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1

星空探索之旅

1.1

前折页
1.2

推荐序1
1.3

推荐序2
1.4

推荐序3
1.5

自序
1.6

目录
1.7

第一章我们的家园——地月系
1.7.1

一、太阳系的起源
1.7.1.1

1.地球的起源
1.7.1.2

2.月球的起源
1.7.1.3

历史回顾：“阿波罗”计划
1.7.2

二、矿物的起源与演化
1.7.2.1

1.制造地球
1.7.2.2

2.黑色地球
1.7.2.3

3.红色地球
1.7.2.4

4.白色地球
1.7.2.5

5.绿色地球
1.7.3

三、生命的起源
1.7.4

四、地球的未来
1.7.5

五、月亮对于人类的意义
1.7.5.1

1.没有月球，我们可能对宇宙知之甚少
1.7.5.2

2.没有月球，日落后我们什么都看不到
1.7.5.3

3.没有月球，每天将很短暂，甚至没有树木
1.7.5.4

4.没有月球，就不会有季节变化，甚至不会有复杂生命
1.7.5.5

5.没有月球，海水将没那么咸，生命也许不会出现
1.7.5.6

6.没有月球，就不会有山脉，甚至不会有稳固的陆地
1.7.5.7

科技前沿：中国探月工程
1.8

第二章不速之客——近地小行星
1.8.1

一、小行星
1.8.1.1

1.按照运行轨道分类
1.8.1.2

2.按照光谱特征分类
1.8.1.3

探测方法：如何发现小行星？
1.8.2

二、近地小行星
1.8.2.1

1.阿莫尔型
1.8.2.2

2.阿波罗型
1.8.2.3

3.阿登型
1.8.2.4

4.阿提拉型
1.8.3

三、小行星探测现状
1.8.3.1

1.“伽利略”号（Galileo）
1.8.3.2

2.“尼尔”号（NEAR-Shoemaker）
1.8.3.3

3.“隼鸟”号（Hayabusa）
1.8.3.4

4.“罗塞塔”号（Rosetta）
1.8.3.5

5.“星尘”号（Stardust）
1.8.3.6

6.“深空-1”号（Deep Space 1）
1.8.3.7

7.“曙光”号（Dawn）
1.8.3.8

8.“嫦娥-2”号（Chang’e 2）
1.8.3.9

9.“隼鸟-2”号（Hayabusa2）
1.8.3.10

10.“奥西里斯-雷克斯”号（OSIRIS-Rex）
1.8.4

四、近地小行星的探索价值
1.8.4.1

1.太空旅行的理想跳板
1.8.4.2

2.有待开发的矿藏
1.8.4.3

3.解开生命起源之谜
1.8.4.4

科技前沿：行星防御实验
1.9

第三章星际移民地——火星
1.9.1

一、火星探测
1.9.1.1

1.地面观测
1.9.1.2

2.飞越型探测器
1.9.1.3

历史回顾：早期飞越型火星探测
1.9.1.4

3.轨道飞行器
1.9.1.5

4.着陆器和巡视器
1.9.1.6

科技前沿：中国“天问-1”号火星探测任务
1.9.1.7

5.载人火星探测
1.9.2

二、火星概况
1.9.2.1

1.地质
1.9.2.2

2.地貌
1.9.2.3

3.水文
1.9.2.4

4.大气
1.9.3

三、火星地球化
1.9.3.1

1.营造大气
1.9.3.2

2.提高温度
1.9.3.3

3.建立磁场
1.10

第四章 ET外星人——地外生命
1.10.1

一、费米悖论
1.10.2

二、搜寻地外文明
1.10.2.1

1.探测外星无线电信号
1.10.2.2

历史回顾：Wow！信号
1.10.2.3

2.向外星文明发送信息
1.10.3

三、银河系中的文明数量
1.10.4

四、地外生命的藏身之所
1.10.4.1

1.生命存在的必要条件
1.10.4.2

2.太阳系内可能有生命的地方
1.10.4.3

名词解释：海底热液喷口
1.10.4.4

3.太阳系外可能有生命的地方
1.10.5

五、外星植物的颜色
1.10.5.1

1.为什么地球植物是绿色的
1.10.5.2

2.为什么植物主要反射绿光
1.10.5.3

3.为什么叶绿素吸收蓝光和红光
1.10.5.4

4.为什么叶绿体不把光全部吸收
1.10.5.5

5.外星植物应该会是什么颜色
1.11

第五章地球2.0——系外行星
1.11.1

一、系外行星的探测简史
1.11.1.1

1.第一颗系外行星
1.11.1.2

2.第一颗绕主序星的系外行星
1.11.1.3

3.第一颗凌星系外行星
1.11.1.4

4.第一个多行星系统
1.11.1.5

5.第一颗位于宜居带的系外行星
1.11.1.6

6.第一颗超级地球
1.11.1.7

7.第一颗环绕两颗恒星运行的行星
1.11.1.8

8.第一颗位于宜居带内的地球大小的行星
1.11.1.9

9.发现距离地球最近的系外行星
1.11.1.10

10.发现7颗地球大小的行星围绕红矮星运行
1.11.2

二、系外行星的类型
1.11.2.1

1.气体巨星（Gas Giant）
1.11.2.2

2.类海行星（Neptune-Like）
1.11.2.3

3.超级地球（Super-Earth）
1.11.2.4

4.类地行星（Terrestrial）
1.11.2.5

历史回顾：对系外行星的早期探索
1.11.3

