一看就懂！宇宙的奧秘
2010-11-27
台灣東販股份有限公司
高柳雄一監修
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黃薇嬪
前言 自大霹靂（Big Bang）宇宙論發表以來，約已過了半個世紀。近年來人類對宇宙的解讀有驚人的成就，尤其是1990年代末期到21世紀初期這段時間昴星團望遠鏡 等的出現，使得觀測技術大幅躍進。現在我們可透過哈伯太空望遠鏡 、COBE 及WMAP 衛星等從衛星軌道上進行劃時代的觀測，逐漸接近宇宙誕生之謎。 而在此同時，星星也正從大都市的天空逐漸消失。愈來愈多孩子不曾見過銀河，甚至不曉得那些用肉眼就能夠看見，接觸星空的機會正在急速銳減。 在這樣的背景下，2009年發起了「世界天文年」活動，紀念400年前伽利略將望遠鏡朝向星空；而同一年正好日本能夠看見日全食等景象，也多了些關心天文學的機會。透過本書的編寫，我希望各位能夠接觸到宇宙的廣大及神祕，進而了解天文學和科學的發展。 本書的用意在於希望各位體會宇宙超乎想像的時間、空間廣度，以及超越個體（Micro）或宏觀（Macro）領域的深度。我盡量使用簡單的語彙，以淺顯易懂為優先，並使用豐富的照片及插圖進行解說。第1章談宇宙空間的廣度，第2章講時間的廣度，內容強調實際感受上的共鳴，與一般解說書不同。另外在最後一章將會介紹一部分目前正在進行的先進研究，讓各位體驗一下氣氛，期待您們能夠因為接觸到宇宙及相關研究的魅力，而走入更專業的天文研究和宇宙論領域。 各位讀者如果能夠因為本書，對宇宙和天文學多了一些好奇心，並感受到科學的浪漫之處，將是筆者最大的喜悅。 高柳雄一
來一趟精彩有趣的宇宙之旅！ 我們所存在的這個宇宙究竟從何而來？太陽系今後會發生什麼變化？其他星球上有生物嗎？有沒有可能做時空旅行？從簡單的問題到最新的研究論，本書以大量全彩圖片搭配詳細文字解說浩瀚宇宙之謎。 書中所有照片都是行星探測機或人工衛星、巨大望眼鏡拍攝而來，完整呈現「現在宇宙」的全貌，精細且高解晰度的畫面讓閱讀更添樂趣。此外，還附錄有宇宙開發年表、太陽系行星資料、世界主要火箭一覽及宇宙國際航空站介紹等特集。內容深奧卻淺顯易懂的解說，不只是對天文學一無所知的入門者，天文愛好者也能由此更進一步發現宇宙的魅力。 ◎大量彩色圖片搭配淺顯易懂的文字，輕輕鬆鬆就能了解天文學。 ◎附錄宇宙開發年表、太陽系行星資料、世界主要火箭一覽及宇宙國際航空站介紹。 ◎書中照片以行星探測機或人工衛星、巨大望眼鏡拍攝而來，精細且高解晰度的畫面讓閱讀更添樂趣。 ◎日本Amazon五顆星評價，最佳宇宙?天文學入門書。
高柳雄 高柳雄一多摩六都科學館館長。東京大學理學院物理系畢業，東京大學研究所理學研究科碩士課程修畢。1966年進入日本放送協會（NHK），除了演出《太陽與人類》系列等之外，也以NHK特別節目部製作人身份，參與《銀河宇宙奧德賽》等系列的製作。其後擔任高能加速器研究機構教授、電氣通信大學教授等，2004年起擔任現職。著作有《創造的種子》（NTT出版）、《登陸火星》（NHK出版）、《天體獵人》（Benesse Corporation）等等。
