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[美] 埃里克简森 著

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出版社： 上海科学技术文献出版社

ISBN：9787543969995

商品编码：29914661419

包装：平装

出版时间：2016-07-01

基本信息

书名：合众科学译丛：宇宙进化史

定价：58.00元

作者：埃里克简森

出版社：上海科学技术文献出版社

出版日期：2016-07-01

ISBN：9787543969995

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书介绍了宇宙进化的7个历史时代，即从没有固定形状的射线时代到人类文明的起源时代，在这个过程中，他把宇宙中*微观与*宏观的方面展示出来，也包括它们之间复杂微妙的关系。主要内容有：粒子时代转瞬即逝的简单体、星系时代物质结构的层级、恒星时代锻造元素的熔炉、行星时命的栖息地、化学物质时代物质加能量、生物学时代复杂性持续、文化时代从智力到技术以及一个全新的时代。

目录

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目录
前 言 001
序 章 宇宙学概论 001
**章 粒子时代
转瞬即逝的简单体 059
第二章 星系时代
物质结构的层级 098
第三章 恒星时代
锻造元素的熔炉 166
第四章 行星时代
生命的栖息地 240
第五章 化学物质时代
物质加能量 309
第六章 生物学时代
复杂性持续 368
第七章 文化时代
从智力到技术 454
后 记 一个全新的时代 524

作者介绍

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埃里克简森：塔夫斯大学物理学、天文学和教育学教授，领导怀特中心从事科学教育工作。他也是《宇宙的黎明》《物质和生命的起源》《宇宙进化》《自然界复杂性的增加》等一系列著作的作者。

