宇宙百年探险：天文学家如何改变了我们的认知 天文学家的一千零一夜 宇宙大百科 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

为人们所熟知并被亲切地称为"巨眼"的海耳望远镜，是帕洛玛天文台众多望远镜中的强者。在20世纪人类重要的天文发现中，它都发挥了至关重要的作用。通过"巨眼"，人类认识了类星体和超大质量黑洞，弄清了从恒星灰烬中孕育生命的化学过程，还把已知宇审的边界一再向外拓展。

本书被誉为"天文学家的《一干零一夜》"。作者通过一个又一个精彩故事，为我们进述了全世界的科学家在帕洛玛天文台通过海耳望远镜研究宇宙的科学探索历程。作者积累的对多位学者的私人采访和研究资料，向我们展现了科学家们在其科研生涯中的所见、所思、所感。在书中，你不仅可以看到科学极客的午夜之约，对数据采集的执着奉献，没完没了的理论测试和耐性考验，从发光的物质到暗物质，从类星体到系外行星、星暴、超新星以及其他奇异天体，还能了解有些古怪却令人敬畏的科学研究者是如何从原始图像中提取创见，又是如何与同行展开竞争和合作，并因此激发起雄心壮志，从而让观点理论成型并为大众熟知的。

作者在前言中向我们发出激请，跟着伟大的天文学家到帕洛玛山顶去破解宇宙的奥秘，在科学发现中驰骋畅游。

章　承诺　001

天体物理学革命的中坚力量 | 观天“巨眼”| 球形天才 | 帕洛玛巡天 | 拓宽视野

第二章　探索宇宙深处　019

闪烁的指路明灯 | 斯沃普斜率 | 未来的一线希望 | 宇宙向我们下了战书 | 吹哨人 |“惊天动地的爆炸事件”| 地下二层的灰姑娘

第三章　揭开恒星的演化之谜　043

突破 | 恒星辐射、星暴、耀斑与星风 | 被捧上神坛的核合成 | 锎和比基尼岛核试验 | 重金属元素 | 史前墓地 | 检验爱因斯坦的广义相对论

第四章　银河系考古学　065

打败教条 | 矿井里的金丝雀 | 吞噬同类的银河系 | 意大利面加工厂

第五章　星系间的暴力事件——碰撞与并合　079

丑陋的星系|认知“盲点”|巡天掘金|另类星系图集|涡状星系和它的伙伴|天线星系（NGC 4038/4039）| 幽灵幻影般的环状星系 | 打造新范式

第六章　类星体——披着羊皮的狼　105

从本地的嘶嘶声到远方的咆哮 | 射电星？ | 能量危机 | 痛苦与狂喜 | 宇宙的新物质成分 |模糊、虚弱的就是类星体 | 遍布宇宙各处的类星体 | 类星体的兴衰

第七章　穿透银河系的“迷雾”　133

目光长远 | 原恒星：星系的真空吸尘器 | 步入演化晚期的恒星：星系的烟囱 | 银心啊，你到底在哪 | 从怪胎到 LIRG| 极亮红外星系：摇滚巨星

第八章　星暴、超级星风和超大质量黑洞　149

闪耀的星系和氦的起源 | 星系气泡 | 星系风 | 无处安放的恒星形成 | 星系核中的大旋涡 |星系中心的怪物—黑洞 | 宝库的钥匙

第九章　探索宇宙中的气体　171

耸立的谱线 | 完美的仪器遇上完美的望远镜 | 类星体的吸收线：生物特征辨识护照 | 伽马射线暴：炫目的远光灯

第十章　从幽灵到星系：宇宙结构的形成　185

遥远的红、蓝阴影 |E A 星系 | 火圈 | 宇宙的那一头 | 星系成团和莱曼 a 团块 | 猛烈的星系风

第十一章　太阳系大洗牌　203

“海盗”二人组 | 木星的热斑 | 从煎锅到炊火 | 行星之王 | 彗星来袭！ | 飞火流星 | 太阳系的冷库 | 奥尔特星云的碎片 | 清点拼图 | 一个“谋杀案”的解析：冥王星退出行星之列 |寻找 X 行星：事后诸葛 | 寻找第九大行星

