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《國家地理特刊》圖解銀河系

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  • 出版社:大石國際
  • 出版日期:2017年03月21日
  • 版次:平裝
 
探索  無邊際太空奧秘
發現  另一個適居行星
了解  宇宙創生與終結



特刊精選►►►

【第一章 我們的家 太陽系】

中國人說:「千里之行,始於足下。」這趟太空探索之旅也要從自家後院的太陽系開始。本章收錄諸多鄰近星球的地圖,細緻程度是上一代人無法想像的,這可要歸功於新的探測方法:太空探測船。我們至少都派遣了一艘太空船造訪太陽系中每顆行星,有些太空船還實際登陸過這些行星。我們不只探索行星,也探索行星的衛星,因而了解到太陽系內每顆星球都有它獨一無二的故事。
現代的研究大幅擴展了我們對太陽系邊界的理解,甚至超越了冥王星軌道,來到柯伊伯帶(Kuiper belt)和歐特雲(Oort cloud)。我們在那裡發現了多個行星大小的矮行星,以及無數個更小的天體,因此現在我們知道,八大行星只占整個太陽系的一小部分,這個新觀點也引發了眾所皆知的冥王星「除名」事件。
一切都從45億年前的一整片星際氣體雲開始,那時到底發生了什麼事?法國天文學家皮埃爾-賽門.拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace, 1749-1827)是第一個提出解釋的人,他認為重力能把這片星際氣體雲塑造成太陽系今天的樣子。





【第二章 我們的星系社區 銀河系】

我們的地球再怎麼偉大,也只是在銀河系中一處普通區域繞著普通恆星運行的行星。但銀河系不單是恆星的靜態聚集體,還是個不斷改變的動態區域。恆星誕生於滿是塵埃與碎屑的巨型氣體雲塌縮,消耗宇宙的原始氫而生存。恆星透過核反應產生較重的元素,其中包含構成人體的碳元素。
最後,恆星耗盡燃料而死,把重元素還給星際雲,之後又有新的恆星與行星從中誕生。恆星死亡會留下千奇百怪的天體,包括白矮星、脈衝星,甚至黑洞。近幾十年來,天文學家發現,就像內行星其實只是太陽系的一小部分,構成宏偉的風車狀銀河系的天體也只是整個星系的一小部分。事實上,銀河系的旋臂中被「暗物質」這種神秘物質包圍。直到今日,了解暗物質的本質仍是一項很重要的研究。





【第三章 探索邊界 宇宙】

目前我們對宇宙的認識,起源於艾德溫.哈伯(Edwin Hubble, 1889-1953)在美國洛杉磯郊外威爾森山頂透過新建望遠鏡獲得的發現。1920年代晚期,哈伯確立了宇宙中的物質會構成銀河系等星系,也就是在銀河系外還有許多「島宇宙」。更重要的是,他指出那些星系正在遠離我們,換句話說,整個宇宙正在膨脹。
有了這項認知,便不禁想像時間倒流,回到整個宇宙都壓縮成極熱、極緻密的點的時刻。在這個假想中,宇宙在過去某個時間點誕生,隨後便持續膨脹、冷卻,就是所謂的「大霹靂」。這個想法帶來三個疑問:(1)這項理論正確嗎?(2)大霹靂是如何開始?(3)宇宙又會怎麼終結? 今日,科學家可以滿懷信心地陳述宇宙創生之後幾分之一秒發生的事,以及宇宙會怎麼結束。





【第四章 未知之境:多重宇宙】

我們在了解天空的過程中,獲得了相當重要的體悟:要研究宇宙這個我們所知最大的對象,就必須研究我們所知最小的東西,也就是構成物質基本單元的粒子。如前所述,宇宙在創生之初中,萬物顯然結合在一起。
近幾年,奇特又複雜的弦論發展出另一種怪異想法:平行宇宙。如果實驗能驗證多維的弦論,我們對現實的看法將會非常不同。關於宇宙中生命的深刻問題,我們也可能會找到答案。
哥白尼告訴我們,地球不是宇宙中心;哈伯告訴我們,銀河系只是數十億星系的其中一個;弦論的理論學家則告訴我們,這個宇宙或許只是眾多可能宇宙的其中一個。而這些宇宙就總稱為多重宇宙。
物理學家史蒂芬.古布瑟(Steven Gubser)在精采的《弦論小書》(The Little Book of String Theory)中如此開場:「弦論是個謎。」這句話真是再中肯不過了。這些理論的基本想法,是夸克由微小的「弦」構成。弦論有許多種版本,不過這裡我們只會討論弦特別有趣




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