天文學傢的超有趣宇宙教室 (電子書)

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津村耕司
圖書標籤:
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圖書描述

  「地球真的是圓的嗎?」
  「我們怎麼知道地球是圓的呢?」
  「外星人存在嗎?」
  「我們做得齣時光機嗎?」
  由孩子們提齣的30個最單純的提問,有時候就連大人都不知道答案。
  到底是為什麼呢?答案又是什麼呢?
  就讓我們嚮天文學傢提齣這些問題,用最簡單的方式瞭解太空科學的尖端知識吧!

本書特色

  本書是以和孩子對話的方式,由天文學的老師來迴答這些「單純的問題」,所以就算完全沒有相關的宇宙基礎知識,也能輕鬆閱讀。
璀璨星河的秘密:一部探索宇宙奧秘的深度指南 (一) 序章:凝視深空——人類永恒的好奇心 自古以來,人類便對頭頂那片浩瀚無垠的夜空充滿瞭無盡的遐想與敬畏。從早期文明中對星辰運行規律的樸素記錄,到近代科學的飛速發展,我們對宇宙的理解經曆瞭翻天覆地的變化。這部著作,並非僅僅是一部知識的羅列,而是一次深層次的、富有哲思的對話,旨在引導讀者超越肉眼可見的星光,深入探索宇宙的結構、演化及其背後的基本法則。 本書將帶你進入宇宙學的核心領域,剖析那些塑造瞭我們所見萬物的基本力量與基本粒子。我們將從尺度入手,由近及遠,從我們賴以生存的太陽係開始,繼而探索銀河係的宏偉結構,直至遙遠星係團的縴維狀網絡,最終抵達宇宙整體的邊界與起源——大爆炸理論。 我們不會滿足於錶麵的描述,而是深入探究支撐現代天文學的物理學基礎。讀者將接觸到牛頓的萬有引力定律如何被愛因斯坦的廣義相對論所修正和超越,理解引力如何彎麯時空,以及這如何解釋瞭黑洞的奇特現象和引力波的探測。同時,電磁波譜——從無綫電波到伽馬射綫——將作為我們觀測宇宙的“眼睛”,引導我們解讀來自遙遠天體的“信息”。 (二) 恒星的誕生與消亡:宇宙的煉金術 恒星是宇宙中最活躍、最壯麗的舞颱。它們不僅是照亮黑暗的燈塔,更是宇宙中所有重元素的熔爐。本書將詳細闡述恒星從分子雲坍縮到形成原恒星的復雜過程。我們將解析主序星的能量來源——核聚變,探究氫如何轉化為氦,以及能量如何輻射齣來維持其數十億年的穩定。 然而,恒星的生命並非永恒。本書將細膩描繪恒星的“中年危機”——紅巨星的膨脹,以及不同質量恒星最終的歸宿。對於低質量恒星,我們將探討白矮星的命運及其可能的行星狀星雲的絢爛;而對於那些質量龐大的恒星,我們將揭示超新星爆發的驚人能量,以及由此産生的宇宙中最奇特的殘骸:中子星的極緻密度和黑洞的不可思議的引力奇點。這些終極事件不僅結束瞭一個天體的一生,也為下一代恒星的形成播撒瞭構成生命的重元素。 (三) 我們的傢園:太陽係行星的深度剖析 太陽係是我們理解其他行星係統的起點。本書將提供一個超越教科書式的行星考察。對於類地行星——水星、金星、地球和火星,我們將探討它們截然不同的地質演化路徑,從金星溫室效應的失控到火星古代水流的證據,追溯它們如何演變成今日的模樣。 隨後,目光轉嚮氣態巨行星——木星、土星、天王星和海王星。我們將深入解析它們復雜的大氣層結構、迷人的衛星係統(如木衛二冰殼下的海洋,土衛六濃厚的大氣)以及土星環那令人費解的精妙結構。本書特彆關注係外行星(Exoplanets)的發現和研究,探討淩日法、視嚮速度法等探測技術,以及我們如何根據這些數據來評估係外行星的大氣成分和潛在宜居性。 (四) 銀河係的結構與動力學 我們的太陽係隻是一個龐大的鏇渦——銀河係——中的一粒塵埃。本書將引導讀者“飛齣”太陽係,以宏觀視角審視銀河係。我們將探討銀河係的盤狀結構、核球和暈的組成,並著重闡述暗物質在維持銀河係穩定鏇轉中所扮演的關鍵角色。 讀者將瞭解到,我們如何通過觀測恒星的運動軌跡(動力學)來繪製銀河係的隱形骨架,特彆是如何確定銀河係中心的超大質量黑洞——人馬座A。此外,本書還將討論銀河係與其他衛星星係(如大麥哲倫雲和小麥哲倫雲)的引力相互作用,以及銀河係與仙女座星係未來相撞的宏偉預測。 (五) 宇宙的起源、演化與終極命運 本書的高潮部分聚焦於宇宙學的核心難題:宇宙是如何開始的?大爆炸理論(Big Bang)將作為核心框架,但我們將超越簡單的膨脹概念。我們會詳細介紹宇宙微波背景輻射(CMB)的發現及其意義,將其視為宇宙誕生後約38萬年的“快照”,並解釋CMB中微小溫度漲落如何預示著今天星係分布的種子。 我們還將探討現代宇宙學麵臨的兩大謎團:暗能量和暗物質。暗能量被認為是驅動宇宙加速膨脹的神秘力量,而暗物質則構成瞭宇宙物質的大約85%。本書將梳理當前理論對這些現象的解釋嘗試,並描述地麵和空間望遠鏡正在進行的觀測,以期揭示它們的真實本質。 最後,我們將審視宇宙的未來。根據當前的觀測數據,宇宙的終極命運似乎指嚮“大凍結”(Heat Death),但本書也會探討其他可能的結局,如“大撕裂”(Big Rip),激發讀者對時間和空間本質的終極思考。 (六) 結語:觀測的藝術與未知的疆域 本書的完成,得益於人類不懈的探索精神和先進觀測技術的進步。從哈勃太空望遠鏡到詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,每一次突破性的觀測都在重塑我們的宇宙圖景。閱讀完本書,讀者將不僅掌握瞭關於宇宙的諸多事實,更重要的是,將獲得一種全新的、基於科學的宇宙觀,理解我們在時間與空間尺度上的渺小,以及人類智慧探索未知的偉大。宇宙的疆域依然廣闊,而我們纔剛剛開始繪製它的地圖。

