尼爾泰森《給忙碌者的天體物理學(xué)》

據(jù)說(shuō)我們應(yīng)該多了解歷史和天文,分別在時(shí)間和空間上拓展自己的視野和認(rèn)知,在碰到問(wèn)題的時(shí)候仅政,不會(huì)狹隘的自怨自艾,至少我們能夠稍微豁達(dá)一點(diǎn)盆驹,畢竟從歷史的時(shí)間和宇宙的空間來(lái)看自己的問(wèn)題圆丹,那就都不是問(wèn)題。


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給忙碌著的天體物理學(xué)躯喇,分了12個(gè)章節(jié)辫封。

1、有史以來(lái)最偉大的故事

追溯到宇宙誕生之初的140億年前廉丽,四種基礎(chǔ)作用力那時(shí)是統(tǒng)一的(強(qiáng)核力倦微、弱核力、電磁力正压、引力)欣福。

在大爆炸后的10-43秒時(shí)間內(nèi),叫做普朗克時(shí)期焦履,對(duì)應(yīng)的宇宙尺寸也是如此之小拓劝,叫做普朗克長(zhǎng)度。

夸克是個(gè)古怪的野獸裁良,每個(gè)質(zhì)子有一個(gè)正電荷凿将,每個(gè)電子有一個(gè)負(fù)電荷校套,可是夸克具有的電荷數(shù)是分?jǐn)?shù)价脾,只能是1/3或者2/3。

極早期宇宙的一段時(shí)間笛匙,物質(zhì)粒子的數(shù)量略微超過(guò)反物質(zhì)粒子侨把,比例為十億零一比十億,每10億次的粒子湮滅(由此留下10億個(gè)光子)妹孙,才會(huì)有一個(gè)強(qiáng)子幸存秋柄,這些孤獨(dú)的幸存者構(gòu)成了我們看到的星系、恒星蠢正、行星骇笔。

2、在地如在天

通過(guò)光譜分析,發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)上的氦元素笨触,這是第一個(gè)也是唯一一個(gè)地球以外被發(fā)現(xiàn)的元素懦傍。

宇宙中有兩類普遍真理:

(1)普適的常量:比如大G、光速

(2)守恒定律:質(zhì)量和能量的守恒芦劣、線性動(dòng)量和角動(dòng)量的守恒粗俱、電荷的守恒

3、要有光

早期宇宙粒子湮滅產(chǎn)生的光子虚吟,在宇宙中穿越寸认,“宇宙背景”是早期宇宙殘余光的化身。通過(guò)光譜可以推斷宇宙背景的溫度串慰,隨著宇宙不斷膨脹偏塞,逐漸冷卻,變成了紅外光子邦鲫,它們現(xiàn)在是微波烛愧,叫做“宇宙微波背景”,對(duì)應(yīng)的溫度是2.725K掂碱。保持500億年后怜姿,會(huì)過(guò)渡到“宇宙射電波背景”。

美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室彭齊亞斯和威爾遜疼燥,在實(shí)驗(yàn)中無(wú)意探測(cè)到了宇宙微波背景輻射沧卢,并因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。

4醉者、在星系之間

5但狭、暗物質(zhì)

根據(jù)萬(wàn)有引力定律,觀測(cè)到的星系運(yùn)動(dòng)規(guī)律有些不相符撬即,據(jù)此推斷在某些地方應(yīng)該還有沒(méi)被發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)立磁,謂之“暗物質(zhì)”。暗物質(zhì)跟普通物質(zhì)完全不同剥槐,據(jù)測(cè)算暗物質(zhì)是普通物質(zhì)的6倍唱歧。

6、暗能量

在宇宙“質(zhì)量+能量”總量中粒竖,暗能量占絕大多數(shù)颅崩,其次是暗物質(zhì),我們常見(jiàn)并理解的物質(zhì)只占有極少部分蕊苗。


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7沿后、元素周期表里的宇宙

只有三種元素是宇宙大爆炸時(shí)自然出現(xiàn)的,其余的元素都是從高溫的恒星內(nèi)核產(chǎn)生的朽砰。

氫是最輕和最簡(jiǎn)單的元素尖滚,原子核只有一個(gè)質(zhì)子喉刘,人體占比超過(guò)2/3,宇宙中更是超過(guò)90%漆弄。

氦是宇宙中第二簡(jiǎn)單和第二豐富的元素饱搏,雖然比氫少得多,但是它的含量是除了氫之外其它所有元素總和的4倍以上置逻。

鋰是宇宙中第三簡(jiǎn)單的元素推沸,它的原子核中有三個(gè)質(zhì)子。鋰像氫和氦一樣也是宇宙之初就有的元素券坞。

8鬓催、關(guān)于球形這回事

在所有形狀中,球形最受簡(jiǎn)單物理定律的青睞恨锚。

宇宙在膨脹宇驾,從每一個(gè)方向看過(guò)去,所有星系都在離我們而去猴伶,其速度與跟我們的距離成正比课舍,在一定的距離,那里的星系退行速度將達(dá)到光速他挎,在這個(gè)距離之外的所有光線都不能到達(dá)我們筝尾,在這個(gè)“邊緣”之外的宇宙是不可見(jiàn)、不可知的办桨。這帶來(lái)一個(gè)“多重宇宙”版本筹淫,在一個(gè)連續(xù)的時(shí)空結(jié)構(gòu)之內(nèi),由彼此孤立呢撞、相互無(wú)接觸的口袋空間組成损姜。

9、不可見(jiàn)光

從低能低頻殊霞,到高能高頻的電磁波譜如下:

無(wú)線電波摧阅、微波、紅外線绷蹲、可見(jiàn)光棒卷、紫外線、X射線瘸右、伽馬射線

速度=波長(zhǎng)*頻率

10娇跟、在行星之間

太陽(yáng)及其所有行星岩齿、衛(wèi)星所占有的體積太颤,僅占有太陽(yáng)系空間的萬(wàn)億分之一。

柯伊伯帶盹沈,是一個(gè)布滿彗星的帶狀環(huán)形區(qū)域龄章,位于海王星之外吃谣,寬度范圍和太陽(yáng)到海王星的距離相當(dāng),其中最著名的應(yīng)該就是哈雷彗星做裙,矮行星冥王星也被包括在內(nèi)岗憋。

月亮的直徑是太陽(yáng)直徑的1/400,月亮到地球的距離也是到太陽(yáng)距離的1/400锚贱,這是個(gè)獨(dú)一無(wú)二的巧合仔戈,從而使太陽(yáng)和月亮在地球上看到的大小是一樣的,也讓我們能夠看到獨(dú)特的日全食拧廊。月亮的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)是一樣的监徘,被潮汐鎖定,面朝地球的永遠(yuǎn)是同一個(gè)面吧碾。

太陽(yáng)以超過(guò)每秒100萬(wàn)噸的速度在散失物質(zhì)凰盔,叫做“太陽(yáng)風(fēng)”,主要是高能帶電粒子倦春。

11户敬、另一個(gè)地球


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12、基于宇宙視角的反思


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