寻找暗物质：打开认识宇宙的另一扇门 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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中国科学院国家空间科学中心，中国科学院紫金山天文台，新华社对外部中国特稿社 著

图书标签:

• 暗物质
• 宇宙学
• 天文学
• 物理学
• 科学普及
• 前沿科学
• 宇宙奥秘
• 科学探索
• 天体物理
• 未知世界

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030490407

版次：1

商品编码：11973276

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-06-01

用纸：胶版纸

页数：96

正文语种：中文

产品特色

编辑推荐

适读人群 ：本书适合对宇宙科学、物理学感兴趣的大众读者阅读。
　　暗物质问题是粒子物理和宇宙学的核心问题之一，目前世界各国都在集中人力、物力和财力研究这一问题。揭开暗物质之谜将是继日心说、万有引力定律、相对论及量子力学之后的又一次重大飞跃。
　　暗物质粒子探测卫星是中国科学院空间科学先导专项支持的一颗科学卫星。卫星于2011年立项，2015年底发射。暗物质粒子探测卫星是迄今为止观测能段范围宽、能量分辨率优的空间探测器，超过国际上所有同类探测器。
本书揭秘我国暗物质粒子探测卫星，向公众普及了暗物质相关的科普知识，见证和记录了中国科学家在暗物质探索方面所做的创新和努力，为今后我国科学卫星的发射和探索提供了重要参考。内文采用彩色印刷，配以精美插图，文字生动有趣，科普性强，非常适合大众读者阅读。

内容简介

当你在仰望繁星闪烁的夜空时，你是否知道，浩瀚宇宙中95%以上都是人类还没有弄清楚的暗物质和暗能量，普通物质仅占不到5%。如果把21世纪现代物理学和天文学比作“晴朗天空”，暗物质和暗能量则被看成“两朵乌云”，两者都无法用现有理论充分解释。

那么，暗物质究竟是一种怎样的神奇存在？为什么要寻找暗物质？暗物质有哪些探测方法？暗物质粒子探测卫星是通过什么方式寻找宇宙中失踪物质的踪迹？

寻找暗物质，就像是和幽灵捉迷藏。本书将带领读者跟随中国暗物质探测卫星“悟空”飞向太空深处，走进暗物质的神秘世界。大家还会惊奇地发现，在我们生活的这颗尘埃环绕的蓝色星球上，有一群常年致力于捕捉暗物质的“科学刀客”，他们怀着对隐秘宇宙的浓厚好奇，思考着、忙碌着、快乐着，为的就是破解宇宙的黑暗之谜，解开宇宙构成的难题。

作者简介

喻菲：在新华社对外部从事科技、考古、社会、文化等多领域报道，曾在阿富汗做过战地记者。近年来在中国特稿社从事深度报道和特稿写作，被对外部评为科技报道专家型记者。

王晨曦：新华社对外部中国特稿社记者，本科毕业于中国科技大学科技英语专业，外交学院英语翻译专业硕士。长期舞文弄墨，爱科学，爱幻想。

贺萌：主修非通用语种，辅修新闻学，自修卡通漫画手绘，自诩为“记者编辑中会画画的翻译”。因脑洞较大、画风多变，多次参与新华社科学报道，成为严谨科学趣味传播的实践者。

目录

序
前言
01人类如何认识宇宙？
1 悠久的天文观测
2 从地心说到日心说
3 原来宇宙是膨胀的！
4 暗物质的故事开始了……

02人类怎样进入太空？
1 从万户到齐奥尔科夫斯基们
2 德国火箭和美苏太空竞赛
3 中国人的太空梦
4 在太空开展科学探测和研究

03到太空寻找暗物质！
1 暗物质是一种怎样神奇的存在？
2 为什么寻找暗物质这么重要？
3 条条大路通罗马：暗物质探测的三种方法
4 中国为何要发射暗物质粒子探测卫星？

04 暗物质粒子探测卫星
1首席科学家详解暗物质粒子探测卫星
2有关暗物质粒子探测卫星的N个明白事实
3面对面?对话首席科学家
4捕捉暗物质的“刀客”