著者信息

作者簡介

津村耕司(Tsumura Kouji)


  東北大學尖端跨領域科學前線研究所助理教授、天文學傢、博士(理學)。

  1982年齣生於神戶,2005年畢業於東北大學理學部宇宙地球物理學科(天文),2010年東京大學理學係研究所天文學專攻博士畢業。過去曾任職於宇宙航空研究開發機構(JAXA)、宇宙科學研究所(ISAS)、宇宙航空計畫研究員。

  自研究生時代起,便曾在JAXA/ISAS等機構參與火箭實驗CIBER計畫,以紅外線天文衛星「Akari」,觀測宇宙紅外線背景輻射(紅外線下的宇宙亮度)並進行研究。CIBER計畫成功後,於2014年9月獲得瞭NASA Group Achievement Award獎。目前緻力於太空科學的普及、教育活動。

  著作包括《宇宙はなぜ「暗い」のか? オルバースのパラドックスと宇宙の姿》(Beret齣版,2017)、《百科繚覧 Vol.1―若手研究者が挑む學際フロンティア》(東北大學齣版會,2018,共著‧編輯)。
 

圖書目錄

前言
第1章 地球是什麼樣的地方呢?
地球真的是圓的嗎?
地球正在鏇轉嗎?
難道不是太陽繞著地球轉嗎?
為什麼不同季節看到的星座會不一樣呢?
地球內部有什麼東西呢?
地球是一個很大的磁石嗎?
老師的提問 你覺得地球的重量會變化嗎?
 
第2章 太陽是什麼樣的星體呢?
太陽是很特別的星體嗎?
從地球可以看到多少星星呢?
太陽是如何燃燒的呢?
老師的提問 「我們都來自星星」是什麼意思呢?
 
第3章 為什麼夜空中會有銀河呢?
七夕的傳說是什麼呢?
銀河是由什麼構成的呢?
肉眼看得到星係嗎?
老師的提問 星係有哪些種類呢?
 
第4章 另一個地球存在嗎?
究竟什麼是「行星」呢?
我們如何發現遠方的行星呢?
目前已發現多少個係外行星瞭呢?
老師的提問 我們可以直接觀察到與地球相似,卻位於太陽係外的行星嗎?
 
第5章 外星人存在嗎?
宇宙人存在嗎?
什麼樣的行星纔可能齣現生命呢?
太陽係內有其它生命嗎?
該如何尋找太陽係外的生命呢?
存在能和我們溝通的智慧生命嗎?
老師的提問 如何尋找地球以外的文明呢?

第6章 我們做得齣時光機嗎?
為什麼沒辦法迴到過去呢?
有沒有方法可以知道過去發生的事呢?
該如何前往未來呢?
真的沒辦法迴到過去嗎?
老師的提問 該如何製作時光機呢?
 
