圖解宇宙之謎100問
作者： 荒舩良孝彭瑾 整理日期：2016-06-12 08:40:01
從宇宙的姿態(tài),到宇宙的進(jìn)化、宇宙論,直到宇宙的開發(fā)，完全顛覆你的常識(shí)！人們?yōu)槭裁磿?huì)對(duì)宇宙抱有特別的想象呢？我想這是人類的本質(zhì)所趨。自從人類在地球上出現(xiàn)以來，“人類是什么”“宇宙是怎么產(chǎn)生的？”“我們究竟來自哪里？將要去哪里”這類疑問一直不斷地困擾著我們。本書是一部用全彩珍貴天文插圖詮釋宇宙之謎的**宇宙探索科普讀物。
本書簡介：
荒舩良孝編寫的《圖解宇宙之謎100問》為“圖解科技譯叢”系列之一。主要內(nèi)容包括宇宙的歷史如宇宙的年齡及它的誕生、形態(tài)等，宇宙的作用力、宇宙大統(tǒng)一理論及超弦理論，宇宙及其基本粒子，探索宇宙之謎的觀測(cè)技術(shù)，不斷變化的太陽系，飛向宇宙的人類等。本書內(nèi)容豐富、圖文并茂，可供廣大科普愛好者閱讀，也適合青少年知識(shí)拓展使用。
目錄：
第1章宇宙的簡歷
001宇宙的年齡是100億歲、120億歲、140億歲等，
眾說紛紜，哪個(gè)才是正確的呢？
002宇宙從大爆炸開始誕生的傳聞是真的嗎？
003大爆炸之后宇宙又發(fā)生了什么呢？
004曾經(jīng)聽說過宇宙放晴這個(gè)詞，這是什么意思呢？
005原子形成后，宇宙發(fā)生了怎樣的變化？
006氫、氦之外的元素是如何產(chǎn)生形成的？
007比鐵重的元素是如何形成的？
008超新星爆發(fā)后恒星變成了什么樣子呢？
009質(zhì)量相當(dāng)于太陽質(zhì)量的30倍以上的恒星發(fā)生超新星爆發(fā)之后，會(huì)怎么樣呢？
010所謂的黑洞究竟是怎樣的天體呢？
011關(guān)于宇宙的樣子，人們了解到什么程度呢？
012太陽系之外是什么樣子呢？
013宇宙在銀河系之外也是同樣浩瀚無邊嗎？ 第1章 宇宙的簡歷001宇宙的年齡是100億歲、120億歲、140億歲等， 眾說紛紜，哪個(gè)才是正確的呢？ 002 宇宙從大爆炸開始誕生的傳聞是真的嗎？ 003 大爆炸之后宇宙又發(fā)生了什么呢？ 004 曾經(jīng)聽說過宇宙放晴這個(gè)詞，這是什么意思呢？ 005 原子形成后，宇宙發(fā)生了怎樣的變化？ 006 氫、氦之外的元素是如何產(chǎn)生形成的？ 007 比鐵重的元素是如何形成的？ 008 超新星爆發(fā)后恒星變成了什么樣子呢？ 009 質(zhì)量相當(dāng)于太陽質(zhì)量的30倍以上的恒星發(fā)生超新星爆發(fā)之后，會(huì)怎么樣呢？ 010所謂的黑洞究竟是怎樣的天體呢？011 關(guān)于宇宙的樣子，人們了解到什么程度呢？012 太陽系之外是什么樣子呢？013 宇宙在銀河系之外也是同樣浩瀚無邊嗎？014 宇宙中星系是最大的天體嗎？任何空間都存在星系嗎？015宇宙的大規(guī)模構(gòu)造是如何形成的？第2章黑暗中的宇宙016宇宙的年齡和起源已經(jīng)知曉，還有何未知的呢？017 經(jīng)常聽說的暗物質(zhì)、暗能量究竟是什么呢？018 暗物質(zhì)的真面目我們目前還完全不知道嗎？019 我們?yōu)槭裁磿?huì)知道有看不到的暗物質(zhì)存在呢？020 暗物質(zhì)和大規(guī)模構(gòu)造緊密相關(guān)，這么說有證據(jù)嗎？021 所謂暗能量到底是什么？022 據(jù)說愛因斯坦預(yù)言了暗能量，是真的嗎？？023 據(jù)說宇宙運(yùn)行的基本力只有四種，是真的嗎？024 這個(gè)宇宙中一開始就存在四種基本力嗎？025 力的統(tǒng)一論發(fā)展到了什么程度呢？026 超弦理論是什么樣的理論呢？ 027 這個(gè)宇宙真的是十維的嗎？第3章 基本粒子和宇宙028 基本粒子有哪些種類呢？ 029 基本粒子的研究及宇宙的研究，存在什么樣的關(guān)系呢？030 基本粒子研究關(guān)注宇宙的契機(jī)是什么呢？031 夸克和輕粒子都是創(chuàng)造物質(zhì)的基本粒子，這兩者之間到底有什么區(qū)別呢？032 所謂中微子是什么呢？ 033 聽說了解中微子同了解宇宙是密切聯(lián)系的，是怎么一回事呢？