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第1章 宇宙起源与大爆炸学说1

1.1人类对宇宙的认识1

1.1.1古代的宇宙说1

1.1.2地心说2

1.1.3日心说3

1.1.4从太阳系到广阔的恒星世界5

1.1.5有限还是无限6

1.1.6无限和静态宇宙引发的佯谬6

1.2膨胀的宇宙7

1.2.1现代宇宙学的诞生7

1.2.2多普勒效应、红移和紫移9

1.2.3发现宇宙膨胀、哈勃定律10

1.3宇宙大爆炸12

1.3.1字宙之始——α、β、γ12

1.3.2宇宙学原理12

1.3.3热大爆炸模型（标准宇宙模型）12

1.3.4支持大爆炸理论的证据14

1.3.5标准宇宙模型的疑难15

1.3.6非标准宇宙模型15

1.4宇宙的未来16

1.5至大和至小的汇合17

综合练习18

一、选择填空18

二、思考问答20

第2章 恒星世界21

2.1恒星的性质21

2.1.1恒星距离的度量21

2.1.2恒星的概念22

2.1.3体积、质量及密度的差异24

2.1.4恒星的星等和光度25

2.1.5恒星的运动25

2.1.6恒星的能源26

2.2恒星和星座26

2.2.1何为星座26

2.2.2斗转星移话北斗星27

2.2.3星座知多少28

2.3星系和星系团28

2.3.1银河系29

2.3.2星系及分类31

2.3.3星系的特征32

2.3.4星系群、星系团、超星系团32

2.3.5恒星世界的层次结构33

2.4恒星的诞生与演化33

2.4.1赫罗图34

2.4.2恒星的演化与分类35

2.4.3超新星爆发39

2.4.4变星40

2.5宇宙奇观42

2.5.1宇宙空洞及宇宙长城42

2.5.2类星体和γ射线暴43

2.5.3绚丽的星云44

综合练习46

一、选择填空46

二、思考问答47

第3章 黑洞探秘48

3.1科学家的预言48

3.1.1拉普拉斯等人预言的黑洞48

3.1.2史瓦西预言的黑洞49

3.1.3两种力量的较量51

3.1.4奥本海默极限51

3.2黑洞的观测与发现51

3.2.1观测黑洞的方法51

3.2.2黑洞候选者52

3.2.3致密恒星（黑洞）的喷流54

3.3黑洞的类型55

3.3.1史瓦西黑洞（基态的黑洞）55

3.3.2克尔黑洞（旋转的黑洞）56

3.3.3雷斯勒-诺斯特朗姆黑洞（带电的黑洞）56

3.3.4克尔-纽曼黑洞（旋转而带电的黑洞）57

3.3.5超级大黑洞（星系级巨型黑洞）57

3.3.6原始黑洞59

3.3.7微质量黑洞60

3.4白洞、虫洞60

综合练习62

一、选择填空62

二、思考问答63

第4章 太阳系64

4.1太阳65

4.1.1熊熊烈焰百亿年65

4.1.2太阳能量的来源66

4.1.3太阳的结构与成分66

4.2地球69

4.2.1概况69

4.2.2地球的磁场70

4.2.3熔岩、大陆与板块70

4.2.4自转、公转与四季变换71

4.2.5海洋与气候71

4.3月球72

4.3.1概况72

4.3.2物理特征73

4.3.3月球的表面74

4.3.4月球上的水75

4.3.5月球的产生75

4.4类地行星76

4.4.1水星77

4.4.2金星79

4.4.3火星81

4.5类木行星84

4.5.1木星84

4.5.2土星86

4.5.3天王星88

4.5.4海王星89

4.6矮行星90

4.6.1冥王星91

4.6.2冥卫卡戎92

4.6.3新发现的冥外小行星93

4.6.4国际天文学联合会对大行星、矮行星和太阳系小天体的定义96

4.7小行星带96

4.7.1提丢斯-波德定则与发现小行星96

4.7.2近地小行星98

4.7.3几个小行星实例98

4.7.4关于小行星带的成因100

4.8彗星及奥尔特云100

4.8.1彗星概述100

4.8.2对彗星结构及成分的探测101

4.8.3彗星的来源及奥尔特云103

