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第一章 观测到的宇宙 1

第一节 太阳系 2

1.1太阳 3

1.2行星际物质 3

1.3内太阳系 4

1.4中太阳系 7

1.5外海王星区 9

1.6邻近的区域 13

第二节 距离的测量 14

2.1天球面 14

2.2度量距离的阶梯 15

第三节 银河系 16

3.1银盘 21

3.2银心 23

3.3银晕 24

3.4周边星系 34

3.5银河的未来 37

第四节 红移 37

4.1波动 37

4.2多普勒效应 40

4.3特征光谱 40

4.4吸收光谱 42

第五节 膨胀的宇宙 43

5.1哈勃关系 43

5.2大爆炸宇宙假说 44

第六节 宇宙微波背景辐射 44

6.1黑体辐射 44

6.2意外的发现 47

6.3光子平衡态 48

第二章 宇宙的过去、现在和未来 50

第一节 大爆炸 50

1.1标准模型 50

1.2趋势 52

1.3奇点起源说 53

1.4白矮星 中子星和黑洞 54

1.5空间的平直性 55

1.6宇宙将会收缩 57

第二节 宇宙收缩 宇宙的“年龄” 61

2.1光子平衡态必然膨胀 61

2.2宇宙从膨胀到收缩的转折 62

2.3怎样收缩 63

2.4收缩极限 64

2.5宇宙年龄 67

第三节 孤立系统 71

3.1计算 72

3.2黑洞 72

3.3影响 72

第四节 宇宙的熵与宏观世界的不同 73

4.1力学第二定律 熵增原理 73

4.2宇观系统的熵 74

4.3我们宇宙的熵在不断减少 75

第五节 我们宇宙质量中心的方位 75

5.1观测 76

5.2方向 77

5.3距离 77

第六节 大宇宙 78

6.1大宇宙的图像 78

6.2星星发光的影响 79

6.3黑洞的空间 81

6.4我们宇宙过去的弯曲闭合与现在的平直 84

6.5空间与物质 85

6.6大红移天体 85

6.7对我们宇宙大小的推测 86

6.8小结 88

第七节 恒星和星系起源 89

7.1引力不稳定性 89

7.2相空间 91

7.3新方程 93

7.4孤立气团的形成 97

7.5恒星生成 99

7.6星系形成 110

第八节 恒星演化 116

8.1赫罗图 116

8.2传统模型 118

8.3恒星的状态 123

8.4太阳核聚变概率 124

8.5目前太阳状态 128

8.6检验 129

8.7结束主序期的膨胀 131

8.8变星 136

8.9推论 139

8.10一个自由度 143

8.11大质量恒星 145

8.12新星 超新星 149

8.13小质量恒星 150

第三章 不同以往的宇宙航行 153

第一节 动机 153

1.1好奇 153

1.2探索 153

1.3发展 154

1.4生存 154

第二节 动力 155

2.1燃料效率 155

2.2化学燃料 156

2.3原子核裂变 156

2.4核聚变 157

2.5反质子 159

2.6激光 160

第三节 大飞船小社会 164

第四章 宇宙航行的几个阶段 167

第一节 太阳系内 167

1.1月球 167

1.2火星 181

1.3金星 196

1.4木卫三 211

1.5土卫六 216

1.6冥王星 228

1.7阋神星 234

1.8塞德娜 236

1.9永久性空间站 239

1.10小结 239

第二节 银河系内 239

2.1燃料 240

2.2第一道天堑 240

2.3宇宙航行方向原则 241

2.4比邻星 241

第三节 飞出银河系 243

3.1出发 243

3.2距离 243

3.3速度 244

第四节 向我们宇宙的边缘前进 244

第五章 伟大事业 246

第一节 平安舟 246

第二节 木星 247

2.1概况 247

2.2卫星 256

2.3人类探索 259

第三节 平安之旅 264

3.1使命 264

3.2椭圆轨道 265

3.3环境 266

第四节 未来 267

名词术语 268

后记 271