034 聽說小柴昌俊獲得諾貝爾獎(jiǎng)同中微子有關(guān)系嗎？035神岡探測(cè)器和超級(jí)神岡探測(cè)器有什么區(qū)別呢？還有什么樣的發(fā)現(xiàn)呢？036 中微子有質(zhì)量這件事，為什么會(huì)成為這樣大的話題呢？037 中微子是暗物質(zhì)的候補(bǔ)嗎？038 反粒子是什么呢？ 039 粒子和反粒子是同時(shí)形成同時(shí)消失的，為什么身邊沒有反粒子呢？第4章 破解宇宙之謎的觀測(cè)技術(shù)040 對(duì)于宇宙我們能夠看到多遠(yuǎn)？ 041 我們探索遠(yuǎn)處的星系有什么樣的意義呢？042 世界上最大的望遠(yuǎn)鏡是哪一個(gè)？043 天體觀測(cè)可以觀測(cè)到可見光之外的波長嗎？有什么區(qū)別嗎？044 波長短于可見光的電磁波，適用于什么樣的觀測(cè)呢？045 電波觀測(cè)的特點(diǎn)是什么？？046 ALMA計(jì)劃是什么計(jì)劃呢？047 聽說宇宙中有望遠(yuǎn)鏡，為什么要將望遠(yuǎn)鏡放到宇宙中呢？048 哈勃太空望遠(yuǎn)鏡可以用來做什么呢？049 日本的探測(cè)器好像在月球上運(yùn)轉(zhuǎn)吧？050 聽說過絲川這個(gè)詞，這是什么呢？ 051 隼鳥號(hào)探測(cè)器在絲川上進(jìn)行了什么樣的調(diào)查呢？ 052 隼鳥號(hào)探測(cè)器現(xiàn)在是怎么做的呢？053 通過調(diào)查小行星，明白了什么事情呢？第5章 漸漸改變的太陽系054 聽說冥王星不再定義為行星，為什么會(huì)發(fā)生這樣的事情呢？055 行星的數(shù)量曾經(jīng)變?yōu)?2個(gè)，這是怎么發(fā)生的呢？056 是不是行星減少一個(gè)，太陽系的大小就會(huì)變小呢？057 太陽系的邊際在哪里呢？058 太陽是如何產(chǎn)生的呢？059 太陽系的行星是如何形成的呢？060 太陽系的行星是不是都是相同的構(gòu)造呢？還是說每個(gè)行星都存在區(qū)別呢？061 太陽系中的天體是不是只有太陽和行星呢？062 太陽系中可能有新的行星，這一說法是真的嗎？063 行星只存在于太陽系嗎？064 被發(fā)現(xiàn)的系外行星同地球相似嗎？065 月亮是如何形成的？066 月球還有其他的謎嗎？ 067 為什么會(huì)出現(xiàn)極光？068 剛剛誕生的地球，是什么樣子的呢？069 地球上的生命是如何誕生的呢？070 地球之外存在生命嗎？071 地球之外存在生命的可能性比較高的地方有嗎？072 火星上有水嗎？第6章 飛往宇宙中的人類073 迄今為止有多少人去過外太空呢？074 人類可以在宇宙中生活嗎？075 國際宇宙空間站計(jì)劃，有哪些國家參加呢？076 為什么俄羅斯參加了國際宇宙空間站計(jì)劃呢？077 希望你能告訴我一些關(guān)于“希望”實(shí)驗(yàn)艙的事情078 宇宙空間站中不穿宇航服可以生活嗎079 進(jìn)入到宇宙中身體會(huì)發(fā)生什么樣的變化呢？080 除了宇航病之外，還會(huì)發(fā)生什么樣的身體變化呢？081 在宇宙中骨頭會(huì)變脆弱，是真的嗎？082 宇航員在宇宙中有自由的時(shí)間嗎？083 宇宙中洗澡或者上廁所怎么辦呢？084 聽說日本餐可以作為宇宙餐，這是怎么回事呢？085 對(duì)于宇航員來說宇宙餐有什么樣的意義呢？086 在宇宙中也可以使用互聯(lián)網(wǎng)嗎？087 聽過宇宙中也可以進(jìn)行天際預(yù)報(bào)，是怎樣一回事呢？088 除了人類以外有動(dòng)物去過宇宙嗎？089 宇宙中存在生蛋或者生寶寶的生物嗎？090 前往宇宙的四條青鳉魚是如何選出來的呢？091 聽說航天飛機(jī)就要退役了？092 現(xiàn)在有沒有考慮航天飛機(jī)的后繼飛行器呢？093 空間碎片是什么呢？094 空間碎片有解決的方法嗎？095 聽說最近中國的宇宙開發(fā)取得了進(jìn)步，進(jìn)步到了什么程度呢？096 中國之外，還有那些國家發(fā)展了宇宙開發(fā)呢？097 世界上好像也有幾個(gè)國家計(jì)劃探索月球？098 月面基地建成了嗎？099 月面基地將在月球的什么地方建立的呢？