宇宙的狀態(tài)

內(nèi)容概要

　　本書旨在向你介紹有關宇宙學的標準知識。作者佩德羅·G.費雷拉闡述宇宙理論的基本觀點，探討過去的一百年甚至更長的這段時間里某些重要的發(fā)現(xiàn)和概念上的突破。當我們將觀測所得和理論預測相比較的時候，為什么這個領域總是欣喜不斷，為什么宇宙學在現(xiàn)代科學中能占據(jù)中心地位、吸引眾多愛好者的目光，就都變得顯而易見了。不過在建立宇宙當前的模型時，我們也無法無視那些放不進“拼圖”的新部件。無法解釋的現(xiàn)象必須借助最初假設范圍之外、新的物理原理，才能被納入“拼圖”之中。到頭來，你對這幅完整的畫面會持有截然相反的兩種觀點。你也許會覺得我們現(xiàn)有的宇宙模型實在是太強勢了，以至于就算不得不作調(diào)整，也不過是些小修小補罷了。再或，你也許會覺得這些修補格格不入，認為模型的什么地方出了大問題：我們或許正站在另一場科技革命的門檻之上。

書籍目錄

導讀1.機械的宇宙2.天空有多高？3.阿爾伯特·愛因斯坦與時空之布局4.進化的宇宙5.遙遠星系的退行6.高溫的初始階段和宇宙光球?qū)?.原始火球中輕元素的由來8.恒星的神秘變幻9.基本作用力與物質(zhì)的起源10.引力讓不可見的事物現(xiàn)身11.暗物質(zhì)與另類物質(zhì)12.加速的宇宙？13.暗能量是第五要素14.從有序到混沌15.原始的聲音16.星系之生態(tài)學17.卷繞與變形18.最初之時？

章節(jié)摘錄

　　有了布拉赫的數(shù)據(jù)，開普勒就能詳細描述行星的橢圓形軌道了。他的三大定律至今仍在使用。第一定律稱，行星沿橢圓形軌道運行，太陽位于其中一個焦點的位置。該定律再次確立了太陽在宇宙中扮演的重要角色。第二定律稱，太陽和某特定行星間的假想連線在相同的時間內(nèi)掃過的面積相等。該定律描述的是行星靠近或遠離太陽時的速度。離得越近時，兩個天體間的假想連線就越短，因此，為使較短的連線劃出與距離較遠時大小相等的區(qū)域，行星運動的速度也就得越快。換句話說，行星離太陽越近，運動速度就越快。　　開普勒的第三定律展示了行星在宇宙間的布局方式，指出任何兩顆行星繞日公轉(zhuǎn)周期的平方與橢圓軌道半長軸的立方之比是一個常量。行星越近，它繞一周所需的時間就越短。公轉(zhuǎn)時間和距離之間的精確關系可以用來建立宇宙的法則。換句話說，我們可以精確地計算出行星軌道的大小，比方說以地球的軌道為參照。如果我們確定了地球與太陽間的距離，那我們就能計算出其他所有行星的軌道半徑?！　‘旈_普勒在構(gòu)想他的行星運動定律時，意大利天文學家伽利略·伽利雷觀測行星的精確度已經(jīng)更上一層樓。17世紀之初，望遠鏡在歐洲開始成為一種家喻戶曉的光學儀器。1609年左右，伽利略開始用望遠鏡進行觀測，在3年的時間里，他發(fā)現(xiàn)了一系列新的天文現(xiàn)象，對其宇宙觀的建立有極大影響。伽利略的第一個發(fā)現(xiàn)便是月球上的山丘和山谷，這和地球極為相似。當太陽從不同角度照亮月球時，陰影處有著豐富而粗糙的地形，不同于古時所認為的天體是絕對光滑的球體。這離十五世紀才開始的宇宙的民主化進程又邁進了一步。當伽利略將他的望遠鏡轉(zhuǎn)向木星時，他發(fā)現(xiàn)它的周圍有幾個亮點。它們是新發(fā)現(xiàn)的圍繞木星旋轉(zhuǎn)的四顆衛(wèi)星，正如月球是圍繞地球旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星一樣?！　≠だ灾С指绨啄岬挠钪婺Ｐ?，在這個方面，他作的最大貢獻便是發(fā)現(xiàn)了金星和月球一樣，會變相。要理解這一點，我們不妨想象下月球。月球和其他行星一樣，會發(fā)光是因為反射了太陽光的緣故。在一個月的不同時間段里，地球上的某個觀測者會從不同角度看見月球被照亮的一面。如果月球運動到了太陽的正前方，那么月球上被照亮的那面就遠離觀測者了。這就是所謂的“新月”。如果地球位于太陽和月球之間，那么后者會被完全照亮。這個月相被稱為“滿月”。介于這兩者之間的月相都是一部分變暗，大小不一?！　≠だ园l(fā)現(xiàn)，通過觀測金星的變相，他就能確定金星相對于太陽和地球的位置。金星是如何反射太陽光的？這能用來解釋為什么不同的部位會變暗。地心說和日心說的預測大有不同。比如，先考慮地心說，金星的軌道在里面，太陽的軌道在外面；它們的軌道雖然不同，卻緊密聯(lián)系。在這種模型中我們永遠不會看見金星完全被照亮的樣子：金星完全反射太陽光，還要面朝我們——我們永遠不會處于這樣的格局中。在以地球為中心的模型中，金星永遠都不會有類似于滿月的時候。然而伽利略的觀測卻表明，金星會呈周期性地變?yōu)閹缀跬耆徽樟恋膱A盤。這說明，陽光照射到金星上，金星又朝我們反射了陽光。　　嚴格說來，伽利略的觀測并不能將地心說斬草除根。它只是排除了金星圍繞地球旋轉(zhuǎn)的可能性。比如，金星的“滿月”狀態(tài)可以用布拉赫的宇宙模型來解釋：金星、水星和其他行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)，而太陽和月球圍繞地球旋轉(zhuǎn)。這樣，托勒密模型中的信條之一還是有可能保留下來的?！　≠だ砸簧紙远ǖ刈o衛(wèi)日心說，同時也繼續(xù)研究運動定律。在他的《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》中，伽利略講了一個支持日心說的、頗有說服力的故事。它說的是三個朋友之間持續(xù)數(shù)日的一場爭論。兩個聰明的日心說支持者薩維拉提和薩格列多發(fā)現(xiàn)，用他們清晰的觀點壓倒地心說支持者辛普利西奧簡直易如反掌。托勒密宇宙學的追隨者連筆者的同情也得不到，還被寫成附和教會論點之徒。教會之前一直未曾聲明自己支持哪種宇宙學說，這次終于被惹得采取了行動。教皇——伽利略以前的朋友，將哥白尼的模型譴責為異端，說它違反了《圣經(jīng)》的神圣解釋，伽利略只好屈辱地收回觀點。三個世紀之后，羅馬教廷因為自己的行為而道歉?！　　?/pre>




編輯推薦
　　宇宙學是結(jié)合利用數(shù)學工具、高端望遠鏡的觀測結(jié)果和有依有據(jù)的推測（這一點最為重要）來努力揭秘宇宙的歷史和運動。《宇宙的狀態(tài)（現(xiàn)代宇宙學入門）》旨在向你介紹有關宇宙學的標準知識。作者佩德羅·；G.費雷拉闡述宇宙理論的基本觀點，探討過去的一百年甚至更長的這段時間？某些重要的發(fā)現(xiàn)和概念上的突破。





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