图解宇宙与量子理论 本书特色

本书是一本宇宙学科普读物，从原子等微观粒子，到主序星、红巨星、白矮星等恒星，以及宇宙中的暗物质，作者一一进行了详尽地解读。本书将宏观的宇宙与微观的粒子相结合，用数学工具和想象力为读者描绘出婴儿宇宙、平行宇宙、创造粒子的“超弦”等奇异的概念。

图解宇宙与量子理论 内容简介

地心说、日心说、奇点、相对论、物质波、薛定谔方程…… 这些晦涩难懂的理论在讲什么？ 主序星、红巨星、白矮星、超新星、中子星、星际气体…… 这些星体有什么区别？ 强子、粒子、反粒子、超子、夸克、原子…… 这些基本粒子与宇宙有什么关系？ 伽马射线、黑洞、暗物质…… 这些星际物质暗示了什么？ 这本书用图表和漫画的形式一一为我们解答以上问题。从粒子到星系，本书生动直观地讲解了深奥的宇宙学知识；从微观到宏观，本书形象有趣地阐述了晦涩的量子理论。 丹麦哥本哈根大学玻尔研究所粒子宇宙学博士后研究员蒋?S为本书进行专业审校。

图解宇宙与量子理论 目录

前言 / 3

本书概要　/　8



第1章　探索宇宙

天文学与量子理论的结合　从微观看宏观 /　10

宇宙的规模　从宇宙到量子 /　12

古代的宇宙观　人类对宇宙的探知从未间断 /　14

地心说　到中世纪为止的宇宙观 /　16

日心说1　提出日心说的哥白尼 /　18

日心说2　打破宗教特权 /　20

宇宙的膨胀　宇宙在不断膨胀中 /　22

炽热的奇点　宇宙是从一个火球开始的 /　24

光的速度　宇宙为什么如此浩瀚 /　26

相对论　描述时空的相对论 /　28

爱因斯坦场方程式　爱因斯坦的宇宙论 /　30

专栏1　为什么夜晚是黑暗的 /　32



第2章　量子理论

原子论　人类想要了解万物的根源 /　34

量子理论的开端　发现非连续性现象 /　36

普朗克尺度　以普朗克的名字命名的基本单位 /　38

原子模型1　原子是西瓜还是土星 /　40

原子模型2　电子分散在轨道上 /　42

物质波　所有的物质都具有波动性 /　44

薛定谔方程式　用概率描述世界 /　46

不确定性原理　无法同时确定的位置与速度 /　48

量子理论的解释1　是神在掷骰子吗 /　50

光电效应　爱因斯坦所描述的光的粒子性 /　52

波动性与粒子性　展示电子波动性的实验 /　54

量子理论的解释2　玻姆的量子势能 /　56

隧穿效应　量子有一定概率可以穿过势垒 /　58

量子理论的解释3　玻姆对于隧穿效应的解释 /　60

自旋1　电子的自旋不是旋转的 /　62

自旋2　量子世界中的奇妙性质 /　64

泡利不相容原理　玻色子与费米子 /　66

超流体与超导体　奇妙的“超”现象 /　68

量子波动　能量可以在真空中波动 /　70

专栏2　身边的量子力学 /　72



第3章　恒星的进化

元素的起源　我们都是恒星的一部分 /　74

元素分析　了解构成恒星的元素 /　76

恒星的一生　质量决定了恒星生命的长短 /　78

主序星的核聚变反应　太阳内部产生的核聚变 /　80

红巨星的核聚变反应　红巨星是制造元素的工厂 /　82

白矮星　简并压支撑着的白矮星 /　84

超新星爆炸1　连接新一代的大爆炸 /　86

超新星爆炸2　通过超新星爆炸测量距离 /　88

中子星1　中子星是巨大的原子核 /　90

中子星2　构成中子星的奇妙粒子 /　92

黑洞1　连光线都能吸进去的时空旋涡 /　94

黑洞2　黑洞也会消失 /　96

星际气体　恒星的终结是新恒星的诞生 /　98

专栏3　夸克星的可能性 /　100



第4章　观测到的*新的宇宙状态

电磁波　在宇宙中旅行的电磁波 /　102

发现黑洞　找到看不见的黑洞 /　104

银河系的构造　恒星汇集而成的银河系 /　106

宇宙射线的起源　超高能量宇宙射线之谜 /　108

伽马射线暴　来自银河系外的神秘射线 /　110

红移　通过光谱了解膨胀速度 /　112

宇宙背景辐射　证明宇宙大爆炸理论的噪音 /　114

WMAP　空间探测器发现的波动 /　116

暗物质1　银河旋转之谜 /　118

暗物质2　已判明的暗物质分布 /　120

暗能量　加快宇宙膨胀速度的神秘能量 /　122

宇宙的构成要素　宇宙的96%还不为人所知 /　124

宇宙大尺度结构　微观的波动形成宏观的构造 /　126

大型对撞机　重现早期宇宙的实验 /　128

专栏4　对撞机能制造出黑洞吗？ /　130

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