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群星的法則 版權(quán)信息
- ISBN：9787556709632
- 條形碼：9787556709632 ; 978-7-5567-0963-2
- 裝幀：一般輕型紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：
群星的法則 本書特色
★普林斯頓天文學(xué)家力作 作者是普林斯頓大學(xué)物理學(xué)和天體物理學(xué)教授，工作于天文臺和教學(xué)一線，獲得了基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎、物理學(xué)新視野獎、麥克斯韋獎、大英帝國勛章等榮譽(yù)，具備權(quán)威的科學(xué)素養(yǎng)與教學(xué)經(jīng)驗。 ★通俗而優(yōu)雅，圖文并茂 一本由淺入深的天文學(xué)指南，文筆細(xì)膩優(yōu)美，用*有助于大眾理解的方式講解天文學(xué)發(fā)展史和天體物理蕞新研究成果，配以簡單易懂的圖片，干貨滿滿。 ★名人媒體廣泛贊譽(yù) 英國皇家天文學(xué)家馬丁·里斯、蘇格蘭皇家地質(zhì)學(xué)會會長伊恩·斯圖爾特等科學(xué)界大佬鼎力推薦；BBC《仰望夜空》《自然》《出版商周刊》《福布斯》《星期日郵報》等媒體一致好評。 ★為科學(xué)界女性群體發(fā)聲 作為當(dāng)代女性科學(xué)家的優(yōu)秀代表，作者在講述天文學(xué)發(fā)展史的同時，重點講述了天文學(xué)界近乎被遺忘的女性工作者，以及她們的職業(yè)生涯和成就。
群星的法則 內(nèi)容簡介
這是一本非常不錯天文學(xué)家寫給大眾的宇宙通識讀本。作者對現(xiàn)今人類掌握的宇宙知識娓娓道來，對天體物理發(fā)展目前的眾多掌故如數(shù)家珍，筆觸細(xì)膩而優(yōu)雅。本書從地球開始，由近及遠(yuǎn)，形象生動地講述了太陽系、銀河系、星系群、超星系團(tuán)等天體系統(tǒng)，把它們等比例縮放，并與餅干、西瓜、籃球等類比；由淺入深，分別對星球、暗物質(zhì)、空間、時間四個領(lǐng)域的蕞新天體物理研究成果做了詳盡易懂的解讀。喬·鄧克利在本書中，不僅以通俗的語言引導(dǎo)我們穿越天文學(xué)的歷史，講述每個階段的曲折和驚喜，還著重講述了那些被遺忘的女科學(xué)家，給予她們應(yīng)得的贊譽(yù)和尊重。
群星的法則 目錄
引言
**章 我們在太空中的位置
第二章 我們來自恒星
第三章 見不可見
第四章 空間的本質(zhì)
第五章 自始至終
結(jié)語 展望未來
教育資源
參考文獻(xiàn)
致謝
展開全部
群星的法則 節(jié)選
第三章 見不可見 借用一個帶“星”字的比喻來說，恒星是宇宙中的“明星球員”。在地球上，太陽照亮了我們的白晝，其他恒星點綴了我們的夜晚。假設(shè)能將整個銀河系盡收眼底，我們就會看到一個直徑為10萬光年的旋渦形盤狀物，其中充滿了恒星。相比之下，其他天體顯得暗淡無光。但是，正如前文所述，我們正嘗試著去發(fā)現(xiàn)越來越多遙遠(yuǎn)的行星。而且除此之外，宇宙中還存在著許多別的東西，其中有一些用對可見光敏感的望遠(yuǎn)鏡基本上是看不見的，還有一些則根本不可見。 氣體、塵埃與星系類別 前文中提及的氣體和塵埃也在宇宙中*重要的附屬成分之列。銀河系中的大部分氣體都位于各旋臂上的云團(tuán)中，新的恒星便是在這些地方誕生的。其中有許多氣體在數(shù)十億年前銀河系形成之時就已存在，也有一些是來自死亡恒星的殘留物。正如前一章中所述，作為恒星搖籃的氣體云溫度極低，達(dá)到了零下200多攝氏度。