星海求知：天文学的奥秘

天文看似遥不可及，其实和我们息息相关。探索宇宙是人类永恒的欲望，学习天文学知识是攀登科学高峰的重要阶梯。让我们和南开大学的苏宜教授一起，开启一场奇妙的宇宙之旅。在本书中，我们将探索宇宙中的各类天体，了解地球、月球、太阳系、银河系、黑洞、星团、星云、星系等一系列天文研究对象的科普知识。本书包含了大量的照片和拓展的天文小知识，最后还会介绍暗物质和暗能量。让我们在苏宜教授的指引下，一起用科学的眼光探究关于日月星辰的奥秘，化解埋藏心底已久的关于宇宙时空的种种困惑。

苏宜，南开大学教授，江苏南京人，1938年出生，1958年毕业于南京大学数学天文系天文专业。于2010年被评为全国优秀科技工作者和天津市优秀科技工作者。曾担任中国天文学会第11、12届理事；天津市天文学会第1、2届理事长，第3、4届名誉理事长。2009年获国家级教学成果二等奖，2012年获中国天文学会成立90周年天文学突出贡献奖，2013年获天津市级教学成果一等奖。著有《天文学基础》《天文学新概论》《宇宙掠影》《文科天文》等多部天文学著作。

第 1章 人类天生就是“追星族” 1

1.1　古人观天　2

1.2　斗转星移　4

周日运动　4

冬季大三角　5

周日运动的方向　5

1.3　寒来暑往　6

周年运动　6

牛郎星、织女星　6

《诗经》和唐诗里的景象　8

地球公转造成四季更替　8

第　2章 地球公转的秘密　11

2.1　太阳周年视运动　11

太阳周年视运动的方向　14

2.2　星座的由来　14

黄道十二宫　15

现代科学的星座划分　16

我国古代二十八宿　17

2.3　我过农历的制定规则　18

农历的优点　20

第3章　月球运动及月相变化　21

3.1　月球　21

神秘的月球背面　23

日月同大　24

3.2　月相变化　25

3.3　古诗词中的月相　26

月上柳梢头，人约黄昏后　27

风回日暮吹芳芷，月落山深哭杜鹃　27

月落乌啼霜满天……夜半钟声到客船　28

今宵酒醒何处？杨柳岸，晓风残月　28

第4章　太阳及其行星　29

4.1　太阳系的中心天体——太阳　29

太阳的内部结构　31

太阳的能量　31

太阳辐射对地球生命的影响　34

4.2　太阳也是扰动源　35

太阳黑子　35

极光　36

太阳扰动引发的其他现象　38

4.3　除地球外的七大行星　39

水星　40

金星　41

火星　43

木星　44

土星　45

天王星和海王星　47

第5章　太阳系外有生命吗　49

5.1　系外行星的探测　49

视向速度变化法　49

凌星法　50

明确测定的系外行星　50

5.2　开普勒探测器的成果　55

开普勒探测器发现的系外行星　57

第6章　恒星、主星序和双星　63

6.1　恒星有多亮　63

恒星的亮度　63

秒差距　64

恒星的真亮度　65

6.2　恒星光度和光谱测量　66

恒星的光度测量　66

恒星光度的应用　66

恒星的光谱和分光测量　67

6.3　光谱型与主星序　70

视向速度的测量　70

光谱型　70

赫罗图　71

主星序　73

主序星的物理性质　73

6.4　双星　76

食双星　79

密近双星　80

第7章　星团和星云　83

7.1　疏散星团　83

银河系内的疏散星团　83

银河系外的疏散星团　87

7.2　球状星团　88

7.3　弥漫星云　91

7.4　恒星诞生于星云　104

第8章　不稳定恒星　109

8.1　脉动变星　109

?e藁型变星　109

造父变星　110

天琴型RR型变星　112

8.2　非径向脉动与特殊变星　112

沃尔夫-拉叶星　113

SS433星　113

船底座η星　115

麒麟座V838星　116

8.3　新星　118

8.4　超新星　120

8.5　SN1987A　126

第9章　星系　129

9.1　夜空中的一条光带——银河　129