100 火星的載人探測(cè)實(shí)現(xiàn)了嗎？宇宙起源于何時(shí)？對(duì)于這個(gè)問題，科學(xué)家們直到數(shù)年前為止都不能給出準(zhǔn)確回答，只能說大概在100億年到200億年之間。關(guān)于宇宙的年齡，在近代科學(xué)發(fā)展之前，許多人就很關(guān)注。1650年，愛爾蘭大主教JamesLissher根據(jù)圣經(jīng)上的描述，計(jì)算出上帝創(chuàng)世的確切時(shí)間是公元前4004年。也就是說，根據(jù)他的計(jì)算，宇宙的年齡大約是6000歲。這個(gè)數(shù)字在現(xiàn)代科學(xué)看來是非常小的。
在科學(xué)界，揭示宇宙起源的劃時(shí)代發(fā)現(xiàn)發(fā)生于1929年。美國天文學(xué)家愛德溫·哈勃實(shí)際觀測(cè)到宇宙中所有的天體相互間在不斷地遠(yuǎn)離。他的觀測(cè)顛覆了認(rèn)為宇宙始終保持一定狀態(tài)不變的宇宙穩(wěn)態(tài)論，人們開始相信宇宙以一定的速度不斷地膨脹。只要知道膨脹速度，就可以推算出宇宙的年齡。宇宙的膨脹速度，也稱哈勃常數(shù)，是研究宇宙年齡的重要標(biāo)準(zhǔn)。哈勃最初計(jì)算得出的哈勃常數(shù)約為526(千米／秒／百萬秒差距)，因此可以求得宇宙的年齡約20億歲�？墒沁@樣的話，宇宙年齡還不到地球的年齡46億年的一半。
因此若要知道正確的宇宙年齡，就必須要提高觀測(cè)技術(shù)。
1990年美國發(fā)射了哈勃望遠(yuǎn)鏡，項(xiàng)目小組在1995年公布了哈勃常數(shù)為80(千米／秒／百萬秒差距)，根據(jù)這個(gè)數(shù)值計(jì)算，宇宙的年齡為100億年左右。但是通過觀察宇宙中最古老的球狀星系團(tuán)——由恒星組成的集合，人們推算組成星系團(tuán)的恒星的年齡在140億歲以上。這樣的觀測(cè)結(jié)果導(dǎo)致了一個(gè)很大的矛盾——宇宙中存在的恒星的年齡比哈勃常數(shù)得到的宇宙年齡大得多。根據(jù)之后的哈勃宇宙望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)，哈勃常數(shù)被定為71(千米／秒／百萬秒差距)，由此得出宇宙的年齡約為137億歲。
2003年，NAsA發(fā)射的微波觀測(cè)衛(wèi)星wMAP(威爾金森微波各向異性探測(cè)器)成功地精確觀測(cè)到宇宙大爆炸之后的光(宇宙背景輻射)。根據(jù)這個(gè)觀測(cè)結(jié)果，求得宇宙的年齡是137億歲，這個(gè)結(jié)果具有很高的精度。因此，目前宇宙年齡的最準(zhǔn)確數(shù)字是137億歲。
大爆炸理論是非常有名的理論，所以我們通常認(rèn)為宇宙是從大爆炸中誕生的，但是大爆炸通常被認(rèn)為是宇宙誕生1034分之一秒后才出現(xiàn)的，因此大爆炸并不是宇宙真正開始的時(shí)間。
那么，宇宙的開始究竟是什么時(shí)候呢？現(xiàn)代宇宙論認(rèn)為，宇宙是突然某一天，從什么都沒有的“無”的世界里產(chǎn)生的。所謂“無”就是我們的感覺無法捕捉到的世界。從分子和原子的層次來看，即使是在我們認(rèn)為的不存在任何物質(zhì)的真空世界，我們也沒辦法完全去除一切物質(zhì)。但是這里所說的“無”是真正的什么都沒有的世界，不要說物質(zhì)，哪怕是光和時(shí)間也不存在的世界。一般認(rèn)為就是從這樣一個(gè)什么都沒有的世界里誕生了1034分之一厘米的小宇宙。
宇宙為什么會(huì)誕生于什么都沒有的“無”呢？能夠解開這個(gè)謎團(tuán)的鑰匙是近代宇宙演化史。描述微觀世界的量子論認(rèn)為事物沒有完全靜止的。即使是“無”的狀態(tài)也會(huì)產(chǎn)生極其輕微的擾動(dòng)，不會(huì)全部是完全均勻的狀態(tài)。這個(gè)微擾就是宇宙誕生的種子。一般認(rèn)為在宇宙出現(xiàn)之前的“無”的狀態(tài)里，誕生了幾個(gè)極其微小的宇宙，但最后都消失了。
……
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