4.8.4彗星与生物灭绝105

综合练习106

一、选择填空106

二、思考问答107

第5章 望远镜与天文观测109

5.1光学望远镜的产生与发展109

5.1.1光学望远镜的发明109

5.1.2光学望远镜的发展和改进111

5.2著名光学天文望远镜简介115

5.2.1叶凯士折射望远镜115

5.2.2威尔逊山1.52m反射望远镜115

5.2.3 2.54m的胡克反射望远镜115

5.2.4 5.08m的海尔反射望远镜116

5.2.5哈勃太空望远镜117

5.2.6凯克系列望远镜121

5.2.7斯隆2.5m望远镜121

5.2.8双子座望远镜122

5.2.9加那利大型望远镜123

5.2.10欧洲南方天文台的甚大望远镜干涉仪124

5.2.11斯巴鲁望远镜125

5.3天线式望远镜126

5.3.1射电天文望远镜127

5.3.2多种频段的空间望远镜128

5.4著名天线式望远镜简介128

5.4.1发现微波背景辐射的号角状天线128

5.4.2甚大阵射电望远镜129

5.4.3阿雷西博巨型射电望远镜130

5.4.4中国的巨型射电望远镜FAST131

5.4.5 SKA超大天文望远镜网络132

5.4.6 ALMA射电望远镜阵列132

5.4.7甚长基线干涉测量技术133

5.4.8钱德拉X射线空间望远镜134

5.4.9威尔金森宇宙微波各向异性探测卫星135

5.4.10斯皮策红外太空望远镜135

5.4.11雨燕观测卫星136

5.4.12赫歇尔太空望远镜137

5.4.13普朗克太空望远镜138

综合练习140

一、选择填空140

二、思考问答141

第6章 电磁波天文学及20世纪60年代四大发现142

6.1以波段分类的电磁波天文学142

6.1.1射电天文学142

6.1.2红外天文学144

6.1.3紫外天文学147

6.1.4 X射线天文学150

6.1.5γ射线天文学151

6.2 20世纪60年代四大发现154

6.2.1神秘的类星体154

6.2.2星际空间的有机分子155

6.2.3微波背景辐射156

6.2.4脉冲星158

综合练习159

一、选择填空159

二、思考问答161

第7章 火箭与航天162

7.1火箭的起源与发展162

7.1.1中国古代的火箭162

7.1.2人类宇航的梦想163

7.1.3让星际航行梦想成真165

7.2太空飞行器169

7.2.1人造卫星170

7.2.2运载火箭172

7.2.3字宙飞船179

7.2.4航天飞机184

7.2.5空天飞机185

7.2.6空间站187

7.3登陆外星的工程、计划190

7.3.1探月与登月工程190

7.3.2火星探测与登陆计划194

7.4宇宙航行展望199

7.4.1未来运载工具展望199

7.4.2目前人类的飞行能力和速度202

7.4.3关于时空旅行和时间机器203

第8章 探索地外生命205

8.1来自近邻的消息205

8.1.1太阳系是否存在地外生命205

8.1.2在20光年以外发现多个疑似宜居行星209

8.2搜寻地外文明计划项目简介211

8.2.1奥兹玛计划212

8.2.2阿雷西博信息212

8.2.3“地球之音”项目213

8.2.4太空多通道分析计划214

8.2.5搜寻地外智能协会与凤凰计划214

8.2.6 SETI@Home计划215

8.2.7艾伦望远镜阵列216

8.3地外文明在何方217

8.3.1弗兰克·德瑞克公式217

8.3.2迄今难以发现地外文明的原因分析218

8.3.3科幻片、科教片中的外星生物形象219

第9章 宇宙明珠地球221

9.1地球何以生机勃勃221

9.1.1得天独厚的地球221

9.1.2地球何以生机勃勃222

9.2地球美景还能持续多久226

9.2.1大自然造就的世界奇观227

9.2.2江山如此多娇229

9.3人造危难迫在眉睫237

9.3.1人类面临四大难题237

9.3.2警钟长鸣245

参考文献247