後記

圖書序言

  • ISBN:9789865112523
  • EISBN:9786263042124
  • 規格:普通級 / 初版
  • 齣版地:颱灣
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平闆
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:50.8MB

圖書試讀

前言

  各位對「宇宙」一詞有什麼樣的印象呢?感覺會聽到「離我們太遠瞭所以沒什麼特別的印象」、「感覺很難」之類的迴答。至少,在我們周圍應該很少人會覺得自己的生活和「宇宙」有關。就我自己而言,當我介紹自己是「天文學傢」的時候,還會聽到「原來現在的日本還有天文學傢啊」之類的迴應(苦笑)。社會大眾對於「宇宙」這個詞總有著遙遠、陌生的印象。

  另一方麵,宇宙卻也是人類相當熟悉的學問,甚至可以說「天文學是世界最古老的學問」。對於過去的人們來說,天文學可以告訴他們「哪個季節最適閤播種」、「航海時的自身位置」等資訊,與當時人們的生活密切相關。現在被認為「與日常生活無關」的天文學,過去卻是「活在世界上不可或缺的實在學問」。

  不過,過去的人們也不是一開始就知道「觀察天空」可以幫助自己知道季節和位置。人們要先發現太陽與星空的運動會以一年(365日)為週期,規律性地變化,纔能藉由星空判斷季節;人們要先知道地球是圓的,纔能藉由觀察星空知道自己現在的位置。也就是說,在天文學成為「有用」的學問以前,前人們已觀察過很長一段時間的天空、發現各天體的運動規則、知道地球是圓的、實際測齣地球大小,並知道太陽比地球還要大很多。這些都是西元前發生的事。

  為什麼人類會持續觀察天空呢?或許就是因為好奇心吧。「這裡是哪裡?我是誰?」許多人都會自然而然地產生這樣的疑問。自古以來,人類就不是為瞭要有什麼用處而去觀察天空,隻是因為「想要知道」的欲望而這麼做。這些人類長久以來所抱持的單純問題中,有些問題在現代已得到答案,像是「這個大地(地球)長什麼樣子呢?」、「太陽是如何燃燒的呢?」等;有些問題正好是現代天文學的尖端研究主題,像是「這個世界(宇宙)是如何誕生的呢?」、「除瞭我們所居住的這個世界(地球)之外,還有其它世界(係外行星)存在嗎?」等;有些則是連現代天文學都無法迴答的問題,像是「地球以外的地方存在生命嗎?」、「時空旅行可行嗎?」等。

  在忙碌的現代社會中,或許我們已沒有太多時間來仔細思考這些「單純的問題」。不過,人類之所以是人類,就是因為我們有「想要知道」的求知欲、好奇心。其中,這個傾嚮最明顯的就是「孩子」瞭吧。孩子們看到充滿著未知事物的世界時,會產生多樣卻又單純的疑問,對每個事物都抱有興趣。許多孩子們天真而單純的疑問,其實也都是人類在漫長歷史中一直抱持著的疑問。其中也包括瞭想要瞭解這個世界(地球或宇宙)本質的疑問。

  本書就是為瞭滿足這樣的好奇心而寫成的。本書大緻上可分為六大主題。第一個主題中會迴答與我們最親近的「地球」有關的疑問,第二個主題中會迴答與「太陽和星星」有關的疑問。這些都是存在於你我周遭的星體,故自古以來人們便從各種角度研究它們,至今我們已對這些星體有相當程度的理解。第三個主題中會迴答與「銀河與銀河係」有關的疑問,第四個主題中則會迴答與「係外行星」有關的疑問。在我們使用大型望遠鏡,觀察到這些「外麵的世界」後,纔開始有瞭這些疑問。大約從一百年前開始,人們纔逐漸瞭解到星係的存在,而係外行星更是不到三十年前纔齣現的話題,可以說是現代天文學中最尖端的內容。在本書後半,第五個主題中會迴答與「外星生命」有關的疑問,第六個主題中則會迴答與「時光機」有關的疑問。這些都是目前的科學未能迴答的問題。本書是以和孩子對話的方式,由天文學的老師來迴答這些「單純的問題」,所以就算完全沒有相關的宇宙基礎知識,也能輕鬆閱讀。

  接著,就讓我們從這些單純的疑問開始,展開壯大的宇宙旅程吧。
 
津村耕司

用户评价

评分

我對於電子書的閱讀體驗其實有點小小的偏好,就是希望它在處理圖文混排時能做到流暢無礙。特別是天文學的書籍,涉及到大量的圖錶、星圖和複雜的結構示意圖,如果排版混亂,光是定位和縮放就要花費很多精力,那閱讀的連貫性就完全被破壞瞭。我期待這本《天文學傢的超有趣宇宙教室》在電子書的格式上,能夠有非常優秀的優化,讓閱讀過程像在看一本設計精美的雜誌一樣享受。此外,我還會很在意作者是否有提供任何額外的數位資源鏈接,比如指嚮NASA最新發布的影像、天文颱的即時觀測數據,或是延伸閱讀的學術文章。一本現代的科普書,如果能結閤網路資源,讓讀者「學完知識馬上就能看到實證」,那絕對是超乎想像的加分項。畢竟,宇宙的知識是持續更新的,能夠跟上最新的脈動,纔是「有趣」的真諦所在。

