 274
9.1.2原子的内部结构 275
9.1.3夸克、中微子和反物质 277
9.1.4质子-质子反应和碳-氮-氧循环 279
9.1.5中微子失踪悬案 282
9.2主序和主序前期 284
9.2.1主序星的理论模型 284
9.2.2不同质量的主序星 288
9.2.3主序前的情况 289
9.2.4恒星早期演化框图 292
9.3主序后的演化 292
9.3.1氦后元素的热核反应 293
9.3.2小质量恒星的晚期演化 295
9.3.3中等质量恒星的晚期演化 297
9.3.4大质量恒星的晚期演化 297
9.3.5密近双星的演化 299
9.3.6两类超新星 300
9.4恒星演化的最后结局 301
9.4.1简并 301
9.4.2两个重要的极限 303
9.4.3恒星晚期演化框图 304
9.4.4球状星团的年龄 305
9.4.5泡利不相容原理与电子在原子中的运动状态 306
第10章 黑洞 309
10.1黑洞的数学模型 309
10.2黑洞的物理机制 311
10.3黑洞的奇妙性质 312
10.3.1视界 312
10.3.2引潮力 313
10.3.3时空特性 313
10.3.4时间冻结 314
10.3.5黑洞无毛和黑洞蒸发 315
10.3.6旋转黑洞造成的时空漩涡 316
10.3.7黑洞与黑洞之间的碰撞 317
10.4黑洞的天文探测 318
10.5巨型黑洞、微型黑洞和中等质量黑洞 322
10.6活动星系核和类星体的能源机制 326
10.7宇宙深处的γ射线暴 329
10.8引力透镜 333
10.9黑洞奇点、白洞和虫洞 336
第11章 地外文明 341
11.1生命的含义与生命起源概述 341
11.2地外生命存在的科学依据 344
11.2.1前提 344
11.2.2生命存在的环境条件 345
11.2.3有关地外生命的观测和实验 345
11.3地外文明探索的艰巨性 347
11.4已作出的探测努力 350
11.4.1系外行星的探测 350
11.4.2信号的监听与发送 356
11.5太阳系内的地外生命问题 358
11.5.1月球水冰的发现 358
11.5.2对火星生命的探测 359
11.5.3对木星、土星及其卫星的考察 361
11.6关于UFO现象 361
第12章 宇宙模型理论 364
12.1宇宙学和宇宙学原理 364
12.2牛顿静态宇宙模型 365
12.3爱因斯坦有限无界宇宙模型 368
12.4伽莫夫的大爆炸宇宙模型 371
12.5稳恒态宇宙模型 372
12.6标准的大爆炸宇宙模型 373
12.6.1化学元素的演化史 374
12.6.2物质粒子的产生机制 375
12.6.3大爆炸的宇宙进程 377
12.7宇宙极早期的暴胀模型 380
12.7.1视界疑难 381
12.7.2平直性疑难 382
12.7.3磁单极疑难 383
12.7.4暴胀模型对疑难的化解 384
12.8 21世纪的两朵乌云——暗物质和暗能量 387
12.8.1开宇宙和闭宇宙 387
12.8.2 21世纪的第一朵乌云——暗物质 390
12.8.3 21世纪的第二朵乌云——暗能量 394
12.8.4红移与距离的关系 397
12.8.5斯优尼亚耶夫-泽尔多维奇效应 399
12.9对称与破缺，奇点问题 400
参考书目 406
附录 407
附录1最亮的21颗恒星 407
附录2天文常数系统 408
附录3天文学常用的物理常数 409
附录4角度·时间·距离 409
附录5太阳·月球·地球 410
附录6八大行星表 411
附录7银河系的基本参量 412
第一版后记 413