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 现代天文学的起源及发展简述 3
1.2.1 地心说 3
1.2.2 日心说 5
1.2.3 近代天文学 6
1.2.4 现代天文学 6
1.3 时间和历法 8
1.3.1 天球 8
1.3.2 节气 9
1.3.3 时间 11
1.3.4 历法 14
1.3.5 干支纪时和属相 15
1.3.6 周 16
1.4 天文学和哲学关系略论 17
1.4.1 天文学在哲学进步中的作用 17
1.4.2 哲学对天文学的指导作用 18
1.5 天文望远镜 19
1.5.1 天体的辐射 19
1.5.2 光学望远镜 20
1.5.3 光学望远镜发展简史 20
1.5.4 射电望远镜 22
1.5.5 射电望远镜发展简史 23
思考题 25
第2章 太阳系 26
2.1 太阳 26
2.1.1 太阳的基本参数 26
2.1.2 太阳大气 27
2.1.3 日球 29
2.1.4 太阳的能量来源 30
2.1.5 太阳中微子之谜 31
2.2 地球和月球 33
2.2.1 地球的基本参数 33
2.2.2 地球大气 34
2.2.3 地球的自转、公转和地轴进动 34
2.2.4 月球的基本参数 34
2.2.5 盈亏现象 35
2.2.6 月球的表面状况 35
2.2.7 日、月、地天文现象 35
2.2.8 日地空间 38
2.3 太阳系的其他天体 42
2.3.1 八大行星 42
2.3.2 太阳系的小天体 45
2.3.3 柯伊伯带和冥王星 51
2.3.4 太阳系有其他大行星吗？ 52
2.4 太阳系的起源和演化 52
2.4.1 太阳系起源的研究简史 53
2.4.2 太阳系起源的现代观点 55
2.4.3 太阳系的演化 56
2.4.4 太阳系起源和演化的哲学思想 57
思考题 58
第3章 恒星 59
3.1 恒星参数的测定 60
3.1.1 恒星的距离 60
3.1.2 恒星的亮度和视星等 62
3.1.3 恒星的光度和绝对星等 63
3.1.4 恒星的大小、质量和密度 63
3.2 恒星光谱及其相关性质 65
3.2.1 光谱概念的物理基础 65
3.2.2 恒星光谱与氢原子谱线 67
3.2.3 光谱在恒星研究中的应用 68
3.2.4 恒星的光谱、颜色和表面温度之间的关系 69
3.2.5 恒星的赫罗图 70
3.3 变星和新星 71
3.3.1 造父变星 71
3.3.2 新星和超新星 72
3.4 恒星集团 73
3.4.1 双星 73
3.4.2 聚星 75
3.4.3 星团 75
3.4.4 星协 76
3.5 星云和星际物质 76
3.5.1 星云 76
3.5.2 星际物质 77
3.6 恒星的起源和演化 77
3.6.1 恒星的内部结构 78
3.6.2 恒星的年龄 79
3.6.3 引力收缩阶段 79
3.6.4 主星序阶段 80
3.6.5 红巨星阶段 80
3.6.6 爆发阶段 81
3.6.7 临终阶段 81
3.6.8 小结 82
3.7 恒星起源与演化中的哲学思想 84
3.7.1 新陈代谢是恒星演化的基本规律 84
3.7.2 吸引与排斥的对立统一是恒星演化的动力 85
3.7.3 质量互变是恒星演化的主要规律 86
思考题 87
第4章 星系 88
4.1 银河系 89
4.1.1 银河系的结构 89
4.1.2 银河系的运动 90
4.1.3 星族 91
4.1.4 银河系中心是巨大黑洞 91
4.1.5 银河系经典理论与起源学说简介 91
4.2 河外星系 92
4.2.1 河外星系的分类 93
4.2.2 星系团 94
4.2.3 银河系附近的三个著名星系 95
4.2.4 多普勒效应和谱线红移 95
4.2.5 河外星系的起源演化简介 96
4.3 正常星系和特殊星系 97
4.3.1 正常星系 98
4.3.2 特殊星系 99
4.3.3 类星体 99
4.3.4 哈勃常数 102
4.3.5 类星体红移的可能机制和能量来源 103
4.3.6 类星体研究的最新成果 104
思考题 105
第5章 致密天体 106
5.1 白矮星和黑矮星 106
5.1.1 白矮星 106
5.1.2 黑矮星 108
5.2 中子星和脉冲星 108
5.2.1 脉冲星 108
5.2.2 中子星 109
5.2.3 脉冲双星和引力波探测 112
5.3 黑洞和白洞 113
5.3.1 引力坍缩与黑洞 113
5.3.2 黑洞的性质 116
5.3.3 寻找黑洞 119
5.3.4 天鹅座X-1的特征 120
5.3.5 黑洞研究的最新成果 121
5.3.6 白洞 123
5.3.7 白洞的性质 124
5.4 虫洞和时空隧道 125
5.4.1 虫洞 125
5.4.2 时空隧道 126
思考题 127
第6章 宇宙论 128
6.1 两种不同的时空观 128
6.1.1 牛顿时空观 128
6.1.2 相对论时空观 130
6.2 3K宇宙微波背景辐射 134
6.2.1 消除不掉的噪声 134
6.2.2 宇宙起源的大爆炸理论 135
6.2.4 背景辐射的均匀性 140
6.3 宇宙的形状和年龄 141
6.3.1 宇宙的形状 142
6.3.2 宇宙的年龄 143
6.4 宇宙学的其他模型 144
6.4.1 稳恒态模型 145
6.4.2 疲劳光宇宙论 146
6.4.3 阿普天体 146
6.4.4 星系和反星系 146
6.4.5 收缩的宇宙 147
6.4.6 小结 148
6.5 宇宙早期的暴胀模型 148