第十二章　天文研究中的奇异事物：新前沿　229

发育不全的恒星结构 | 寻星利器 | 发现宝藏：一颗普通的 M 型小星星 | 浮泥、铁雨、洋红色天空与疾风骤雨 | 寻找淡蓝色小光点 | 探路者 | 瞬变、超发光超新星，以及观测天文学的未来 | 瞬变的宇宙 | 源头

尾声 Postscript 259

参考文献 Reference 260

【美】琳达·施韦策（Linda Schweizer）

在加利福尼亚大学伯克利分校获得天文学博士学位。曾在多家天文台从事研究工作，并在学术刊物上发表成果。她还在大学里教授科学写作，并曾在加州理工学院担任访问学者。

译者简介

屈艳

国家天文台助理研究员，巴黎天文台天文学博士。主要研究方向是宇宙结构的形成及演化。

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哈佛天文台“人力计算机”中的一员。她把在麦哲伦云里观测到的几千颗变星一一筛查，发现有一种变星堪称理想的量天尺。这就是天文学家所说的“标准烛光”——光度已知的一个（类）天体。1912年，她宣布自己发现造父变星的平均视星等（即亮度）恰好只与光变周期有关。

斯沃普是变星照相测光方面的专家。几年前，斯沃普提交了一篇研究论文，因此与巴德相识，后来两人又在国际天文学联合会大会上相遇。斯沃普热切地接受了巴德的邀请。斯沃普之前与哈洛·沙普利共事时，研究的是银河系里较明亮的变星。现在她想研究巴德用200英寸望远镜拍摄的非常暗的变星，以及更暗、更远的星系。

威尔逊山天文台和帕洛玛天文台的台长艾拉·鲍恩（Ira Bowen）给斯沃普提供了一个正式岗位，职位名称是“计算机”。谁知平时十分腼腆的斯沃普却回信说，她从来不想被人称作“计算机”，自己只接受“助手”或者“工作人员”这样的头衔。于是鲍恩便把她的职称改为“研究助理”。由于威尔逊山和帕洛玛山上的天文台从不留宿女性，斯沃普不得不待在帕萨迪纳市圣芭芭拉街上的天文台总部，对巴德拍摄的海量底片逐个进行测量。在办公室里工作时，她能听到楼下的巴德与同事兴致勃勃地聊天。那股子兴奋劲儿感染了她，让她也不由地心情愉悦。

斯沃普先后在1963年和1965年发表论文，介绍他们对M31里的变星的研究结果。她把巴德列为论文的第一作者，尽管巴德再也看不到这些论文了。斯沃普还想出了一种数据图，巴德若看到一定倍感欣慰——这张图证实了巴德的直觉。

打响第一枪的是突然亮相帕萨迪纳的比阿特丽斯·廷斯利（Beatrice Tinsley）。1972年，加州理工学院的吉姆·冈恩（Jim Gunn）教授和J.贝弗利·奥克（J.Beverly Oke）教授聘她为博士后。廷斯利是理论学家，极关注细节，不把问题搞清楚绝不罢休。她的工作是从新获得的星系团观测数据中摸清星系演化的影响。

廷斯利有些离经叛道却十分聪明，她构建计算机模型去模拟星系的视星等和颜色如何随恒星年龄的增长而变化。她的模型囊括了各种类型的星系的测光性质、恒星形成率、气体含量和化学演化等信息，严谨细密，为她赢得了声誉。她的模拟显示，随着一代代恒星老去，星系也逐渐变暗、变红。科学家在对宇宙学参数进行观测检验时，就把廷斯利的模拟结果当作输入信息来使用。然而随着工作的推进，廷斯利意识到这种“被动”演化可能并不是星系演化的全貌。

接下来在1954年，叶凯士天文台的青年天文学家南希·格雷丝·罗曼（Nancy Grace Roman）发明了一种光谱分析法，能够区分金属丰度不同的恒星。

罗曼在给500颗邻近的高速恒星编制星表时注意到，有17颗恒星表现出异乎寻常的光谱特征和颜色。根据B-V色指数和氢吸收线的强度，这些恒星应被归入F型主序恒星，只是它们的紫外辐射实在太过强烈。罗曼把这一特点称为“紫外超”。而且这些恒星还在偏心率极高的轨道上快速地运动，不像是银盘里的恒星，倒像是银晕中的恒星。它们的其他观测性质，如颜色和星等，与球状星团里的主序恒星十分类似。罗曼提议，如果用光度计测量球状星团里的矮星在三个颜色波段的亮度，看看它们是否有紫外超，会获得“极有意思”的结果。

