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第1章 绪论1

1.1 天文学研究的对象、方法和意义1

1.1.1 天文学研究的对象1

1.1.2 天文学研究的方法1

1.1.3 天文学三大分支2

1.1.4 天文学研究的意义2

1.2 现代天文学的起源及发展简述3

1.2.1 地心说3

1.2.2 日心说5

1.2.3 近代天文学6

1.2.4 现代天文学6

1.3 时间和历法8

1.3.1 天球8

1.3.2 节气9

1.3.3 时间11

1.3.4 历法14

1.3.5 干支纪时和属相15

1.3.6 周16

1.4 天文学和哲学关系略论17

1.4.1 天文学在哲学进步中的作用17

1.4.2 哲学对天文学的指导作用18

1.5 天文望远镜19

1.5.1 天体的辐射19

1.5.2 光学望远镜20

1.5.3 光学望远镜发展简史20

1.5.4 射电望远镜22

1.5.5 射电望远镜发展简史23

思考题25

第2章 太阳系26

2.1 太阳26

2.1.1 太阳的基本参数26

2.1.2 太阳大气27

2.1.3 日球29

2.1.4 太阳的能量来源30

2.1.5 太阳中微子之谜31

2.2 地球和月球33

2.2.1 地球的基本参数33

2.2.2 地球大气34

2.2.3 地球的自转、公转和地轴进动34

2.2.4 月球的基本参数34

2.2.5 盈亏现象35

2.2.6 月球的表面状况35

2.2.7 日、月、地天文现象35

2.2.8 日地空间38

2.3 太阳系的其他天体42

2.3.1 八大行星42

2.3.2 太阳系的小天体45

2.3.3 柯伊伯带和冥王星51

2.3.4 太阳系有其他大行星吗？52

2.4 太阳系的起源和演化52

2.4.1 太阳系起源的研究简史53

2.4.2 太阳系起源的现代观点55

2.4.3 太阳系的演化56

2.4.4 太阳系起源和演化的哲学思想57

思考题58

第3章 恒星59

3.1 恒星参数的测定60

3.1.1 恒星的距离60

3.1.2 恒星的亮度和视星等62

3.1.3 恒星的光度和绝对星等63

3.1.4 恒星的大小、质量和密度63

3.2 恒星光谱及其相关性质65

3.2.1 光谱概念的物理基础65

3.2.2 恒星光谱与氢原子谱线67

3.2.3 光谱在恒星研究中的应用68

3.2.4 恒星的光谱、颜色和表面温度之间的关系69

3.2.5 恒星的赫罗图70

3.3 变星和新星71

3.3.1 造父变星71

3.3.2 新星和超新星72

3.4 恒星集团73

3.4.1 双星73

3.4.2 聚星75

3.4.3 星团75

3.4.4 星协76

3.5 星云和星际物质76

3.5.1 星云76

3.5.2 星际物质77

3.6 恒星的起源和演化77

3.6.1 恒星的内部结构78

3.6.2 恒星的年龄79

3.6.3 引力收缩阶段79

3.6.4 主星序阶段80

3.6.5 红巨星阶段80

3.6.6 爆发阶段81

3.6.7 临终阶段81

3.6.8 小结82

3.7 恒星起源与演化中的哲学思想84

3.7.1 新陈代谢是恒星演化的基本规律84

3.7.2 吸引与排斥的对立统一是恒星演化的动力85

3.7.3 质量互变是恒星演化的主要规律86

思考题87

第4章 星系88

4.1 银河系89

4.1.1 银河系的结构89

4.1.2 银河系的运动90

4.1.3 星族91

4.1.4 银河系中心是巨大黑洞91

4.1.5 银河系经典理论与起源学说简介91

4.2 河外星系92

4.2.1 河外星系的分类93

4.2.2 星系团94

4.2.3 银河系附近的三个著名星系95

4.2.4 多普勒效应和谱线红移95

4.2.5 河外星系的起源演化简介96

4.3 正常星系和特殊星系97

4.3.1 正常星系98

4.3.2 特殊星系99

4.3.3 类星体99

4.3.4 哈勃常数102

4.3.5 类星体红移的可能机制和能量来源103

4.3.6 类星体研究的最新成果104

思考题105

第5章 致密天体106

5.1 白矮星和黑矮星106

5.1.1 白矮星106

5.1.2 黑矮星108

5.2 中子星和脉冲星108

5.2.1 脉冲星108

5.2.2 中子星109

5.2.3 脉冲双星和引力波探测112

5.3 黑洞和白洞113

5.3.1 引力坍缩与黑洞113

5.3.2 黑洞的性质116

5.3.3 寻找黑洞119

5.3.4 天鹅座X-1的特征120

5.3.5 黑洞研究的最新成果121

5.3.6 白洞123

5.3.7 白洞的性质124

5.4 虫洞和时空隧道125

5.4.1 虫洞125

5.4.2 时空隧道126

思考题127

第6章 宇宙论128

6.1 两种不同的时空观128

6.1.1 牛顿时空观128

6.1.2 相对论时空观130

6.2 3K宇宙微波背景辐射134

6.2.1 消除不掉的噪声134

6.2.2 宇宙起源的大爆炸理论135

6.2.4 背景辐射的均匀性140

6.3 宇宙的形状和年龄141

6.3.1 宇宙的形状142

6.3.2 宇宙的年龄143

6.4 宇宙学的其他模型144

6.4.1 稳恒态模型145

6.4.2 疲劳光宇宙论146

6.4.3 阿普天体146

6.4.4 星系和反星系146