05 5 4 3 2 1 ,点火！
1 大家给我起名叫“悟空”
2 暗物质卫星升空记
参考文献

精彩书摘

　 这是一群特殊的“刀客”，在宇宙的黑暗森林中追捕特殊的猎物：暗物质。只是他们还不知道猎物长什么样、何时何地会出现。
　 宇宙间存在一个巨大的谜团：宇宙的绝大部分质量是人类不可见的。这种谜一样的存在被科学家称为“暗物质”。
　　暗物质像幽灵，时刻都在穿越人体，而人体却无法感知。如果没有它，星系早已分崩离析，没有太阳、没有地球，也没有你我。
2015年12月17日升空的暗物质粒子探测卫星“悟空”，从500公里外太空发来的信息，源源不断传入中国第一个现代天文学机构——紫金山天文台的计算机中。在这些数字和弯曲的图形中，就隐藏着“刀客”追捕的猎物。
　 “森林里一定有猎物，但不一定能抓到，如果运气好，一进去就能逮到，至于抓到狗熊还是兔子，现在还不确定。”暗物质卫星首席科学家、中科院紫金山天文台副台长常进这样形容对宇宙中失踪物质的寻觅。
　“天下武功唯快不破，探测器越灵敏越有可能有发现。”常进说。
　　揭开暗物质之谜将是继万有引力定律、相对论及量子力学之后的又一次重大科学突破，从而推动解释宇宙为什么是这样，以及它的始与终。
　　戴眼镜的常进，文质彬彬，对想采访他的记者，总是像暗物质一样“隐藏”起来。而在熟识的人面前，他会不时用江苏泰兴老家的口音讲笑话，把人逗得哈哈大笑。
　 “悟空”从酒泉卫星发射中心升空后，常进马不停蹄地赶到西安、北京怀柔的测控中心。卫星正式向地面传回科学数据的那一天，他发着烧忙碌着。赶回南京后，他把紫金山天文台沉浸在成功喜悦中的团队成员训了一通：“还没到享受成功的时候。卫星探测器是成功了，但科学家的任务还没完成。”