它們固然會發(fā)出少量的可見光（這是由包裹在內(nèi)的恒星散射出來的），但要想看到它們，*好的方式還是通過射電望遠(yuǎn)鏡及紅外望遠(yuǎn)鏡。整個銀河系中還有一些更為熾熱的氣體，被附近的恒星加熱到了上百萬攝氏度的高溫。其中主要是氫氣，但這些原子的溫度太高，因而被分解成了更小的組成部分，即質(zhì)子和電子。這一過程被稱為氣體的“電離”，因為離子指的是帶電荷的粒子，如內(nèi)有質(zhì)子的氫原子核。這些高溫氣體發(fā)出的主要是X射線，它們進(jìn)一步向外擴(kuò)散，甚至比銀河系恒星的分布范圍還要廣闊，形成了一團(tuán)暗淡的氣體暈輪，將銀河系籠罩在內(nèi)。 在整個銀河系中還散布著微小的宇宙塵埃顆粒，這種塵埃和我們家里常見的灰塵大不相同。地球上的灰塵顆粒直徑可達(dá)0.1毫米，小的也有0.001毫米左右；大多數(shù)的宇宙塵埃都要比這些更小，有時其直徑僅相當(dāng)于幾十個原子的寬度，大小更接近于煙霧中的微粒。這些塵埃顆粒是由包含碳和硅等各種元素的混合物構(gòu)成的，我們認(rèn)為，它們是在古老的巨大恒星 中形成的，在恒星走到生命的盡頭時被噴射到了太空中。在銀河系里，塵埃無處不在，不過大多數(shù)塵埃也像恒星和氣體一樣，聚集在密度較大的旋臂中。當(dāng)新恒星誕生時，有些塵埃會與作為恒星搖籃的氣體混合在一起，*終形成新的行星。 與氣體一樣，這些微小的塵埃顆粒也可以被其周圍的星光加熱，而這樣的熱量會產(chǎn)生紅外線。我們現(xiàn)已拍攝到了相鄰星系的美麗照片，其中就有毗鄰的仙女星系。這些照片是用紅外望遠(yuǎn)鏡（包括NASA的史匹哲太空望遠(yuǎn)鏡）拍下的。就仙女星系而言，上述照片提供了一個與標(biāo)準(zhǔn)照片截然不同的視角，在新恒星形成的地方顯示出了螺旋形的塵埃臂。我們也可以用紅外望遠(yuǎn)鏡來為銀河系拍攝類似的照片，但因為拍照的位置還在本星系內(nèi)，所以我們始終沒有機(jī)會一次性看清完整的銀河系。 氣體和塵埃固然是銀河系中重要的組成部分，不過，假如將所有的恒星、氣體、塵埃和行星的質(zhì)量想象成一袋一千克重的面粉，大約能裝滿八個杯子，那么所有的氣體質(zhì)量只占一個杯子，而塵埃質(zhì)量還不到半勺。銀河系中雖有數(shù)十億顆行星，但這些行星的質(zhì)量僅相當(dāng)于一小撮面粉而已。這袋面粉里剩下的就全是恒星的質(zhì)量了。 在銀河系的正中央，還潛藏著一個巨型天體，它甚至比氣體和塵埃還要難以探測。這是一個巨大的黑洞，比太陽要重幾百萬倍，比第二章中提及的在巨型恒星的生命終結(jié)時遺留下的黑洞（可能只比太陽重幾倍，或者頂多100倍）要大得多。我們尚不清楚位于銀河系中心的這個黑洞比別的黑洞重這么多的原因。它一開始或許只是個普通黑洞，逐漸吞噬了周圍所有的氣體，變得越來越重；或者它一開始是一顆巨大的恒星，然后迅速坍縮成了一個黑洞；又或者是多個黑洞合并成了一個。 我們現(xiàn)在還不了解這個黑洞的歷史，卻知道它必定就在那里，因為可以看到一顆顆恒星正圍繞著銀河系中心一個看不見的物體飛行。來自加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的美國天文學(xué)家安德烈婭·蓋茲正率領(lǐng)著一個研究團(tuán)隊，利用位于夏威夷冒納凱阿山上的10米口徑凱克望遠(yuǎn)鏡來研究銀河系的中心。他們使用了一臺可以觀測紅外線的相機(jī)，以便透過其周圍的塵埃來觀察恒星。銀河系中心的黑洞被稱為“人馬座A*”，20多年來，她和她的團(tuán)隊一直在追蹤這個黑洞周圍的恒星運(yùn)行的路徑。牛頓的萬有引力定律告訴我們，天體的質(zhì)量越大，物體圍繞其運(yùn)行的速度就越快。蓋茲的團(tuán)隊已經(jīng)計算出，人馬座A*必定具備強(qiáng)大的引力，其質(zhì)量大約相當(dāng)于太陽的400萬倍，并被壓縮到極小的體積，唯有如此，才能使附近的恒星以這么快的速度繞其運(yùn)行。 