物理天文学前沿

 *篇 电磁相互作用
 第二章 辐射、量子力学和谱线
 2-1 宏观粒子的辐射
 2-2 时间的方向性和因果律
 2-3 量子力学
 2-4 名称、单位和测量

 第三章 黑体、恒星光谱和赫罗图
 3-1 温度和*温标
 3-2 黑体
 3-3 恒星光谱
 3-4 赫罗图
 3-5 天空中的恒星

 第四章 射电天文学
 4-1 历史简况
 4-2 蟹状星云
 4-3 个人的回忆
 4-4 脉冲星
 4-5 射电星系
 4-6 类星体

 第五章 毫米波天文学
 5-1 分子
 5-2 星际空间中的分子
 5-3 巨分子云

 第六章 星际微粒和红外天文学
 6-1 一门新学科的诞生
 6-2 星际尘埃
 6-3 星际有机分子的起源

 第七章 X射线天文学
 7-1 技术
 7-2 来自太阳的X射线
 7-3 天蝎X-1——太阳系之外所发现的*个X射线源
 7-4 蟹状星云和其他的一些X射线源
 7-5 *个X射线星系
 7-6 自由号巡天观测
 7-7 密近双星与食双星
 7-8 X射线双星和黑洞

 第二篇 强相互作用和弱相互作用
 第八章 原子、原子核和恒星的演化
 8-1　恒星的能源需求
 8-2　放射性
 8-3　是天然放射性，还是核聚变
 8-4　原子核和各种粒子
 8-5　核能和恒星的能量
 8-6　恒星的演化
 8-7　恒星的终极问题
 8-8　物质的历史

 第九章 天体距离的测定
 9-1　毕星团主序
 9-2　毕星团主序的利用
 9-3　造父变星
 9-4　距离范围的延伸

 第三篇　引力相互作用
 第十章 运动定律和万有引力定律
 10-1　引言
 10-2　运动
 10-3　动力学
 10-4　万有引力定律
 10-5　从牛顿到爱因斯坦
 10-6　狭义相对论
 10-7　广义相对论
 10-8　爱因斯坦的引力论
 10-9　万有引力与天文学的关系

 第十一章 黑洞
 11-1　引言
 11-2　逃逸速度
 11-3　牛顿引力框架中的引力坍缩
 11-4　广义相对论框架中的引力坍缩
 11-5　黑洞是怎样形成的
 11-6　黑洞没有“发”
 11-7　克尔一纽曼黑洞
 11-8　黑洞物理学定律
 11-9　黑洞的检测
 11-10　白洞

 第十二章 宇宙学简介
 12-1　什么是宇宙学
 12-2　哈勃定律
 12-3　膨胀着的宇宙
 12-4　宇宙的对称性
 12-5　奥伯斯佯谬

 第十三章 大爆炸宇宙论
 13-1　宇宙学模型
 13-2　弗里德曼模型
 13-3　哈勃定律的推广
 13-4　射电源计数
 13-5　角大小检验
 13-6　早期宇宙
 13-7　热大爆炸
 13-8　微波背景辐射
 13-9　氦和氘的原始丰度问题
 13-10　宇宙的年龄
 13-11　再论奥伯斯佯谬

 第十四章 惯性和宇宙学
 14-1　引言
 14-2　马赫原理
 14-3　单位和量纲
 14-4　星系系统膨胀的含义
 14-5　宇宙膨胀的另一种解释
 14-6　哈勃和哈曼逊的红移一星等关系
 14-7　早期宇宙
 14-8　当前宇宙学中的难题
 14-9　质量相互作用的一般形式
 14-10　黑洞和白洞
 附录A 稳恒态宇宙模型
 附录B 表格

宇宙就其现象范围来说，必然比我们在地球上所能期望经历的任何事物都要广泛，人类过去一直在观测天空，寻找了解世界本质和规律的各种线索，直到今天依然如此。物理学家在研究支配我们世界的自然规律时也转向天文学和宇宙学，寻找支持其理论的证据；而天文学家又依据物理学家在地面实验室中的物理实验去理解天空中的现象。物理学和天文学之间这种根本性的相互联系，促使我们编著了这本《物理天文学前沿》。

本书从物理学观点出发来阐述天文学的问题，因此，一开始我们便讨论了诸如原子性质、量子力学以及辐射等概念。遗憾的是日常生活与这些概念并不密切相关，要了解原子的结构，必须付出很大的精力和代价，而量子力学的研究也只是在现代微电子学出现之后才普遍发展起来。但是，不掌握物理学的这些比较深奥的部分，对天文学的理解就几乎寸步难行。

规律通常通过所谓“因果关系”而存在于世界之中。因果关系通过粒子间的相互作用体现出来，这种相互作用有四种类型 ——电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用和引力相互作用。这四种相互作用都在开头一章中作了讨论；随后本书共分3篇分别论述属于一种或两种相互作用范畴的现象。第1篇阐述电磁相互作用，描述由辐射波谱获得的天文知识，包括光学天文学、射电天文学、毫米波天文学、红外天文学和 X射线天文学；第2篇论述强相互作用和弱相互作用，着重讨论恒星内部的特性；第3篇阐述引力相互作用，讨论牛顿理论和爱因斯坦理论，并以此为基础去认识黑洞和宇宙学的各种问题。在每一篇中都是以物理学的基本发现为基础去理解各种天文现象。

我们期望，这种叙述方式会使天文学面目为之一新；不像大多数天文书籍那样，或者着眼于发现的顺序，或者按天体到地球的距离，由近及远地去讨论。我们着眼于在宇宙中起作用的各种基本力，从而为理解各种天文现象提供了一个基础，而不只是简单地描述它们。

本书中我们几乎完全局限于用非数学方法去论述。*困难的数学也只不过是第 11章中出现的一些简单的代数运算。离开这些代数运算，我们发现在讨论黑洞物理学时很难做到意义确切。在一般科学常识方面有扎实的中学水平的读者，在阅读本书时应该没有什么困难。

我们衷心地感谢福克纳（J. Faulkner）博士，他细心地阅读了手稿，提出了建设性的评价，同时提出了许多改进意见。

物理学和天文学之间一直存在着根本性的联系，它促使两位当今世界*的天体物理学家合作，从物理学观点来阐述天文学的前沿问题。作者用非数学方法的论述，使艰深的前沿课题变得通俗易懂。如果你也想了解当前物理学和天文学得*知识，本书是你的不二之选。

F.霍伊尔（Fred Hoyle），英国著名天文学家，宇宙稳恒态学说创始人。在有关领域贡献良多（如关于恒星演化过程中的理论的建立）。

J.纳里卡（J.Narlikar），印度著名天文学家。

译者介绍：

何香涛，男，博士生导师。1960年毕业于北京师范大学物理系，之后一直在天文系任教，1997年获得Chretian观测基金奖。

赵君亮，上海天文台研究员，博士生导师。1968年上海天文台恒星天文专业研究生毕业。曾任上海天文台台长，国家天文台副台长，IAU37专业委员会科学组织委员。

前言
 中译本序言
 译者的话
 *章 时空图和物质结构

该书的作者是20世纪有名的天文学家，在有关领域贡献良多，同时作者又是杰出的科普作家，使得该书的许多章节都写得深入浅出，精彩纷呈。

通过基本物理知识与基础的数学手段，就可以把很多深奥得无法在大学物理里教学的“前沿”娓娓道来。

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