宇宙的故事：星辰大海的探索之旅

自序
第 1章　什么是宇宙　001
1.1　古人的宇宙觀　003
1.2　宇宙的物質(zhì)層次　006
1.2.1　物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)與基本粒子　007
1.2.2　太陽(yáng)系　014
1.2.3　星系、星系團(tuán)和超星系團(tuán)　019
1.2.4　宇宙的物質(zhì)分布　022
1.3　宇宙是穩(wěn)恒不變的嗎　026
第 2章　宇宙的“信使”　031
2.1　最早的“信使”——光　032
2.1.1　電磁相互作用與電磁波　032
2.1.2　不同頻率的光　033
2.1.3　光學(xué)望遠(yuǎn)鏡　037
2.1.4　射電望遠(yuǎn)鏡　040
2.1.5　X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡和伽馬射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡　042
2.2　帶電的“信使”——宇宙線(xiàn)　044
2.3　“幽靈信使”——中微子　049
2.4　新世紀(jì)的“郵差”——引力波　052
2.4.1　萬(wàn)有引力和廣義相對(duì)論　052
2.4.2　引力波的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用　056
2.5　多信使天文學(xué)　059
第3　章 “失蹤”的物質(zhì)　062
3.1　光學(xué)方法及其局限性　064
3.2　力學(xué)方法與“失蹤”的物質(zhì)　066
3.2.1　旋轉(zhuǎn)曲線(xiàn)法　066
3.2.2　引力透鏡法　069
3.3　關(guān)于暗物質(zhì)，我們知道些什么　071
3.3.1　暗物質(zhì)的粒子屬性　071
3.3.2　宇宙中暗物質(zhì)的分布　074
3.4　暗物質(zhì)探測(cè)　076
3.4.1　直接探測(cè)　077
3.4.2　間接探測(cè)　079
3.4.3　對(duì)撞機(jī)探測(cè)　081
3.5　悟空的“火眼金睛”　083
3.6　追捕“嶗山道士”——軸子　089
3.6.1　什么是軸子　089
3.6.2　軸子和類(lèi)軸子粒子的實(shí)驗(yàn)室探測(cè)　091
3.6.3　軸子和類(lèi)軸子粒子的天文學(xué)探測(cè)　093
第4　章 宇宙在膨脹　095
4.1　多普勒效應(yīng)與天體的紅移和藍(lán)移　096
4.2　哈勃?C 勒梅特定律　098
4.3　膨脹的宇宙　100
第5　章 膨脹在加速　103
5.1　常見(jiàn)的測(cè)距方法　104
5.2　天文測(cè)距方法　108
5.2.1　視差法　108
5.2.2　造父變星法　110
5.2.3　標(biāo)準(zhǔn)燭光法　113
5.3　宇宙加速膨脹與暗能量　117
5.3.1　宇宙加速膨脹的發(fā)現(xiàn)　117
5.3.2　暗能量　120
第6　章 宇宙大爆炸　123
6.1　宇宙的最初3 分鐘　125
6.2　光子退耦、黑暗時(shí)期與第 一縷曙光　129
6.3　反物質(zhì)去哪了　133
6.3.1　重子產(chǎn)生機(jī)制　134
6.3.2　輕子產(chǎn)生機(jī)制　136
第7　章 恒星的一生　140
7.1　恒星的能源　141
7.2　恒星的形成　144
7.3　恒星的演化　148
7.3.1　預(yù)備知識(shí)：費(fèi)米子與簡(jiǎn)并壓　148
7.3.2　中小質(zhì)量恒星的演化　149
7.3.3　大質(zhì)量恒星的演化　152
7.3.4　超新星爆發(fā)　154
7.4　宇宙中的燈塔——中子星　156
7.5　黑洞　161
第8　章 星系的故事　165
8.1　星系的分類(lèi)　166
8.2　星系的形成與演化　170
8.3　星系的“決斗”　173
第9　章 宇宙的歸宿　179
9.1　大凍結(jié)　180
9.2　大坍縮與大撕裂　184
9.3　大反彈與循環(huán)宇宙　187
第 10　章 結(jié)束語(yǔ)　190