6.5.1 大爆炸理论的缺陷 148
6.5.2 大统一理论 150
6.5.3 暴胀宇宙模型 151
6.6 宇宙中的其他问题 153
6.6.1 下落不明的质量和暗物质 153
6.6.2 宇宙中的暗能量和宇宙的加速膨胀 156
6.6.3 宇宙线及其起源 157
6.6.4 化学元素的产生 159
6.6.5 宇宙中的常数 161
6.6.6 引力波 161
6.6.7 人类面临的挑战 164
6.7 宇宙新奇模型 165
6.7.1 大挤压理论 165
6.7.2 平行宇宙 165
6.7.3 无限宇宙 168
6.7.4 气泡宇宙 169
6.7.5 数学宇宙 169
6.7.6 婴儿宇宙 169
6.8 宇宙中的哲学思想 170
6.8.1 宇宙起源中的辩证法 170
6.8.2 宇宙演化中的辩证法 171
思考题 173
第7章 地外生命 174
7.1 关于生命 174
7.1.1 生命的定义 174
7.1.2 生命存在的条件 174
7.1.3 生命的起源 175
7.2 地外生命 176
7.2.1 地外生命存在的依据 176
7.2.2 地外生命的探测 177
7.3 地外文明 179
7.3.1 地外文明存在的可能性 179
7.3.2 地外文明的分类 181
7.3.3 地外文明的探索 181
7.3.4 UFO现象 184
思考题 185
第8章 霍金的宇宙 186
8.1 一个好汉三个帮 187
8.1.1 费因曼（Richard Feynman） 188
8.1.2 瑞斯（Martin Rees） 188
8.1.3 哈特尔（James Hartle） 188
8.1.4 彭罗斯（Roger Penrose）和彭罗斯楼梯 188
8.1.5 索恩（Kip Thorne） 190
8.2 时空奇点 190
8.2.1 奇点定理 190
8.2.2 奇点的消失 191
8.3 黑洞不是那么黑了 191
8.3.1 不确定原理 191
8.3.2 黑洞的辐射 193
8.3.3 黑洞不是那么黑了 194
8.3.4 黑洞的空间弯曲 194
8.3.5 霍金的灰洞理论 195
8.4 时空再认识 195
8.4.1 时间的形态 195
8.4.2 虚时间 197
8.4.3 p-膜理论 197
8.4.4 全息术在高维空间中的应用 198
8.4.5 从膜到泡泡 199
8.4.6 回到从前 200
8.5 量子引力论 201
8.5.1 什么是量子引力 201
8.5.2 量子引力论的特征 202
8.5.3 量子引力论的困难所在 203
8.6 量子宇宙学 203
8.6.1 宇宙的波函数 203
8.6.2 M理论 203
思考题 204
第9章 宇宙探索 205
9.1 国际主要空间探索机构 205
9.1.1 美国航天局 205
9.1.2 欧洲航天局 206
9.1.3 俄罗斯联邦航天局 206
9.2 国际著名天文台 207
9.2.1 英国格林尼治天文台 207
9.2.2 美国夏威夷莫纳克亚天文台 207
9.2.3 美国帕洛马山天文台和威尔逊山天文台 209
9.2.4 欧洲南方天文台 209
9.2.5 波多黎各阿雷西博天文台 210
9.3 大型观测设备 211
9.3.1 双子望远镜 211
9.3.2 昴星团望远镜 211
9.3.3 凯克望远镜 212
9.3.4 欧洲南方天文台甚大望远镜 213
9.3.5 哈勃太空望远镜 213
9.3.6 开普勒太空望远镜 215
9.3.7 大麦哲伦望远镜 216
9.3.8 三十米望远镜TMT 217
9.3.9 欧洲极大望远镜 218
9.3.10 阿塔卡玛大型毫米波天线阵 218
9.3.11 韦伯太空望远镜 220
9.4 重大事件 220
9.4.1 第一颗人造地球卫星 221
9.4.2 第一位宇航员 221
9.4.3 月球探测和阿波罗计划 222
9.4.4 航天飞机 223
9.4.5 深度撞击 224
9.4.6 火星探测器 224
9.4.7 国际空间站 226
第10章 中国天文学和空间探测概况 229
10.1 中国天文学研究简史 229
10.1.1 天象观察 229
10.1.2 代表人物 229
10.1.3 主要成就编年记 230
10.2 主要研究和探测机构 231
10.2.1 国家天文台 231
10.2.2 紫金山天文台 236
10.2.3 上海天文台 237
10.2.4 国家授时中心 238
10.2.5 中国国家航天局 238
10.2.6 中科院空间中心 239
10.3 高等教育 240
10.3.1 南京大学天文与空间科学学院 240
10.3.2 北京大学天文学系 241
10.3.3 北京师范大学天文学系 241
10.3.4 中国科学技术大学天文学系 242
10.3.5 清华大学天体物理中心 242
10.4 神舟飞船 242
10.4.1 飞船结构 242
10.4.2 神舟一号 244
10.4.3 神舟五号 244
10.4.4 神舟系列 245
10.4.5 天宫一号 246
10.5 嫦娥工程 246
10.5.1 嫦娥一号 247
10.5.2 嫦娥二号 248
10.5.3 嫦娥三号 249
10.5.4 嫦娥四号 250
10.5.5 嫦娥五号 250
10.5.6 载人登月计划 251
附录1 常用天文常数 252
附录2 88个星座名称及分布图 253
附录3 三种宇宙速度 256
附录4 有关天文学的诺贝尔物理学奖 257
附录5 天文学与宇宙探测大事记 265
附录6 关于本书数据的一点说明 271
参考文献 272