前言/序言

《星尘之秘：解码宇宙的隐形骨架》 自人类仰望星空的那一刻起，我们便踏上了探索宇宙奥秘的漫漫征途。从勾勒出地球的轮廓，到理解行星的轨道，再到洞悉恒星的生死轮回，每一次科学的飞跃都极大拓展了我们对自身所处之地的认知边界。然而，纵使我们掌握了浩瀚的星图，辨识了可见的星系，理解了光所传递的古老信息，宇宙的真实面貌依旧如迷雾般笼罩。那些闪耀的星辰、炽热的星云、旋转的星系，它们仅仅是宇宙宏大图景中的一小部分，而那构成了宇宙绝大部分质量与能量的“隐形骨架”——暗物质，至今仍是科学界最令人着迷、也最棘手的谜团之一。 《星尘之秘：解码宇宙的隐形骨架》并非一本提供直接答案的书。它不是一本详尽列举暗物质粒子模型或实验探测方法的教科书，也不是一本预言暗物质最终形态的科幻小说。相反，它是一次深入的、循序渐进的思考之旅，旨在引导读者一同审视我们目前对宇宙的理解是如何被“暗物质”这一概念所挑战和重塑的。本书将带您穿越物理学、天文学以及宇宙学的核心领域，在一次次智力探险中，感受科学的严谨、大胆与包容。 第一章：可见的宇宙，隐约的裂痕 我们首先从最熟悉的宇宙开始。本书将回溯人类认识宇宙的经典历程：从古希腊的宇宙模型，到牛顿的万有引力定律，再到爱因斯坦的广义相对论。我们将详细探讨这些伟大的理论如何成功地解释了行星运动、恒星发光、星系形成等一系列天文现象。然而，正如任何一幅精美的画作都可能在不经意间透露出细微的笔触偏差，当我们开始运用这些理论去解读更宏大的宇宙结构时，一些令人不安的“不符”开始显现。 例如，我们对星系的观测数据，无论是恒星在星系中的运动速度，还是星系团中星系之间的相互作用，都显示出远超可见物质所能提供的引力效应。简而言之，星系旋转得太快了，它们应该在引力不足的情况下分崩离析。星系团的引力束缚也太强大了，仅仅依靠我们看到的恒星、气体和尘埃，根本无法解释其稳定性。这些“多出来的”引力从何而来？这便是暗物质假说首次登场的舞台。本书将清晰地呈现，这些天文观测上的“裂痕”，如何一步步指向了我们现有物理学模型的局限性，并为引入“看不见”的物质形式奠定了基础。 第二章：宇宙的“大尺度结构”之谜 当我们把目光从单个星系放大到整个宇宙时，暗物质的身影变得更加难以忽视。本书将深入探讨宇宙学中“大尺度结构”的形成。从宇宙微波背景辐射的精细测量，到现代巡天项目绘制的星系分布图，我们看到了一个并非均匀分布的宇宙，而是由星系、星系团、超级星系团组成的“宇宙网”。这些纤维状、网状的结构，其形成和演化过程，是检验宇宙学模型的关键。 这里，暗物质的作用变得至关重要。本书将阐释，在早期宇宙，暗物质提供的引力“种子”是如何吸引普通物质（即我们所见的“普通”物质），并逐渐坍缩形成我们今天看到的星系和星系团的。如果宇宙中只有普通物质，那么引力将不足以在宇宙年龄内形成如此庞大和复杂的结构。本书会生动地介绍，通过计算机模拟，科学家们如何一次次证明，在暗物质扮演了关键角色后，宇宙大尺度结构的演化图景才能与观测数据完美契合。这不仅仅是理论的完善，更是对宇宙诞生和发展历程的一次深刻洞察。 第三章：引力透镜下的“幽灵” 引力透镜效应是爱因斯坦广义相对论最迷人的预言之一，也是我们间接探测暗物质的强大工具。本书将详细讲解引力透镜的原理：当光线经过大质量天体（如星系团）时，其路径会发生弯曲，如同透过一块巨大的透镜。这种弯曲会放大、扭曲甚至复制远处天体的影像。 然而，科学家们在分析引力透镜现象时，再次遇到了“引力不匹配”的问题。通过测量星系团中可见物质的分布，计算出的引力不足以产生观测到的透镜效应。只有当引入一个远比可见物质更庞大、更弥散的暗物质晕时，才能完全解释引力透镜的强度和形状。本书将通过具体的案例，例如著名的“子弹星系团”的观测，来展示暗物质是如何在引力透镜效应中“现形”的。即便我们无法直接看到它，但它在时空中留下的引力痕迹，如同一个隐形的雕塑家，塑造着宇宙的光学景观。 第四章：宇宙膨胀与暗能量的边界 在讨论暗物质的同时，我们也不能回避另一个同样神秘的宇宙组成部分——暗能量。本书将清晰区分暗物质与暗能量的概念。暗物质主要通过引力与普通物质相互作用，并在宇宙结构形成中起主导作用；而暗能量则是一种具有负压强的能量形式，它导致宇宙的加速膨胀。 虽然本书的重点在于暗物质，但对暗能量的探讨是理解宇宙整体组成不可或缺的一环。我们将简要介绍，正是通过对宇宙膨胀率的精确测量，科学家们才发现了暗能量的存在。这种发现，进一步突显了我们对宇宙组成认识的匮乏。可见物质仅占宇宙总能量密度的约5%，而暗物质约占27%，剩余的约68%则由暗能量占据。这一比例揭示了一个令人震惊的事实：我们熟悉的一切，从原子到恒星，在宇宙的宏伟尺度上，竟是如此渺小。 第五章：寻找“它”的漫漫征途 尽管暗物质的引力效应已被广泛证实，但它的本质是什么，仍然是未解之谜。《星尘之秘》将带领读者走进当今物理学界前沿的探索领域。本书将不再深入探讨具体的粒子物理模型（如WIMPs、轴子等），而是聚焦于科学家们为了“看见”或“探测”到暗物质所付出的艰辛努力。 我们将描述各种类型的实验：那些深埋地下的、旨在捕捉暗物质粒子与探测器碰撞的“直接探测”实验；那些在大型粒子加速器中，试图通过碰撞产生暗物质粒子的“间接探测”实验；以及那些在太空深处，寻找暗物质湮灭或衰变信号的望远镜观测。本书将以一种概括性的方式，呈现这些实验的原理、挑战以及它们在探索宇宙终极真相中的意义。它将强调，科学的进步往往是无数次尝试、数据分析、理论修正的累积，而寻找暗物质，正是这场漫长而激动人心的科学接力赛的一部分。 结语：开放的宇宙，未完的史诗 《星尘之秘：解码宇宙的隐形骨架》并非一本宣称揭示了暗物质所有秘密的书，恰恰相反，它是一份邀请。邀请读者一同参与到这场认知革命中来。它旨在激发您的好奇心，鼓励您以批判性的眼光审视科学知识的形成过程，并认识到我们对宇宙的理解，如同不断展开的画卷，总有新的篇章等待书写。 本书所呈现的，是科学前沿的思考方式，是人类探索未知时的智慧与毅力，以及宇宙本身所蕴含的，远超我们想象的宏伟与深邃。当我们回首这段旅程，我们会发现，对于暗物质的探寻，不仅是对物质本质的追问，更是对宇宙运行规律的深刻领悟，是对我们自身在宇宙中位置的重新定位。它是一扇门，一扇通往更广阔、更深刻的宇宙认知的门。推开这扇门，我们或许能瞥见宇宙更为完整的面貌，理解它为何如此，以及它将走向何方。这是一部关于未知、关于探索、关于宇宙最深层奥秘的未完待续的史诗，而我们，都是这部史诗的参与者与见证者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排非常巧妙，它不是线性的知识灌输，而是采用了一种“悬念——探索——揭示”的叙事循环。每一章的结尾似乎都留下了一个引人深思的问题，驱使着我迫不及待地翻到下一页去寻找答案。这种设计让阅读过程始终保持着一种探索的兴奋感。此外，作者在引用外部研究成果时，显示出极大的学术公正性，他清晰地区分了哪些是已经被广泛接受的结论，哪些是目前仍在激烈争论的前沿假说，这种审慎的态度非常值得称赞。这使得我阅读时能够建立起一个非常清晰的知识层级图，知道哪些是坚实的基石，哪些是正在搭建的脚手架。对于想要严肃对待某一领域知识的读者来说，这种区分至关重要。