编辑推荐

帕洛玛天文台被誉为20世纪天文学研究的圣殿，是世界天文研究的。

自1936年以来，美国南加州帕洛玛天文台（Palomar Observatory）的先驱科学家们一次次把人类梦想转变成科学假说和天文发现，他们做出了一系列令人眼花缭乱的发现：类星体、碰撞星系、超大质量黑洞、褐矮星、超新星、暗物质、宇宙大爆炸等。这些重大宇宙之谜的发现，一次次改进了我们对宇宙的认识，不断拓宽了人类认知的边界。

科学是如何发现，又是如何走向成熟的？被帕洛玛天文台吸引而来的世界杰出科学家，拥有无尽的好奇心，洞察力非凡，也非常有性格。他们技艺精湛，勇于创新，相互竞争也相互协作。本书记录了上百位天文学家、物理学家等科学家全力破解那些远超出人类的经验与想象力的、释放出巨大能量的宇宙神秘现象。他们和帕洛玛天文台的大望远镜一同谱写了人类探险宇宙的史诗，这本书也被誉为天文学家的《一千零一夜》。

本书的作者既是天文学博士，又是一个专业作者。她从孩提时起就对天文深深着迷，成年后取得了加州大学伯克利分校的天文学博士学位，并在加州理工学院教授科学写作，所以本书既有专业性，又有可读性。

在写作本书时，作者对上百名天文学家做了上百次独家采访，收集了大量手的资料，这才使得这近一个世纪的科学探索的逸事秘辛得以在我们面前呈现。

正如本书译者屈艳老师所说：“打开这本书，一边领略动人的科学探索发现，一边收获对宇宙的新认知，新见解。”

媒体评论

屈艳 国家天文台助理研究员，巴黎天文台天文学博士

本书为我们讲述了近一个世纪人类对宇宙的探索历程。故事的主角是帕洛玛天文台及其望远镜们，尤其是"巨眼"，以及被它们吸引而来的世界各地的天文学家。这些杰出的科学家拥有无尽的好奇心、非凡的洞察力，也非常有性格。他们凭借精湛的技能，勇于创新，既相互竞争也相互协作，用毕生的精力推进人类对宇宙的认知，和大望远镜一同谱写了人类探险宇宙的史诗。

玛西亚·芭楚莎（Marcia Bartusiak）麻省理工学院教授，《发现》杂志主编

本书生动地再现了天文学发展伟大的时代之一。作为这段历史的参与者和见证者，作者不仅提供了翔实丰富、引人入胜的科学内容，还展示了20世纪的天文观测者在展开从未想象过的宇宙探险时取得的胜利和暴露的缺点。对所有正在接受天文研究训练的人来说，这本书应被列为他们的书目。

罗伯特·基尔什纳（Robert Kirshner）哈佛大学科学教授，沃尔夫物理学奖（2015）获得者

帕洛玛山上的200英寸海耳望远镜，雄霸世界上好的天文观测仪器宝座达40年之久。本书没有局限于这个人类工程奇迹的精湛建造技艺，而是向我们展示了科学家驾驭它去探索宇宙未知、获取新发现的种种历险。

普里亚姆瓦达·纳塔拉扬（Priyamvada Natarajan）耶鲁大学天文学和物理学教授

作者为天文学界的"圣山"之帕洛玛天文台精心调研、撰写的传记，细致生动地再现了探索宇宙取得的诸多发现，以及这些发现背后科学家付出的才智和汗水。

布赖恩·基廷（Brian Keating）加州大学圣地亚哥分校物理学教授

通过宏大的叙事、丰富多彩的插图以及精细的选材，作者传神地描绘了科学家们如何让举世闻名的天文圣殿、本书的主角——帕洛玛天文台看清宇宙。阅读此书如同沉入一本精彩的小说，让人不忍释卷。