宇宙中所有其他的星系組成都與銀河系相似，而且我們認(rèn)為，許多星系的中心都有巨大的黑洞存在。不過，各星系中恒星、氣體和塵埃所達(dá)到的平衡有所不同，這取決于星系的類型，而且每個星系呈現(xiàn)出的形狀也不一樣。我們尚未完全理解星系的形狀是如何形成的，又是如何隨著時間的推移而演變的，但早在1936年，埃德溫·哈勃便將星系分成了三類，并在他的著作《星云世界》中進(jìn)行了闡述。**類是旋渦星系，比如銀河系和毗鄰的仙女星系，平時*常觀測到的就是這類星系。旋渦星系是由恒星形成的一個旋轉(zhuǎn)的盤狀物，各旋臂在中央位置匯聚成更為龐大的凸出部分。在許多旋渦星系中，這個凸出的部分有所拉長，成了順著中央延伸的密度更大的棒旋星系。 第二類是橢圓星系（圖3.1）。這些星系是由恒星聚集而成的球狀物，被壓扁或擠壓成了各不相同的形狀，有的是球體，有的像被拉長的橄欖球，有的像被壓扁的糖豆。在橢圓星系當(dāng)中，有許多可能是已有的星系發(fā)生碰撞后形成的，所以*終會變得比旋渦星系大很多倍。許多年以后，等到銀河系與仙女星系發(fā)生碰撞時，地球*終很可能也會置身于一個橢圓星系中。 這些碰撞致使橢圓星系中的恒星經(jīng)常朝著任意方向運(yùn)動，而不是像在旋渦星系中那樣旋轉(zhuǎn)。橢圓星系中的氣體和塵埃也比旋渦星系中少得多，因而基本不再形成新的恒星。在這些星系中，質(zhì)量較大、壽命較短的白色恒星和藍(lán)色恒星在很久以前便已消失，因此，主要存在的恒星都是質(zhì)量較小、壽命較長的紅色恒星。 第三類是不規(guī)則星系，它們既非旋渦星系，也非橢圓星系。與我們相鄰的小星系——麥哲倫星系就屬于這種類型，邊界不清，狀如星云。 星系之間的間隔并不規(guī)律。正如**章中所述，星系聚集在一起，形成星系群與星系團(tuán)，又進(jìn)一步聚集成超星系團(tuán)。不過，假如我們想象一下，讓所有星系在整個宇宙中均勻分布，我們就會發(fā)現(xiàn)星系之間的距離相隔幾百萬光年。記住，星系的直徑可能約有10萬光年，所以平均而言，星系之間相隔的空間比每個星系的直徑要大10到100倍。這些空間并不完全是空無一物的。溫度高達(dá)上百萬攝氏度的熾熱氣體不僅包裹著每個星系，也充斥于星系團(tuán)中各個星系之間的空間，通常按在相當(dāng)于鞋盒那么大的空間里有幾個質(zhì)子和電子這樣的比例分布。我們無法使用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡來觀察這種氣體，但如果借助 X 射線來看的話，它就會顯得很明亮。天文學(xué)家尚未完全理解這些氣體是如何分布到那些地方去的，但其范圍極大，以至于將所有星系里恒星中的原子加在一起，也僅占到可觀測宇宙中所有原子數(shù)量的5%左右。
群星的法則 作者簡介
喬·鄧克利（Jo Dunkley） 當(dāng)代女性天文學(xué)家，牛津大學(xué)天體物理學(xué)博士，現(xiàn)為普林斯頓大學(xué)物理學(xué)和天體物理學(xué)教授。她還是西蒙斯天文臺規(guī)劃委員會成員、魯賓天文臺的暗能量科學(xué)合作項目成員。她的主要研究領(lǐng)域為宇宙的起源和宇宙微波背景輻射。 她獲得的榮譽(yù)有：2012年格魯伯宇宙學(xué)獎、2013年麥克斯韋獎、2014年福勒天文學(xué)獎、2016年羅莎琳德·富蘭克林獎、2018年基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎、2019年大英帝國勛章、2020年物理學(xué)新視野獎等。
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