文摘

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序言

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《星海之歌：天体物理学漫游指南》 第一章：视界之内——我们身处的宇宙 当我们仰望那片深邃的夜空，所见的不仅仅是闪烁的光点，而是跨越了亿万光年的壮阔历史。本书将引导读者进入天体物理学的核心领域，探索我们栖居的这个宇宙的基本构成与运作规律。 1.1 我们的“孤岛”——太阳系解剖 太阳系，这个在银河系旋臂中安静运行的系统，是检验我们物理定律的绝佳实验室。我们将从恒星——太阳——的诞生与演化入手。太阳并非永恒不变，它那持续了数十亿年的核聚变，是地球生命得以延续的根本动力。通过对太阳磁场、日冕物质抛射（CME）以及太阳风的细致剖析，读者将理解恒星活动对行星环境的深刻影响。 行星部分，我们将摒弃传统的按部就班介绍，转而侧重于极端环境的比较研究。以水星的极端温差对比冥王星的冰封地貌；分析金星温室效应失控的教训与地球生命宜居性的微妙平衡。特别地，我们将深入探讨木星和土星——这两位“巨无霸”——如何利用其强大的引力场，充当了太阳系的“清道夫”和“稳定器”的角色。它们的卫星系统，特别是木卫二（欧罗巴）和土卫二（恩克拉多斯），展现了冰下海洋存在的巨大潜力，这直接触及了“地外生命”这一宏大命题的开端。 1.2 尘埃与气体——星际介质的低语 在恒星之间的广袤空间并非真空，而是充斥着稀薄的气体和尘埃，即星际介质（ISM）。这些物质是宇宙物质循环的“原材料库”。本章将详细介绍ISM的组成、温度梯度（从近绝对零度的暗星云到数百万开尔文的电离气体），以及它们如何被宇宙射线和超新星爆发加热与激发。 我们重点讨论星际尘埃对恒星光线的“消光”和“红移”效应，正是这些效应，使得我们观测遥远天体时需要复杂的校正模型。同时，分子云的形成，特别是低温、高密度的巨分子云，是恒星诞生的摇篮。通过射电望远镜观测到的特定分子谱线，科学家得以描绘出这些“恒星工厂”的内部结构和动力学过程。 --- 第二章：恒星的生命周期——从诞生到终结的史诗 恒星是宇宙中最引人注目的“发光体”，它们的一生是物质在极端压力和温度下进行核反应的壮丽史诗。 2.1 星云的坍缩与原恒星的觉醒 恒星的生命始于引力与热力学的拉锯战。本章将追溯气体和尘埃云在自身引力作用下开始收缩的过程。我们将探讨如何通过角动量守恒形成原恒星盘，以及“特雷斯-梁山伯阶段”（T-Tauri Phase）的剧烈活动——原恒星如何通过双极喷流清除周围物质，为后续的核聚变铺平道路。 2.2 主序星的宁静与燃料消耗 一旦核心温度达到临界点，氢聚变成氦的反应开始，恒星便进入了漫长的主序阶段。我们将深入研究质子-质子链反应（P-P Chain）和CNO循环，它们是恒星释放能量的两种主要机制，并讨论恒星质量如何决定其在主序带上的位置、寿命以及最终的命运。质量更大的恒星，虽然光芒万丈，但其燃料燃烧速度极快，生命却异常短暂。 2.3 恒星的“死亡”与“遗迹” 恒星的演化终点，取决于其初始质量。对于像太阳这样的中低质量恒星，红巨星的膨胀、行星状星云的抛射，最终留下白矮星的致密核心，这是一个优雅的谢幕。 而对于大质量恒星，其结局则充满了暴力与戏剧性。我们将详细解析铁核的形成，以及在引力无法抵抗热压力时发生的“引力坍缩”，最终导致II型超新星的爆发。爆炸产生的巨大能量如何将比铁重的元素（如金、铀）播撒到宇宙空间，是理解我们自身构成的重要一环。随后，坍缩的残骸将演化为中子星——密度惊人的天体，或者，如果质量超过奥本海默-沃尔科夫极限，则会形成时空被彻底扭曲的黑洞。 --- 第三章：星系的结构与动力学 恒星并非孤立存在，它们聚集在庞大的星系结构中，星系间的相互作用塑造了宇宙的大尺度结构。 3.1 银河系的侧写 我们的家园——银河系，是一个螺旋星系，其结构包括一个扁平的旋臂盘、一个中央的核球以及一个巨大的暗物质晕。本章将介绍如何通过观测星际气体和恒星的运动速度（特别是“速度色散”）来绘制银河系的动力学图谱，并推导出我们赖以生存的“暗物质”存在的关键证据。此外，我们将探讨银河系中心潜伏的超大质量黑洞——人马座A（Sgr A）的作用。 3.2 星系的分类与演化 从哈勃的“音叉图”开始，我们将系统学习星系的分类：形态各异的螺旋星系、结构简单的椭圆星系，以及介于两者之间的不规则星系。但分类仅仅是表象，星系间的碰撞与并合才是驱动其形态变化的主要动力。我们将模拟星系碰撞如何重塑旋臂结构、触发恒星形成“星暴”，并最终导致椭圆星系的形成。 3.3 活跃星系核（AGN）的能量之源 并非所有星系都平静地运行着。一些星系中央的超大质量黑洞会通过吸积周围物质而变得异常明亮，形成活动星系核（AGN），包括类星体（Quasars）和射电星系。我们将解析吸积盘的物理机制，计算其辐射出的巨大能量，并探讨AGN活动在星系自身演化中所扮演的“反馈”角色——它们如何通过喷流和高能辐射来调节宿主星系的气体冷却和恒星形成速率。 --- 第四章：宇宙学前沿——时空与结构的宏观探索 天体物理学的边界延伸至整个可观测宇宙的尺度，探索宇宙的起源、结构和最终命运。 4.1 膨胀的证据与哈勃定律 本章回顾了爱德文·哈勃的革命性发现——星系的退行速度与其距离成正比，即哈勃定律。我们将解析红移的物理本质，区分引力红移与多普勒红移，并详细介绍如何利用标准烛光（如Ia型超新星）来精确测量遥远距离。 4.2 标准宇宙学模型：ΛCDM 我们目前对宇宙的理解建立在ΛCDM模型之上。本章将详细阐述该模型的三大支柱：宇宙微波背景辐射（CMB）、大尺度结构（星系团和纤维状结构）的形成，以及对宇宙物质-能量构成的最新测量结果。读者将了解到，我们熟悉的普通物质仅占宇宙总质能的不到5%，而其余的大部分则由神秘的暗物质和暗能量主导。 4.3 暗能量的谜团与宇宙的终局 暗能量，以宇宙学常数（Λ）的形式出现，是驱动宇宙加速膨胀的神秘力量。我们将探讨发现暗能量的观测基础——远距离Ia型超新星的亮度异常，并比较当前几种主要的宇宙终极命运假说：大撕裂（Big Rip）、热寂（Heat Death）以及大挤压（Big Crunch，尽管加速膨胀使其可能性降低）。 本书旨在提供一个连贯、深入且基于最新观测数据的宇宙图景，揭示从微观粒子到宏观结构之间普遍存在的物理定律与壮丽景象。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的颠覆了我对宇宙的认知！我一直以为宇宙是恒定不变的，但它却以一种极其引人入胜的方式，将宇宙从一个难以想象的炽热、致密的奇点，一步步演化到我们今天所见的浩瀚星系、璀璨星辰。作者的叙述太有画面感了，我仿佛能感受到宇宙大爆炸的原始能量，见证了粒子如何在高温中诞生、结合，形成原子；又如何在中微子海中穿梭，等待着引力的召唤。书中对暗物质和暗能量的探讨尤其令我着迷，它们是宇宙中最神秘的存在，却又是塑造宇宙结构的关键因素。作者并没有简单地抛出概念，而是深入浅出地解释了科学家们是如何通过观测和理论推导，一点点揭开它们的面纱。阅读的过程中，我不断地惊叹于宇宙演化的精巧与宏大，也对人类在其中的位置产生了更深的思考。这不仅仅是一本科普读物，更像是一次灵魂的朝圣，让我对生命、对存在有了更深刻的敬畏。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我脑洞大开的书！我一直觉得，我们对宇宙的了解可能只是冰山一角，而这本书恰恰印证了这一点。作者并没有止步于已知的科学事实，而是积极探讨了那些尚未解决的宇宙之谜。例如，宇宙的最终命运是什么？是否会有“大挤压”或者“热寂”？生命的起源是否是宇宙演化的必然产物？这些问题不仅引人深思，更展示了科学探索的无限可能。书中对宇宙大尺度结构的形成，以及星系演化的描绘，更是让我惊叹不已。从最初的均匀分布，到引力作用下逐渐聚集形成纤维状、片状的宇宙网，这个过程的细节被描绘得淋漓尽致。读到这里，我突然觉得，宇宙并非一个冰冷的机器，而是一个充满生机、不断变化的生命体。这本书让我对宇宙的认识，不再是枯燥的公式和数据，而是充满了诗意和哲学的高度。

