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编者序：浩瀚的宇宙，无尽的未知2

本书阅读导航8

第1章 什么是宇宙12

与生产生活休戚相关：人类开始关注宇宙12

种种宇宙模型的出现：古希腊的宇宙观14

地球是静止的宇宙中心：16世纪前欧洲的地心说16

以太阳为中心的宇宙模型：哥白尼的日心说18

地动说被证实：行星运动三大定律20

地球是转动的：伽利略的发现22

宇宙没有中心：布鲁诺的悲剧24

地球的能量源是太阳：我们居住在太阳系26

离太阳最近的恒星：半人马座的α星C28

宇宙的度量单位：光年30

探索更深远处的宇宙星系：伽利略和牛顿的望远镜32

望远镜犹如时间机器：我们看到的是宇宙的过去34

美丽而神秘的天河：无数恒星的集合36

一个巨大的铁饼：银河系的形状和大小38

为数众多的旋涡星系：美丽的猎犬座M5140

仙女座星云在银河系中吗：关于仙女座大星系的争论42

使用亮度变化的恒星：测量天体的距离44

仙女座星云在银河系之外：哈勃的发现46

宇宙广阔无垠：到仙女座星系的距离48

旋涡星系、椭圆星系和不规则星系：星系的形状50

错综复杂的星系世界：星系的大小和间距52

星系聚集成群：星系团和超星系团54

宇宙空洞的发现：难解的宇宙之谜56

从照片到CCD：天文学的技术革新58

向宇宙的尽头探索：宇宙学的发展60

巧合还是神奇：金字塔的奥秘62

第2章 宇宙在膨胀66

世纪大发现：宇宙在膨胀66

最初的观测：斯莱弗的发现68

光谱分析的应用：光的波长和颜色70

远去的声音会变低：多普勒效应72

星系在远离的证明：红移和退行速度74

天文学的超级巨星：埃德温·哈勃76

越远的星系远离速度越快：哈勃定律78

为了观测更远的星系：变大的望远镜80

宇宙没有边界：无边的宇宙82

宇宙没有中心：我们不在宇宙的中心84

不断地加速：空间是怎样膨胀的86

所有的星系重叠在一起：最初的宇宙很小88

宇宙的起源：爆炸性的宇宙90

地球比宇宙更古老：宇宙的年龄92

哈勃的错误：两种造父变星94

以光速远离的星系：人类看不到的宇宙96

宇宙会永远膨胀吗：宇宙的未来98

热寂还是大坍塌：宇宙的终结100

“空荡荡”的宇宙：宇宙的物质102

支配宇宙的力量：神秘的暗物质和暗能量104

暗物质发现的经过：扎维奇的发现106

第3章 大爆炸理论和宇宙进化110

从大爆炸到现在：宇宙的历史110

宇宙膨胀和光的波长：拉长的光波112

物质构成的基本单位：原子核和电子114

原子核的构成：质子和中子116

制造原子核的能量：汤川秀树的发现118

热宇宙的物质形态：没有结构的宇宙120

热平衡下的均匀温度：宇宙开始的状态122

元素是什么时候生成的：伽莫夫的困扰124

大爆炸的闪现：氢弹实验和伽莫夫126

从一到无穷大：宇宙开始的3分钟128

与大爆炸相对立的理论：稳恒态宇宙模型130

大爆炸理论的先驱：弗里德曼和勒梅特132

电话公司发现的电波噪音：大爆炸理论的证据134

空中交织着各种电磁波：光波的伙伴136

电波的温度：热辐射138

电波杂音带来的诺贝尔奖：关于宇宙背景辐射的两次获奖140

失之交臂的诺贝尔奖：宇宙背景辐射研究的先驱142

充满整个宇宙的电磁辐射：宇宙微波背景辐射144

原子的形成使宇宙透明化：宇宙放晴146

宇宙开始的波动：COBE的发现148

由微小的波动引发的：星系的形成150

暗物质的重要作用：星系由暗物质的波动产生152

最初形成的天体有多大：最初天体的大小之争154

最远的天体类星体：类星体的能量之谜156

连光也逃不出来的地方：神秘的黑洞158

类星体的能量之源：活动星系核模型160

类星体的探索：恒星诞生于类星体162

大爆炸之父：伽莫夫的生涯164

第4章 宇宙的开始和未来168

更细微的宇宙开端：质子和中子是否也会瓦解168

比质子和中子更小的粒子：物质由夸克构成170

宇宙间的隐者：中微子172

大爆炸中创生的：反物质在哪里174

大爆炸无法解开的谜团：热大爆炸理论的缺陷176

反物质哪里去了：磁单极概念的引入178

大爆炸的又一谜团：磁单极疑难180

宇宙的势力范围：视界疑难182

解决诸多疑难：暴胀理论的提出184

什么是暴胀：暴胀是加速膨胀186

引起暴胀的原因：与引力相反的作用力188

恒星、星系的生成：量子波动引起密度波动190

探寻暴胀的直接证据：重力波背景辐射192

对奇点理论的考问：量子波动的世界194

创造宇宙的时间：普朗克时间196

取代粒子的最小存在：超弦理论198

十维、十一维的时空：膜宇宙论200

大爆炸以前宇宙就存在：两种流行的模型202

未来的宇宙图景：宇宙加速膨胀204

地球的未来：彗星向地球倾注而来206

太阳的未来：最后变成白矮星208

星系的未来：恒星从星系中蒸发210

星系的继续演变：巨大的黑洞212

附录214