书籍介绍

一部人类探险深空宇宙和奇异事物的科学史诗，被誉为天文学家的《一千零一夜》。独家记录天文学家在帕洛玛天文台破解黑洞、暗物质等宇宙之谜的科学历程，首次展示科学家在推动人类认知大变革、科学技术大飞跃的好奇心和创造力。哈佛大学科学教授，2015沃尔夫物理学奖（仅次于诺贝尔奖）获得者罗伯特·基尔什纳（Robert Kirshner）领衔推荐。

编辑推荐★★★★★

帕洛玛天文台被誉为20世纪天文学研究的圣殿，是世界天文研究的顶峰。

自1936年以来，美国南加州帕洛玛天文台（Palomar Observatory）的先驱科学家们一次次把人类梦想转变成科学假说和天文发现，他们做出了一系列令人眼花缭乱的发现：类星体、碰撞星系、超大质量黑洞、褐矮星、超新星、暗物质、宇宙大爆炸等。这些重大宇宙之谜的发现，一次次改进了我们对宇宙的认识，不断拓宽了人类认知的边界。

科学是如何发现，又是如何走向成熟的？被帕洛玛天文台吸引而来的世界杰出科学家，拥有无尽的好奇心，洞察力非凡，也非常有性格。他们技艺精湛，勇于创新，相互竞争也相互协作。本书记录了上百位天文学家、物理学家等科学家全力破解那些远超出人类的经验与想象力的、释放出巨大能量的宇宙神秘现象。他们和帕洛玛天文台的大望远镜一同谱写了人类探险宇宙的史诗，这本书也被誉为天文学家的《一千零一夜》。

本书的作者既是天文学博士，又是一个专业作者。她从孩提时起就对天文深深着迷，成年后取得了加州大学伯克利分校的天文学博士学位，并在加州理工学院教授科学写作，所以本书既有专业性，又有可读性。

在写作本书时，作者对上百名天文学家做了上百次独家采访，收集了大量第一手的资料，这才使得这近一个世纪的科学探索的逸事秘辛得以在我们面前呈现。

正如本书译者屈艳老师所说：“打开这本书，一边领略动人的科学探索发现，一边收获对宇宙的新认知，新见解。”

内容简介★★★★★

为人们所熟知并被亲切地称为"巨眼"的海耳望远镜，是帕洛玛天文台众多望远镜中的最强者。在20世纪人类重要的天文发现中，它都发挥了至关重要的作用。通过"巨眼"，人类认识了类星体和超大质量黑洞，弄清了从恒星灰烬中孕育生命的化学过程，还把已知宇审的边界一再向外拓展。

本书被誉为"天文学家的《一干零一夜》"。作者通过一个又一个精彩故事，为我们进述了全世界的科学家在帕洛玛天文台通过海耳望远镜研究宇宙的科学探索历程。作者积累的对多位学者的私人采访和研究资料，向我们展现了科学家们在其科研生涯中的所见、所思、所感。在书中，你不仅可以看到科学极客的午夜之约，对数据采集的执着奉献，没完没了的理论测试和耐性考验，从发光的物质到暗物质，从类星体到系外行星、星暴、超新星以及其他奇异天体，还能了解有些古怪却令人敬畏的科学研究者是如何从原始图像中提取创见，又是如何与同行展开竞争和合作，并因此激发起雄心壮志，从而让观点理论成型并为大众熟知的。

作者在前言中向我们发出激请，跟着最伟大的天文学家到帕洛玛山顶去破解宇宙的奥秘，在科学发现中驰骋畅游。

本书特色★★★★★

1、这是近百年来，世界优秀科学家破解宇宙天文奇观真实而宏大的科学历程。他们建设世界级天文观测台——帕洛玛天文台、并利用“巨眼”等顶尖天文设备开展科学探索。一代又一代的男女科学家们竭尽全力去破解那些远超出人类的经验与想象力的、释放出巨大能量的神秘过程。在1993年，这个天文台发现了“苏梅克－列维”9号彗星，随后计算并预告了这颗彗星将于木星相撞，这次相撞也是人类第一次观测到的天体大规模相撞的天文现象。在1963年，马丁·施密特和他的同事利用这里的观测设备，第一次发现宇宙中存在类星体这种天体……