西方银河名称的由来　130

银河系的结构　131

9.2　宇宙岛之争　132

9.3　星系的分类　134

椭圆星系　134

旋涡星系　135

棒旋星系　139

不规则星系　141

9.4　星系红移和哈勃常数　143

星系的退行速度　143

9.5　空间在膨胀　148

9.6　宇宙特征膨胀年龄　150

哈勃常数和宇宙特征膨胀年龄的关系　150

不同年代测算的H0值　151

第　10章 星系群、星系团、超星系团与活动星系　153

10.1　本星系群　153

大麦哲伦云和小麦哲伦云　155

10.2　其他星系集团　159

超星系团　163

总星系　166

10.3　活动星系　166

射电星系　166

爆发星系　169

赛弗特星系　171

BL　Lac天体　173

活动星系的演化路径　174

10.4　互扰星系　175

极环星系　178

10.5　类星体的结构模型　179

第　11章 黑洞　181

11.1　什么是黑洞　181

11.2　黑洞的形成　182

钱德拉塞卡极限　182

奥本海默极限　183

11.3　恒星的特点　184

11.4　恒星的死亡　185

不同质量恒星的死亡结局　186

太阳一生演化的情况　186

大质量恒星会如何结束它的一生　193

11.5　黑洞的视界　194

11.6　引潮力　195

11.7　时间冻结　196

11.8　时空旋涡　196

11.9　迄今为止发现的黑洞　197

11.10　星团级黑洞和巨型黑洞　202

第　12章 活动星系核、微型黑洞、白洞和虫洞　205

12.1　活动星系核　205

12.2　微型黑洞　214

12.3　黑洞理论遇到的难题　215

彭罗斯假设——宇宙监督　215

奇点向广义相对论提出挑战　215

12.4　白洞与虫洞　216

12.5　时间机器与超空间　217

12.6　人类第 一张黑洞的真实照片　218

第　13章 标准宇宙模型　223

13.1　何谓标准宇宙模型　223

从α-β-γ宇宙创生理论到大爆炸宇宙模型　223

13.2　探测宇宙微波背景辐射　225

13.3　宇宙物质从何而来　229

宇宙物质产生规律一　229

宇宙物质产生规律二　230

宇宙物质产生规律三　230

宇宙物质产生规律四　230

13.4　宇宙创生的进程　231

第　14章 暗物质与暗能量　235

14.1　21 世纪的两朵乌云　235

14.2　宇宙的未来会是什么样的　236

14.3　暗物质的存在　237

14.4　暗物质究竟是什么物质　246

深入地下，直接探测　246

飞向太空，间接探测　247

14.5　暗能量到底是什么　248

第　15章 奇点问题、对称与破缺　251

15.1　宇宙极早期的暴胀模型　251

15.2　深藏不露的宇宙奇点　252

15.3　对称与破缺　254

天文看似遥不可及，其实和我们息息相关。探索宇宙是人类永恒的欲望，学习天文学知识是攀登科学高峰的重要阶梯。让我们和南开大学的苏宜教授一起，开启一场奇妙的宇宙之旅。在本书中，我们将探索宇宙中的各类天体，了解地球、月球、太阳系、银河系、黑洞、星团、星云、星系等一系列天文研究对象的科普知识。本书包含了大量的照片和拓展的天文小知识，最后还会介绍暗物质和暗能量。让我们在苏宜教授的指引下，一起用科学的眼光探究关于日月星辰的奥秘，化解埋藏心底已久的关于宇宙时空的种种困惑。

苏宜，南开大学教授，江苏南京人，1938年出生，1958年毕业于南京大学数学天文系天文专业。于2010年被评为全国优秀科技工作者和天津市优秀科技工作者。曾担任中国天文学会第11、12届理事；天津市天文学会第1、2届理事长，第3、4届名誉理事长。2009年获国家级教学成果二等奖，2012年获中国天文学会成立90周年天文学突出贡献奖，2013年获天津市级教学成果一等奖。著有《天文学基础》《天文学新概论》《宇宙掠影》《文科天文》等多部天文学著作。