第1章 宇宙「現在」的模樣──從地球到宇宙的盡頭──何謂宇宙？宇宙的範圍到哪裡？宇宙非真空也非無重力物質．空間．時間這一切就是宇宙10距離地球最近的天體「月球」比人造衛星遠上數倍的月球經常以同一面朝著地球12月世界的樣貌細沙沈積的坑洞地形不存在生命的嚴峻世界14行星撞擊產生月球？月球與其他衛星不同嗎？其他行星曾經撞擊地球？16太陽系的構造太陽與繞行太陽的天體們擁有數百億km的寬度18繞行在地球軌道內側的「水星」和「金星」富含鐵的小小水星熱風吹拂的金星20活動中的紅色行星「火星」幻滅的火星人傳說變化活躍的環境22最大最重的氣體巨星「木星」差點成為太陽的行星活躍中的大氣與衛星24擁有美麗光環的行星「土星」由冰粒與岩石粒構成的光環巨大但密度小26「天王星」與「海王星」青白色的冰巨星變成矮行星的冥王星28太陽系的盡頭可知道太陽系誕生秘密的小行星。「彗星大本營」確實存在30太陽的構成太陽是個巨大的核熔爐周期性改變的太陽活動32在附近閃閃發光的恆星群最近的恆星距離約4光年南門二的樣貌34各種恆星視星等與絕對星等還有比太陽大2000倍的恆星36我們的銀河系包含太陽系在內的星雲直徑10萬光年的銀河系38相鄰的眾星系包括銀河系在內的本星系群銀河系附近的星系們40星系的各種形狀依形狀分類星系代表性的星系形狀42分佈在宇宙各處的星系群本星系群四周的星系群星系群、星系團構成的超星系團44創造牆壁與空間的宇宙氣泡般的宇宙大尺度結構位在大尺度結構前面的東西46COLUMN行星運動的構造行星運動的定律奇妙的運動及其構成48COLUMN月食與日食天體的影子遮住其他天體49第2章 宇宙的開展與進化──從宇宙誕生到結束──50思考宇宙的樣貌星星位在遙遠的地方赫雪爾描繪的宇宙模型52測量星星的距離一般方式無法測量只利用地球軌道的直徑遠端估測54發現宇宙的燈塔利用變星的週期測量距離造父變星是照亮宇宙的燈塔56宇宙有沒有盡頭？奧伯斯佯謬宇宙並非無止盡也非永恆不變58浩瀚的宇宙星系正在遠離宇宙正在膨脹60大霹靂的發現宇宙由火球開始來自宇宙的爆炸殘跡62【宇宙進化Album1】宇宙的誕生超高溫、超高壓的宇宙急遽膨脹的發生64【宇宙進化Album2】物質產生充滿光子的時代38萬年後，宇宙清澈透明66【宇宙進化Album3】星星誕生星星由星際物質產生還沒找到最早期的星星68【宇宙進化Album4】大尺度結構完成宇宙大尺度結構完成宇宙的歷史約137億年70來自宇宙盡頭的光觀測130億年前的光抵達宇宙盡頭的距離和時間72宇宙構造形成的原因早期的宇宙有雜訊打造大尺度結構的主角74大霹靂理論是否正確？大霹靂理論也存在問題大霹靂之外的宇宙論76宇宙正在加速膨脹？透過超新星可知道正在加速膨脹原因是暗能量78宇宙的未來將會如何？宇宙終結的3個劇本宇宙持續膨脹的話…80COLUMN都卜勒效應遠離就會變紅81第3章 恆星與銀河的構造──星星有生命──82恆星中發生的事內部發生核融合反應內部的能量傳到表面84星星如何誕生？星際物質集結出原恆星獨立的恆星誕生86透過顏色知道恆星的溫度顏色不同、溫度不同藉由光譜可知星星的大小88恆星的一生星星的壯年期是主序星根據重量不同的星星一生90恆星的各種發光方式能夠改變亮度的構造反覆收縮膨脹的脈動變星92恆星戲劇性的結束平靜的死與戲劇性的死大霹靂迎接死亡94物質環繞宇宙重元素誕生自星星之中創造生命的超新星爆炸96黑洞是什麼？