评分☆☆☆☆☆

我一直对天文学抱有浓厚的兴趣，但市面上很多关于宇宙的书籍，要么过于晦涩难懂，要么过于浅显乏味。直到我翻开了这本《合众科学译丛：宇宙进化史》，我才找到了一本真正能够满足我求知欲的作品。它以极其宏观的视角，描绘了宇宙自诞生以来几十亿年的波澜壮阔的历史。作者的语言功底非常了得，即使是描述那些复杂的物理过程，也能写得生动形象，如同讲故事一般。我尤其喜欢书中对早期宇宙的描绘，那段混沌时期，充满了无数的可能性，每一个微小的变化都可能导致截然不同的宇宙未来。书中还详细介绍了各种宇宙学模型，从大爆炸理论到暴胀理论，再到宇宙的膨胀和加速膨胀，每一个阶段的发现都伴随着无数科学家的智慧和努力，这一点让我深受鼓舞。我还在阅读中学习到了许多关于黑洞、类星体、星系碰撞等精彩的天文现象，每一次阅读都像是在进行一次激动人心的宇宙探险。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对宇宙充满好奇的普通读者，我发现这本书提供了一个绝佳的视角来理解宇宙的过去、现在和未来。作者的写作风格非常接地气，他巧妙地将那些深奥的科学理论，转化成普通人能够理解的语言。我特别欣赏书中对宇宙演化过程中关键“节点”的解读，比如宇宙微波背景辐射的发现，它就像是宇宙大爆炸留下的“婴儿照片”，为我们提供了无可辩驳的证据。此外，书中对恒星的诞生、死亡以及它们在宇宙元素循环中的作用的描述，也让我印象深刻。我之前从未想过，构成我们身体的每一个原子，都曾是某颗恒星的核心。这本书让我对“我是谁”、“我们从哪里来”这些哲学命题有了更深刻的科学层面的理解。读完这本书，我感觉自己仿佛完成了一次穿越时空的宇宙之旅，对我们所处的这个神奇世界有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超出了我的预期！我原本以为会是一本介绍宇宙基本知识的书，但它却更像是一部宇宙编年史，细致地记录了宇宙从无到有的全部历程。作者在梳理宇宙演化脉络的同时，也穿插了许多关于科学史的精彩故事，比如爱因斯坦的相对论如何改变了我们对时空的认知，哈勃望远镜如何揭示了宇宙的膨胀等等。这些故事让整个阅读过程充满了趣味性和人情味，也让我更加理解科学是如何一步步发展壮大的。书中关于宇宙加速膨胀的论述，以及对暗能量最新研究进展的介绍，更是让我感受到了科学前沿的脉搏。我被作者严谨的科学态度和丰富的想象力所折服，这本书无疑是我近几年来读过的最精彩的科普读物之一。它不仅拓宽了我的知识边界，更激发了我对未知世界持续探索的热情。