三、系外行星的探测方法
1.11.3.1

1.径向速度法
1.11.3.2

2.凌星法
1.11.3.3

探测方法：如何判断系外行星是由岩石构成的？
1.11.3.4

3.直接成像法
1.11.3.5

4.微引力透镜法
1.11.3.6

5.天体测量法
1.11.3.7

6.脉冲星计时法
1.11.4

四、系外行星搜索项目
1.11.4.1

1.CoRoT（2006—2013年）
1.11.4.2

2.Kepler（2009—2018年）
1.11.4.3

3.TESS（2018年—至今）
1.11.4.4

4.HARPS（2003年—至今）
1.11.5

五、如何找到地外生命
1.11.5.1

科技前沿：詹姆斯·韦布空间望远镜确认其第一颗系外行星
1.12

第六章太空礼花弹——超新星
1.12.1

一、恒星的演化
1.12.1.1

1.恒星的诞生
1.12.1.2

2.主序星
1.12.1.3

3.恒星的命运
1.12.2

二、历史上的超新星
1.12.2.1

1.超新星SN 185
1.12.2.2

2.超新星SN 393
1.12.2.3

3.超新星SN 1006
1.12.2.4

4.超新星SN 1054
1.12.2.5

5.超新星SN 1181
1.12.2.6

6.超新星SN 1572
1.12.2.7

7.超新星SN 1604
1.12.2.8

8.超新星SN 1885A
1.12.2.9

9.超新星SN 1987A
1.12.2.10

10.超新星SN 2006gy
1.12.2.11

科技前沿：车轮星系中的超新星
1.12.3

三、超新星爆发机制
1.12.3.1

1.白矮星吸积爆炸（Ⅰa型）
1.12.3.2

2.大质量恒星核坍缩（II型、Ib型、Ic型）
1.12.3.3

名词解释：标准烛光
1.12.4

四、超新星的星际作用
1.12.4.1

1.重元素的来源
1.12.4.2

2.在恒星演化中的作用
1.12.5

五、近地超新星的影响
1.13

第七章隐藏的终结者——黑洞
1.13.1

一、黑洞的提出
1.13.1.1

名词解释：逃逸速度
1.13.2

二、黑洞的分类
1.13.2.1

1.恒星级黑洞
1.13.2.2

2.超大质量黑洞
1.13.2.3

3.中等质量黑洞
1.13.2.4

4.原初黑洞
1.13.3

三、黑洞的组成
1.13.3.1

1.奇点（Singularity）
1.13.3.2

2.事件视界（Event Horizon）
1.13.3.3

3.吸积盘（Accretion Disk）
1.13.3.4

4.多普勒光束（Doppler Beaming）
1.13.3.5

5.光子环（Photon Sphere）
1.13.3.6

6.喷流（Particle Jets）
1.13.4

四、黑洞蒸发
1.13.5

五、如何寻找黑洞
1.13.5.1

1.观测恒星的运动轨迹
1.13.5.2

2.吸积盘和喷流
1.13.5.3

3.引力透镜
1.13.5.4

4.引力波探测
1.13.5.5

科技前沿：天文学家拍摄了第一张黑洞图像
1.14

第八章明亮的天体城邦——星系
1.14.1

一、银河系
1.14.1.1

历史回顾：世纪大辩论
1.14.2

二、星系类型
1.14.2.1

1.哈勃分类法
1.14.2.2

2.活动星系
1.14.2.3

科技前沿：银河系普查
1.14.3

三、大尺度结构
1.14.3.1

1.星系群（Galaxy Group）
1.14.3.2

2.星系团（Galaxy Cluster）
1.14.3.3

3.超星系团（Supercluster）
1.14.3.4

4.星系墙（Galactic Wall）
1.14.3.5

5.宇宙网（Cosmic Web）
1.14.4

四、星系与暗物质
1.14.4.1

1.暗物质的发现
1.14.4.2

2.暗物质的探测
1.14.5

五、星系的演化
1.15

第九章一切的一切——宇宙
1.15.1

一、宇宙模型
1.15.1.1

1.牛顿静态宇宙模型
1.15.1.2

2.奥伯斯悖论
1.15.1.3

3.爱因斯坦有限无界宇宙模型
1.15.2

二、哈勃定律和宇宙膨胀
1.15.2.1

1.哈勃定律
1.15.2.2

名词解释：红移
1.15.2.3

2.宇宙大爆炸
1.15.3

三、宇宙的历史
1.15.3.1

1.宇宙暴胀
1.15.3.2

2.大爆炸与核合成
1.15.3.3

3.复合时期
1.15.3.4

4.黑暗时代
1.15.3.5

5.第一代恒星
1.15.3.6

6.再电离
1.15.3.7

7.未来
1.15.3.8

历史回顾：发现宇宙微波背景辐射
1.15.4

四、宇宙的组成
1.15.4.1

1.普通物质
1.15.4.2

2.暗物质
1.15.4.3

3.暗能量
1.15.5

五、平行宇宙
1.15.5.1

1.第一层平行宇宙
1.15.5.2

2.第二层平行宇宙
1.15.5.3

3.第三层平行宇宙
1.15.5.4

4.第四层平行宇宙
1.16

附录课程建设
1.17

后记
1.18

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