連光也無法洩出的巨大引力看不見但可推測存在98黑洞真正的模樣放出X射線的黑洞與伽瑪射線暴之間的關係100螺旋星系的構造暗物質創造星系螺旋臂是旋轉的密度波102星系的活躍活動衝突星系劇烈活動的星系104星系進化星系的形狀就是進化的證據星系確實在進化106星系的中心有什麼？能夠看見的銀河系中心存在大質量黑洞108COLUMN利用巨型加速器創造宇宙仿造大霹靂？p109第4章 思考宇宙及生命──我們是孤單的嗎？──110生命由何處誕生？能夠產生生命的行星區域星系之中正好適合的領域112生命之母的太陽生命誕生時少不了的穩定恆星用來孕育生命的時間114地球的存在不可思議費米悖論（Fermi paradox）地球的特殊性116太陽系中存在其他生物嗎？火星可能存在生命令人期待的外行星衛星118搜尋系外行星發現系外行星是90年代以後找尋系外行星的方法120打造第二顆地球實現科幻小說點子把火星變成地球122太陽死掉的話該怎麼辦？人類轉向太陽系之外追求最有效率的推進方法124生命進化與宇宙的關係宇宙帶來大量滅絕決定地球環境的宇宙構造126宇宙中是否存在其他高智能生物？找尋高智能生物發射的電波送向宇宙的訊息128COLUMNSETI@home在自己家中尋找地球之外的高智能生物129第5章 挑戰宇宙之謎──最先進宇宙科學及宇宙論──130捕捉宇宙的樣貌從肉眼觀測到望遠鏡抓住眼睛看不見的光132宇宙科學的新「眼」捕捉來自超新星的次原子粒子目標是重力波檢測的寶座134探尋宇宙觀測宇宙的科學衛星靠近調查的宇宙探測器136邁向宇宙化學燃料火箭成本高讓宇宙旅行變得容易138掌握時空的扭曲時間或空間改變重力波無法飛越時空140時光旅行可行嗎？通往未來的時光旅行可能辦到利用蟲洞進行時光旅行？142宇宙中有什麼？將物質加熱後會如何？宇宙剛誕生時的物質樣貌144宇宙中「看不見的存在」暗物質確實存在產生斥力的暗能量146思考真空的能量真空也會相變加速的宇宙膨脹148宇宙的4力宇宙存在的力量有4種力量統一促使宇宙誕生150「超弦理論」的宇宙次原子粒子是弦死灰復燃的「超」弦理論152時空有幾維？統一超弦理論的M理論11維時空的M理論154宇宙原本是什麼？籠罩高維宇宙的膜膜的衝撞就是大霹靂？156是否存在各式宇宙呢？宇宙也分成許多種平行宇宙的可能性158宇宙與地球與生命的存在理由奇妙的剛剛好的宇宙思考宇宙與思考人類160COLUMN找尋磁單極子握有宇宙誕生證據的次原子粒子p161附錄熟悉宇宙資料集太空望遠鏡、探測器掌握的宇宙面貌──Space Gallery──宇宙開發年表關於國際太空站太陽系行星情報世界的火箭世界的巨型望遠鏡
◎大量彩色圖片搭配淺顯易懂的文字，輕輕鬆鬆就能了解天文學。 ◎附錄宇宙開發年表、太陽系行星資料、世界主要火箭一覽及宇宙國際航空站介紹。 ◎書中照片以行星探測機或人工衛星、巨大望眼鏡拍攝而來，精細且高解晰度的畫面讓閱讀更添樂趣。 ◎日本Amazon五顆星評價，最佳宇宙．天文學入門書。 監修者簡介 高柳雄一 多摩六都科學館館長。東京大學理學院物理系畢業，東京大學研究所理學研究科碩士課程修畢。1966年進入日本放送協會（NHK），除了演出《太陽與人類》系列等之外，也以NHK特別節目部製作人身份，參與《銀河宇宙奧德賽》等系列的製作。其後擔任高能加速器研究機構教授、電氣通信大學教授等，2004年起擔任現職。著作有《創造的種子》（NTT出版）、《登陸火星》（NHK出版）、《天體獵人》（Benesse Corporation）等等。