2、作者采访了上百名天文学家，收集了大量的第一手资料，这才使得这近一个世纪的科学探索（今天仍在继续）中的逸事秘辛得以呈现在我们的面前。一百多位天文学家、宇宙学家、物理学家、行星天文学家、还有工程师投入毕生精力，研究宇宙的方方面面，这本书描绘的就是科学家们日常工作的缩影:有时间断，有时误入歧途，会陷入僵局，会大踏步前进，也会暂停。有时候，我们需要倒退10年、20年、甚至50年，或者跨洲跨洋去其他的科研团队和望远镜那里寻找相关线索。他们凭借精湛的技艺，勇于创新，相互竞争，也相互协作，用毕生的精力推进人类对宇宙的认知。

3、这是一本科学性、文学艺术性都非常好的科普作品。本书的作者从孩提时起就对天文深深着了迷。成年后，她取得了加州大学伯克利分校的天文学博士学位，并在加州理工学院教授科学写作。作者也多次在帕洛玛天文台留宿，与科学家一起工作。他不仅记录了科学家的科学方法，也记录了他们的才智、勇气，有时还有弱点。都是同样重要，同样引人入胜。

本书卖点★★★★★

1、作者对世界优秀科学家上百次的独家采访，被誉为“天文学家的《一千零一夜》”，本书是天文爱好者、科学研究人员了解和掌握重大科学发现背后——科学家的心路历程、科学逻辑、研究方法以及科学家的逸闻趣事。

2、作者本身是天文学研究方面的专家，她拥有天文学博士学位，她对星系、银河、星爆等方面的专业科普，有助于读者了解宇宙科学的前沿知识。

3、哈佛大学科学教授，2015沃尔夫物理学奖（仅次于诺贝尔奖）获得者罗伯特·基尔什纳（Robert Kirshner）领衔推荐。

4、本书译者屈艳老师是国家天文台的研究员，毕业于法国巴黎天文台天文学博士，是国内天文学研究的领军人物。

名人推荐★★★★★

屈艳 国家天文台助理研究员，巴黎天文台天文学博士

本书为我们讲述了近一个世纪人类对宇宙的探索历程。故事的主角是帕洛玛天文台及其望远镜们，尤其是"巨眼"，以及被它们吸引而来的世界各地的天文学家。这些杰出的科学家拥有无尽的好奇心、非凡的洞察力，也非常有性格。他们凭借精湛的技能，勇于创新，既相互竞争也相互协作，用毕生的精力推进人类对宇宙的认知，和大望远镜一同谱写了人类探险宇宙的史诗。

玛西亚·芭楚莎（Marcia Bartusiak）麻省理工学院教授，《发现》杂志主编

本书生动地再现了天文学发展史上最伟大的时代之一。作为这段历史的参与者和见证者，作者不仅提供了翔实丰富、引人入胜的科学内容，还展示了20世纪的天文观测者在展开从未想象过的宇宙探险时取得的胜利和暴露的缺点。对所有正在接受天文研究训练的人来说，这本书应被列为他们的必读书目。

罗伯特·基尔什纳（Robert Kirshner）哈佛大学科学教授，沃尔夫物理学奖（2015）获得者

帕洛玛山上的200英寸海耳望远镜，雄霸世界上最好的天文观测仪器宝座达40年之久。本书没有局限于这个人类工程奇迹的精湛建造技艺，而是向我们展示了科学家驾驭它去探索宇宙未知、获取新发现的种种历险。

普里亚姆瓦达·纳塔拉扬（Priyamvada Natarajan）耶鲁大学天文学和物理学教授

作者为天文学界的"圣山"之帕洛玛天文台精心调研、撰写的传记，细致生动地再现了探索宇宙取得的诸多发现，以及这些发现背后科学家付出的才智和汗水。

布赖恩·基廷（Brian Keating）加州大学圣地亚哥分校物理学教授

通过宏大的叙事、丰富多彩的插图以及精细的选材，作者传神地描绘了科学家们如何让举世闻名的天文圣殿、本书的主角——帕洛玛天文台看清宇宙。阅读此书如同沉入一本精彩的小说，让人不忍释卷。