鏡收眼底：天文望遠鏡中的星空 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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內容簡介

　　小時候，我也是個好奇的孩子，時常望著星空思考漫無邊際的問題：星星是什麼？為什麼這麼多，這麼亮？它們來自何方，歸嚮何處？我相信，全世界的孩子都會毫無例外地思考同樣的問題。即使我們長大瞭，變成瞭大人，在我們的內心深處也一定保留著那個兒時的園地——那份對星空的來自本能的好奇。
　　《鏡收眼底：天文望遠鏡中的星空》就是為這樣的讀者而問世的，它不是望遠鏡的簡單介紹，也不是天文學的係統敘述，而是穿插天文新發現的星空描述，當茶還包括人們用望遠鏡發現星空的有趣曆史。它能為讀者提供一幅“現代版”的美麗星空，嚮讀者呈現宇宙的神奇和星空的浩瀚。

目錄

序
前言：星空引領人類思想的航程

第一章 巨鏡時代
第一節 地麵望遠鏡的“變形記”
第二節 太空望遠鏡中的“多波段景觀”
第三節 透視宇宙的“射電窗口”

第二章 地球之外
第一節 看不懂太陽係
第二節 太陽係“擴大”瞭
第三節 行星周圍
第四節 柯伊伯的世界
第五節 “塞德娜”歸來

第三章 嘹望銀河
第一節 欲識銀河真麵目
第二節 給我一把“量天尺”吧
第三節 總算清楚一些瞭
第四節 銀河真相
第五節 銀河的裏裏外外

第四章 今夜星辰
第一節 發現瞭一個星雲
第二節 破解星雲之謎
第三節 百變星辰
第四節 我們自己的恒星——太陽
第五節 妙趣橫生的“天體運動會”

第五章 宇宙真相
第一節 沒有昨天的一天
第二節 元素進行麯
第三節 隱藏的宇宙
第四節 宇宙命運的“末日猜想”

第六章 望盡天涯
第一節 尋找係外“生命行星”
第二節 換一種思路吧
第三節 嗨，小綠人
第四節 幸虧有瞭望遠鏡

精彩書摘

　　《鏡收眼底：天文望遠鏡中的星空》：
　　一、伽利略的視覺奇遇
　　說起來，在望遠鏡齣現以前，我們頭頂上的星空是非常簡單的，隻有太陽、月亮、幾韆顆肉眼可見的恒星和五顆行星，即水星、金星、火星、木星和土星，除此之外，就是偶爾齣現在天空中的彗星。當然，人們還會看到“天河”，那是銀河係的一部分；如果運氣好，還會看到一顆陌生的“新星”，那是一顆恒星發生瞭爆炸。大約400年前的一個晚上，一位46歲的中年人將自己的眼睛湊近一根管狀物，這是一根空管子，兩端各嵌有一塊透鏡。誰也沒有料到的是，就在他把這根管子指嚮天空時，星空發生瞭改變，因為從此以後，在人類的視野中，星空就再也不是原來的那個模樣瞭。圖1.1伽利略像
　　這位中年人名叫伽利略（圖1.1），是一名意大利天文學傢，當時正在威尼斯附近的帕多瓦大學持教。他聽說荷蘭人發明瞭一種新奇的名為“窺視鏡”的東西，主要部分是兩塊眼鏡片，當把這兩塊鏡片一遠一近地固定在眼前時，遠處的景物就會拉近，變大。這個消息讓伽利略非常興奮，於是自己也“如法炮製”起來，他找來一根管子和兩塊透鏡，將管子的一端嵌上凹透鏡，作為供眼睛窺視的目鏡，另一端嵌上凸透鏡，作為指嚮目標的物鏡。就這樣，一番調試後，人類曆史上第一架天文望遠鏡就誕生瞭（圖1.2）。圖1.2伽利略嚮彆人介紹如何使用望遠鏡
　　現在想來，當伽利略帶著這架簡陋的望遠鏡走上塔樓時，他一定非常興奮，好奇心強烈地衝擊著他，布滿星辰的夜空深深吸引著他。接下來發生的事對當時的人來說無異於一次令人驚訝萬分的“視覺奇遇”：伽利略看到木星有4顆衛星，看到月亮上有不少隕石坑，還明白瞭月亮和行星發齣的光是太陽的反射光（圖1.3）。圖1.3伽利略用望遠鏡觀測木星的原始記錄
　　在一個霧氣朦朧的黃昏，伽利略開始用他的望遠鏡觀察太陽。透過濛濛的霧靄，伽利略發現瞭太陽黑子（用望遠鏡直接觀察太陽是危險的，會傷害眼睛。正確的方法是采用“投影法”：將物鏡一端對準太陽，讓陽光透過望遠鏡從目鏡一端投射到一個白色錶麵上。調節焦距，可清晰地顯示太陽黑子。伽利略雖然用望遠鏡直接觀測瞭太陽，但他選擇黃昏時段，又有霧靄，所以問題不大。後來伽利略也使用投影法觀測太陽瞭）。連續觀測瞭一段時間後，伽利略認定，那些黑子是太陽錶麵的一部分，於是就此推測瞭太陽的自轉，認識到太陽在以大約每25天一周的速度自轉著。
　　伽利略在觀測土星時，也發生瞭奇怪的事，他看到土星呈現齣一種古怪的形狀，好像長瞭兩隻“耳朵”。伽利略懷疑那耳朵是土星的兩顆衛星。
　　今天我們知道，那兩顆“衛星”就是土星的光環。由於伽利略的望遠鏡倍率太小，光環的形狀看上去有點古怪，所以像兩隻耳朵。後來，人們用更精密的望遠鏡觀察土星，纔真正發現瞭土星環，不過那已經是半個多世紀以後的事瞭。
　　二、從“越來越長”到“越來越胖”
　　就這樣，伽利略啓動瞭一次嶄新的“視覺革命”，天文望遠鏡也從此走上瞭一條極不平凡的發展之旅，形形色色的望遠鏡層齣不窮，它讓人類的視覺體驗瞭從未有過的刺激。但總的來說，望遠鏡的作用就是通過光學原理將遠處的物像“放大”和“加亮”，從而有瞭“望遠”和“看清”的效果。在後來的幾百年裏，不論望遠鏡發展得多麼復雜，除瞭個彆特殊的望遠鏡外，它們最基本的原理和作用都並沒有太大的改變。
　　伽利略發明瞭天文望遠鏡後，摺射望遠鏡統治瞭半個多世紀的天文觀測，人們在這段時間裏不斷通過延長望遠鏡的焦距來消除影響觀測效果的物像變形，望遠鏡因此也被做得越來越長。例如，荷蘭科學傢惠更斯就把他的望遠鏡做到瞭將近40米長，望遠鏡的物鏡吊在一根高高的桅杆上，目鏡則用一根繩子與物鏡相連，這種望遠鏡操作起來很不方便。但長焦距也確實管用，前麵說到，伽利略曾把土星的光環當成瞭衛星，而土星環的真正發現是在半個多世紀後。這發現瞭土星環的人就是惠更斯，而他用以觀測土星的就是這架怪模怪樣的望遠鏡。
　　然而惠更斯的望遠鏡也並不是最長的，還有人製造瞭更長的望遠鏡。從理論上說，望遠鏡可以長得不可思議，而這種隻存在於構想中的望遠鏡甚至可以看清月麵上極小的細節。大約也就是在這個時候，反射望遠鏡齣現瞭，這時人們意識到，物鏡的口徑越大，收集到的光綫就越多，分辨率也越高，於是，望遠鏡開始變得越來越“胖”，而不是越來越長瞭。這種“胖”望遠鏡的製作競賽也“催生”瞭不少牛人，其中英國天文學傢威廉赫歇爾和愛爾蘭天文學傢羅斯伯爵就是赫赫有名的人物。赫歇爾一生製作瞭幾百架望遠鏡，磨製的鏡片不計其數。由於專注於磨鏡，他有時騰不齣手吃飯，他的妹妹就喂他吃飯。1789年，赫歇爾製作瞭一架口徑為1.22米的大望遠鏡（圖1.4），他用這架望遠鏡發現瞭土衛一和土衛二。
　　……

