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給孩子講宇宙(簡體書)
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目次

書摘/試閱

•地球是什麼樣的?•宇宙是什麼樣的?•宇宙是怎麼起源的?•宇宙會不會有末日?這是著名物理學家李淼寫給孩子的宇宙學普及讀物。幾千年來,人類從未停止探索自己棲居的世界和望見的星空。從用太陽光測算地球周長,到用電磁波證實宇宙起源;從根據月食推測地球形狀,到用標準燭光測量天體距離……淼叔用生動有趣的故事將我們帶回一代代偉大天才的思考現場,開啟非同一般的科學思維。書中也配有藝術插畫和珍貴宇宙圖片,小讀者們能張開想像的翅膀,遙想神秘又迷人的宇宙,驚嘆於造物的神奇和人類永無止境的求知欲。
李淼,中山大學天文與空間科學研究院院長及籌建人。
1982年畢業於北京大學天體物理專業,1984年獲中國科技大學理學碩士學位。1989年赴丹麥哥本哈根大學玻爾研究所學習,1990年獲哲學博士學位。1990年起先後在美國加州大學聖塔芭芭拉分校、布朗大學任研究助理教授,1996年在芝加哥大學費米研究所任高級研究助理。1999年回國,任中國科學院理論物理研究所研究員、博士生導師。
身為中國頂尖物理學家的李淼也活躍於科普領域,他的《給孩子講量子力學》甫一上市便登上各大科普暢銷榜,並獲眾多權威媒體、機構推薦。
著名物理學家、暢銷科普作家李淼教授“給孩子的物理學”系列第二本,在帶孩子了解前沿的量子力學之後,淼叔帶我們望向遙遠的星空,探索奇妙的宇宙。用有趣的講述,讓小朋友們帶著未知與好奇,同歷史上的科學天才們一起認真思考、靈感迸發、得到解答,開啟非同一般的科學思維。
第1講地球是什麼樣的
第2講宇宙是什麼樣的
第3講宇宙是怎麼起源的
第4講宇宙會不會有末日
1995年12月18日,天文學家把哈勃空間望遠鏡指向了大熊星座中一塊看似空無一物的區域。這塊區域的範圍很小,僅佔整個天空總面積的2400萬分之一,相當於100米外的一顆網球。為了能拍清楚,科學家對這塊區域持續觀測了10天,然後把拍到的底片曝光了342次,並將它們疊加,合成了一張照片。
下面就是他們合成的那張照片。這就是著名的“哈勃深場”。大家看到了吧?一塊原本空無一物的區域,竟然藏著超過3000個星系!用這個數字乘以2400萬,科學家估算出整個宇宙應該包含超過800億個星系。後來,在2003年和2012年,天文學家把這個實驗重做了兩次,得到了兩張新的圖片:“哈勃超級深場”和“哈勃極端深場”。最新的觀測顯示,宇宙中包含的星係數量應該超過2000億!
我們已經知道,整個宇宙至少包含2000億個星系,而平均每個星系又至少包含1000億顆恆星,所以宇宙中恆星的總數至少有200萬億億個。這是什麼概念呢?假如讓生活在地球上的70億人都來數星星,且每人每秒能數一個,那麼要想數完宇宙中所有的恆星,至少要花上9萬年。也就是說,這70億人要從我們的智人祖先離開非洲的時候開始數星星,一直連續不斷地數到今天,才有可能把天上的恆星數完。
隨後,我們來到了這次旅行的終點,也就是整個宇宙的邊緣。讓我們回過頭來,看一看宇宙的全貌吧。下圖就是科學家用計算機模擬出的整個可觀測宇宙的全貌。圖中橫軸上方標記的每一個白色的小格,都代表著10億光年的距離;也就是說,那一小格就比銀河系的直徑還要大1萬倍。我們再來開一次腦洞。如果把銀河係也縮小到只有一個籃球那麼大,那麼按等比例縮小的可觀測宇宙有多大呢?大概也相當於一個以北京到天津的距離為直徑的圓球。
最後要問大家一個問題:看了這幅宇宙的全貌圖以後,你覺得宇宙從整體上看有什麼特徵?相信這個問題會難倒不少小朋友,因為你們會覺得它完全沒有任何的特徵。但事實上,沒有特徵其實就是宇宙最大的特徵,它說明在最大的宇宙學尺度上,宇宙在各個地點、各個方向上看都是一樣的。這是一個極端重要的觀測,它說明整個宇宙根本就沒有任何中心。
最早人類認為地球是宇宙的中心,結果被伽利略證明是錯的;然後人類認為太陽是宇宙的中心,結果被沙普利證明是錯的;後來人類認為銀核是宇宙的中心,結果又被哈勃證明是錯的。那宇宙的中心到底在哪裡呢?現在我們知道,宇宙根本就沒有任何中心。這就是著名的哥白尼原理,它已經被視為現代宇宙學的基石。

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