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第一章 观测到的宇宙1

第一节 太阳系2

1.1太阳3

1.2行星际物质3

1.3内太阳系4

1.4中太阳系7

1.5外海王星区9

1.6邻近的区域13

第二节 距离的测量14

2.1天球面14

2.2度量距离的阶梯15

第三节 银河系16

3.1银盘21

3.2银心23

3.3银晕24

3.4周边星系34

3.5银河的未来37

第四节 红移37

4.1波动37

4.2多普勒效应40

4.3特征光谱40

4.4吸收光谱42

第五节 膨胀的宇宙43

5.1哈勃关系43

5.2大爆炸宇宙假说44

第六节 宇宙微波背景辐射44

6.1黑体辐射44

6.2意外的发现47

6.3光子平衡态48

第二章 宇宙的过去、现在和未来50

第一节 大爆炸50

1.1标准模型50

1.2趋势52

1.3奇点起源说53

1.4白矮星 中子星和黑洞54

1.5空间的平直性55

1.6宇宙将会收缩57

第二节 宇宙收缩 宇宙的“年龄”61

2.1光子平衡态必然膨胀61

2.2宇宙从膨胀到收缩的转折62

2.3怎样收缩63

2.4收缩极限64

2.5宇宙年龄67

第三节 孤立系统71

3.1计算72

3.2黑洞72

3.3影响72

第四节 宇宙的熵与宏观世界的不同73

4.1力学第二定律 熵增原理73

4.2宇观系统的熵74

4.3我们宇宙的熵在不断减少75

第五节 我们宇宙质量中心的方位75

5.1观测76

5.2方向77

5.3距离77

第六节 大宇宙78

6.1大宇宙的图像78

6.2星星发光的影响79

6.3黑洞的空间81

6.4我们宇宙过去的弯曲闭合与现在的平直84

6.5空间与物质85

6.6大红移天体85

6.7对我们宇宙大小的推测86

6.8小结88

第七节 恒星和星系起源89

7.1引力不稳定性89

7.2相空间91

7.3新方程93

7.4孤立气团的形成97

7.5恒星生成99

7.6星系形成110

第八节 恒星演化116

8.1赫罗图116

8.2传统模型118

8.3恒星的状态123

8.4太阳核聚变概率124

8.5目前太阳状态128

8.6检验129

8.7结束主序期的膨胀131

8.8变星136

8.9推论139

8.10一个自由度143

8.11大质量恒星145

8.12新星 超新星149

8.13小质量恒星150

第三章 不同以往的宇宙航行153

第一节 动机153

1.1好奇153

1.2探索153

1.3发展154

1.4生存154

第二节 动力155

2.1燃料效率155

2.2化学燃料156

2.3原子核裂变156

2.4核聚变157

2.5反质子159

2.6激光160

第三节 大飞船小社会164

第四章 宇宙航行的几个阶段167

第一节 太阳系内167

1.1月球167

1.2火星181

1.3金星196

1.4木卫三211

1.5土卫六216

1.6冥王星228

1.7阋神星234

1.8塞德娜236

1.9永久性空间站239

1.10小结239

第二节 银河系内239

2.1燃料240

2.2第一道天堑240

2.3宇宙航行方向原则241

2.4比邻星241

第三节 飞出银河系243

3.1出发243

3.2距离243

3.3速度244

第四节 向我们宇宙的边缘前进244

第五章 伟大事业246

第一节 平安舟246

第二节 木星247

2.1概况247

2.2卫星256

2.3人类探索259

第三节 平安之旅264

3.1使命264

3.2椭圆轨道265

3.3环境266

第四节 未来267

名词术语268

后记271