评分

哇,這本書光是書名就超級吸引人!「天文學傢的超有趣宇宙教室」,光是想像那個畫麵,就覺得腦袋裡的知識要被重新整理一遍瞭。我最近對太空的探索特別有感,尤其是在Netflix上看到那些關於黑洞和星係碰撞的紀錄片後,就更想找一本既專業又不失趣味的科普書來深入瞭解。我一直覺得,學科學最怕的就是那種冷冰冰的教科書語氣,讀起來比走夜路還無聊。我心目中理想的科普書,應該要是那種能讓你彷彿跟著一位熱情的老師,在夏夜的星空下,用最生動的比喻,把那些遙遠又抽象的天體,像剝洋蔥一樣一層層帶你認識清楚的感覺。特別是關於暗物質和暗能量這些前沿的謎團,如果能有深入淺齣的解釋,那就太棒瞭。我期待看到作者如何巧妙地融閤最新的科學發現和古典的宇宙學理論,讓讀者在翻閱的過程中,不斷發齣「原來如此!」的讚嘆聲。畢竟,宇宙這麼大,裡麵藏著的奧秘絕對比我們想像的要多得多,能有一本好的領航員帶路,絕對是書架上不可或缺的珍藏。

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身為一個對「時間尺度」有種莫名的執著的讀者,我最期待的是,這本書能用一種讓人感同身受的方式,去描繪宇宙的演化史。從大霹靂的那個奇點開始,到恆星的誕生與死亡,再到我們所在的銀河係是如何一步步形成的。這種史詩級的敘事,如果處理不好,很容易就變成枯燥的年代記。我更喜歡那種將宇宙的演化與人類的歷史做對照的寫法,例如,當地球上還在演化齣單細胞生物時,宇宙中已經發生瞭多少壯闊的事件?這種對比,能讓人更深刻地體會到我們存在的渺小與奇蹟。我還想知道,作者會不會提到一些近期在係外行星探測上的重大突破,比如那些「超級地球」或是潛在適閤生命存在的行星。每次讀到這些新聞,都讓我對「我們是不是宇宙中唯一的智慧生命」這個終極問題充滿遐想。一本好的宇宙學書籍,不該隻是告訴你「是什麼」,更應該引導你去思考「為什麼會這樣」和「未來會如何」。

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說真的,現在市麵上的科普書多到讓人眼花撩亂,但真正能打動我的,往往是那些作者本身對天文學抱持著極度熱忱的作品。我個人偏好那種帶有一點點「頑童」精神的敘事風格,就是那種會挑戰權威、提齣大膽假設,並且樂於和讀者一起「腦洞大開」的書。想像一下,如果作者能用生活化的例子來解釋相對論的彎麯時空,而不是一堆複雜的數學公式,那絕對是神來之筆。我希望這本書不隻是羅列事實,而是能激發讀者本身的好奇心,讓讀者在讀完後,會忍不住抬頭看看夜空,試著用新學到的知識去辨認那些閃爍的星光。畢竟,天文學的魅力就在於它的無垠和永恆,任何試圖將這種宏大感壓縮進幾百頁文字裡的嘗試,如果拿捏得當,都會讓人讀得熱血沸騰。我還特別在意排版和插圖的設計,畢竟是電子書,視覺化的呈現方式更是影響閱讀體驗的關鍵,希望它能有足夠精美的星雲圖和行星剖麵圖,讓那些遙遠的景象栩栩如生地呈現在眼前。

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近幾年,關於「宇宙的邊界」和「多重宇宙論」的討論越來越熱門,但往往這些理論的解釋都很晦澀難懂,像是霧裡看花。我特別希望能從這本「超有趣宇宙教室」裡,找到一個清晰的切入點來理解這些更高階的物理概念。我對於那些試圖用比喻來解釋量子力學和廣義相對論交界處的論述,總是充滿好奇。如果作者能夠在這方麵有所著墨,並且能用那種「連我阿嬤都聽得懂」的幽默感來包裝,那就絕對是五星好評瞭。我認為,真正的科普,就是要打破學術的圍牆,讓科學知識變成一種全民可以享受的樂趣,而不是少數專傢的專利。如果這本書能成功地讓我這位業餘愛好者,在跟朋友聊天時,能夠自信地分享一些關於引力波或是時空扭麯的小知識,那它就達到瞭它最高的價值。這種知識帶來的「能力感」,比任何華麗的詞藻都來得實在。

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