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第一章 我们的宇宙图像 2

人类认识宇宙，从“看星星”开始 2

与生产生活密切相关的天象观测 2

宇宙地心说 5

日心说出炉 8

开普勒三大定律 11

在某一个有限时刻，宇宙开端了 15

星系是遍布宇宙的庞大星星“岛” 18

神秘天河中藏着无数恒星 18

星系“类型秀” 21

扁平圆盘状的银河系 25

广袤银河中，人类居住在太阳系 27

我们知道宇宙在膨胀，却弄不懂金字塔 31

哈勃的观测 31

望远镜中的宇宙 34

金字塔之谜 36

第二章 空间和时间 40

就算物质都毁灭，时空依然相互独立存在 40

羽毛和铁块为何同时落地 40

牛顿的引力定律 42

无论怎么测量，光速数值始终不变 45

绝对时间和绝对空间 48

一切都是相对的，时间和空间是相结合的 51

光的媒介是像风一样的以太吗？ 51

抛弃以太——光速是恒定的常数 53

无论何时何地，物理法则永远不变 56

从四维空间里，找出你的时空坐标系 60

引力折弯光线，形成弯曲的时空 63

光会被引力场折弯 63

变慢的时间 67

双生子吊诡的真相 69

第三章 膨胀的宇宙 74

星系不断远离，宇宙时刻膨胀 74

用光的波长和颜色来观测远去的恒星 74

多普勒效应 77

越远的星系“逃离”的速度越快 79

膨胀的宇宙 82

由密集状态开始的巨大爆炸 85

大爆炸理论的证据 85

星系远离，说明我们在宇宙的中心吗 88

空间到底是怎样膨胀的 91

宇宙会永远膨胀下去吗？ 93

大爆炸或者时间，有一个开端 97

暗物质和暗能量 97

热寂说和大坍塌 100

大爆炸的奇点 103

稳恒态宇宙模型 105

第四章 基本粒子和自然的力 110

一层一层“隐藏”在物质中的粒子 110

物质的构成 110

原子的内部结构 113

质子和中子 115

构成质子和中子的更小微粒 118

粒子不但能自己旋转，还有“反面” 122

粒子加速器 122

反粒子 124

虚粒子 128

微小粒子间的四种“强大”力 130

引力：“我”很弱，但到处都有“我” 130

电磁力：比引力大100亿亿亿亿亿倍 133

弱核力：“我”很少见，但确实存在 135

强核力：小心，“我”有“禁闭症” 136

第五章 黑洞到底黑不黑 140

恒星的生命终结等于黑洞的诞生 140

黑洞——捕获光线的终极恒星 140

恒星的最终命运 143

黑洞的形成 145

检测黑洞犹如在煤库里找黑猫 148

黑洞的边界：事件视界 148

黑洞的形状 151

黑洞的检测 154

不会“变小”的黑洞 157

从黑洞旁的“虚空”中，发射出了粒子 160

热力学第二定律 160

黑洞是否具有熵 162

宇宙诞生之初的黑洞“鼻祖” 166

如何观测太初黑洞 168

被撕裂的航天员可以“循环再生” 171

第六章 宇宙的起源和命运 174

膨胀宇宙中，星系如何形成 174

热大爆炸模型 174

作用特殊的中微子 177

炙热状态后，氦核形成了 179

膨胀之后的坍缩 181

生命存在的根源和方式 185

生命的形成 185

混沌边界条件 188

人存原理 191

宇宙没有边界，不被创生，也不被消灭 195

虚时间和欧几里得时空 195

弯曲时空的行为——宇宙的量子态 198

宇宙没有边界，它不被创生也不被消灭 200

第七章 虫洞和时间旅行 204

理论上，我们可以做时间旅行 204

我们真的能前往过去和未来吗 204

旋转＋卷曲的宇宙：时间旅行的前提 206

在旋转中变化而又充满力量的黑洞内外时空 208

旋转黑洞即是时光隧道吗 211

虫洞是宇宙中“瞬间转移”的时空隧道 214

逆时旅行的瓶颈：打不破的光速壁垒 214

虫洞——宇宙中“瞬间转移”的工具 217

如何让时空卷曲 220

时光机器的制造原理 223

第八章 物理学的统一 226

我们在寻找宇宙终极定律 226

自然终极定律 226

广义相对论和量子力学的结合 228

将引力和其他力结合起来的最佳办法 230

科学的终极胜利是“认识上帝” 233

三种关于统一理论的可能 233

无法确定的终极理论 236

当“灵魂”遭遇科学决定论 238

哲学＋科学＝每个人都能知道上帝的精神 240