前言/序言

　　2014年12月，中國科學院老科學傢科普宣講團的關秀清副團長遞給我一本科學齣版社的稿件，是一位非天文專業作者的作品，想請一位有專業天文學素養的專傢看看，從科學性上來說，是否值得齣版。我看完之後覺得很不錯，本書的作者有著良好的天文學基礎，引用瞭很多21世紀以來的新資料、新信息，寫作的切人點也很獨特。我認為這本書值得齣版，是一本很不錯的大眾天文科普讀物。
　　2015年4月，科學齣版社又將這本書的定稿發給我看，並取瞭一個有人文氣息的書名——《鏡收眼底：天文望遠鏡中的星空》，我認真看瞭書稿，認為此前的評價仍然成立。
　　作為國傢天文颱的研究員，我也寫過一本天文科普讀物《話說宇宙》，因此，無論從專業學術，還是科學普及來說，對於《鏡收眼底：天文望遠鏡中的星空》這樣一本書，我都有著特殊的感覺。
　　由於職業養成的習慣，很多專業人士在對待科普的時候，可能更注重全麵和係統，以及邏輯和嚴謹，而實際上光有這些是不夠的，這大概也是專業研究者寫作科普讀物的通病，或者說劣勢。一本好的科普讀物，其科學的嚴謹性必不可少，但如果沒有引人人勝的語言和故事加以配閤，就難以起到科學普及的作用。與此相反，《鏡收眼底：天文望遠鏡中的星空》則寫得很有故事，從望遠鏡的發展曆程來進行天文學的科普是一個非常獨特的視角，從太陽係中各行星發現的不同過程，探索銀河係真相的麯摺經曆，直至搜索係外行星和外星人的趣聞，均有生動的描述。
　　難得的是本書在不太大的篇幅裏，大體上迴答瞭一般中學生甚至大學生和社會大眾對宇宙感興趣的眾多問題。對於當前天文學前沿的各種基本概念，如譜綫紅移、哈勃定律、Ia超新星、引力透鏡、宇宙膨脹和加速膨脹、暗物質和暗能量，以及係外行星和宜居帶等，均有簡要講述。對於先進的空間天文望遠鏡和探測器，如哈勃空間望遠鏡、錢德拉X射綫空間望遠鏡、赫歇爾空問望遠鏡、普朗剋空間望遠鏡、開普勒係外行星探測器等，也均有涉及。可見本書提供的知識是與時俱進的。
　　從古到今，天文學都伴隨著人類社會的成長與發展。天文學也從早期的占星發展成為一門科學。如今的孩子，不必像先賢們那樣，在沒有儀器和科學知識的環境中冥思苦想，而是可以站在巨人的肩膀上去學習科學、發展科學。這樣一本天文科普讀物，無疑可以給熱愛天文學、探索宇宙奧秘的學生、愛好者們眼前一亮的感覺，從天文望遠鏡中去欣賞星空，將宇宙的萬韆美景收於眼底。
　　偉大的物理學傢阿基米德曾說過：給我一個支點，我可以撬動整個地球。我希望這本科普讀物能作為一個支點，讓閱讀者打開天文學的興趣之門。

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