6.4.5 收缩的宇宙147

6.4.6 小结148

6.5 宇宙早期的暴胀模型148

6.5.1 大爆炸理论的缺陷148

6.5.2 大统一理论150

6.5.3 暴胀宇宙模型151

6.6 宇宙中的其他问题153

6.6.1 下落不明的质量和暗物质153

6.6.2 宇宙中的暗能量和宇宙的加速膨胀156

6.6.3 宇宙线及其起源157

6.6.4 化学元素的产生159

6.6.5 宇宙中的常数161

6.6.6 引力波161

6.6.7 人类面临的挑战164

6.7 宇宙新奇模型165

6.7.1 大挤压理论165

6.7.2 平行宇宙165

6.7.3 无限宇宙168

6.7.4 气泡宇宙169

6.7.5 数学宇宙169

6.7.6 婴儿宇宙169

6.8 宇宙中的哲学思想170

6.8.1 宇宙起源中的辩证法170

6.8.2 宇宙演化中的辩证法171

思考题173

第7章 地外生命174

7.1 关于生命174

7.1.1 生命的定义174

7.1.2 生命存在的条件174

7.1.3 生命的起源175

7.2 地外生命176

7.2.1 地外生命存在的依据176

7.2.2 地外生命的探测177

7.3 地外文明179

7.3.1 地外文明存在的可能性179

7.3.2 地外文明的分类181

7.3.3 地外文明的探索181

7.3.4 UFO现象184

思考题185

第8章 霍金的宇宙186

8.1 一个好汉三个帮187

8.1.1 费因曼（Richard Feynman）188

8.1.2 瑞斯（Martin Rees）188

8.1.3 哈特尔（James Hartle）188

8.1.4 彭罗斯（Roger Penrose）和彭罗斯楼梯188

8.1.5 索恩（Kip Thorne）190

8.2 时空奇点190

8.2.1 奇点定理190

8.2.2 奇点的消失191

8.3 黑洞不是那么黑了191

8.3.1 不确定原理191

8.3.2 黑洞的辐射193

8.3.3 黑洞不是那么黑了194

8.3.4 黑洞的空间弯曲194

8.3.5 霍金的灰洞理论195

8.4 时空再认识195

8.4.1 时间的形态195

8.4.2 虚时间197

8.4.3 p-膜理论197

8.4.4 全息术在高维空间中的应用198

8.4.5 从膜到泡泡199

8.4.6 回到从前200

8.5 量子引力论201

8.5.1 什么是量子引力201

8.5.2 量子引力论的特征202

8.5.3 量子引力论的困难所在203

8.6 量子宇宙学203

8.6.1 宇宙的波函数203

8.6.2 M理论203

思考题204

第9章 宇宙探索205

9.1 国际主要空间探索机构205

9.1.1 美国航天局205

9.1.2 欧洲航天局206

9.1.3 俄罗斯联邦航天局206

9.2 国际著名天文台207

9.2.1 英国格林尼治天文台207

9.2.2 美国夏威夷莫纳克亚天文台207

9.2.3 美国帕洛马山天文台和威尔逊山天文台209

9.2.4 欧洲南方天文台209

9.2.5 波多黎各阿雷西博天文台210

9.3 大型观测设备211

9.3.1 双子望远镜211

9.3.2 昴星团望远镜211

9.3.3 凯克望远镜212

9.3.4 欧洲南方天文台甚大望远镜213

9.3.5 哈勃太空望远镜213

9.3.6 开普勒太空望远镜215

9.3.7 大麦哲伦望远镜216

9.3.8 三十米望远镜TMT217

9.3.9 欧洲极大望远镜218

9.3.10 阿塔卡玛大型毫米波天线阵218

9.3.11 韦伯太空望远镜220

9.4 重大事件220

9.4.1 第一颗人造地球卫星221

9.4.2 第一位宇航员221

9.4.3 月球探测和阿波罗计划222

9.4.4 航天飞机223

9.4.5 深度撞击224

9.4.6 火星探测器224

9.4.7 国际空间站226

第10章 中国天文学和空间探测概况229

10.1 中国天文学研究简史229

10.1.1 天象观察229

10.1.2 代表人物229

10.1.3 主要成就编年记230

10.2 主要研究和探测机构231

10.2.1 国家天文台231

10.2.2 紫金山天文台236

10.2.3 上海天文台237

10.2.4 国家授时中心238

10.2.5 中国国家航天局238

10.2.6 中科院空间中心239

10.3 高等教育240

10.3.1 南京大学天文与空间科学学院240

10.3.2 北京大学天文学系241

10.3.3 北京师范大学天文学系241

10.3.4 中国科学技术大学天文学系242

10.3.5 清华大学天体物理中心242

10.4 神舟飞船242

10.4.1 飞船结构242

10.4.2 神舟一号244

10.4.3 神舟五号244

10.4.4 神舟系列245

10.4.5 天宫一号246

10.5 嫦娥工程246

10.5.1 嫦娥一号247

10.5.2 嫦娥二号248

10.5.3 嫦娥三号249

10.5.4 嫦娥四号250

10.5.5 嫦娥五号250

10.5.6 载人登月计划251

附录1 常用天文常数252

附录2 88个星座名称及分布图253

附录3 三种宇宙速度256

附录4 有关天文学的诺贝尔物理学奖257

附录5 天文学与宇宙探测大事记265

附录6 关于本书数据的一点说明271

参考文献272