评分☆☆☆☆☆

从阅读体验上来说，这本书提供了一种罕见的“沉浸式学习”体验。作者笔下的宇宙图景是如此的宏大和令人震撼，他成功地将宏观世界与微观世界的联系，用一种富有哲理性的方式表达出来。阅读过程中，我不止一次地停下来，望向窗外，试图用书中描述的视角来审视周围的世界。那种由内而外的认知升级感，是很多其他科普读物无法给予的。书中对于不同理论模型的优缺点对比分析，尤其深刻，它展现了科学思维的辩证性——即便是最伟大的理论，也可能在某些极端条件下失效，这促使我们必须保持开放和批判的精神。这本书不仅仅是关于知识的传递，更是一种思维方式的培养。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我抱着一种“姑且一试”的心态开始阅读的，因为我对理论物理的理解一直停留在中学水平。这本书的语言风格非常平实，没有故作高深的术语堆砌，这一点深得我心。它更像是一场与一位博学导师的深入交谈，对方总能找到最恰当的比喻来解释那些极其复杂的物理图像。例如，作者在解释某些时空结构弯曲效应时，用到的生活化类比，瞬间打通了我理解上的壁垒。这种教学上的智慧，才是区分普通科普和优秀科普作品的关键所在。全书的节奏控制得非常好，该快则快，该慢则慢，在关键的转折点总会用恰当的总结来巩固读者的理解，确保读者不会在知识的海洋中迷失方向。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是物理学入门读物的翘楚，它以一种近乎诗意的笔触，将抽象的宇宙学概念变得生动可感。我原本以为涉及到这么前沿的领域会是枯燥乏味的公式堆砌，但作者的叙事功力实在令人惊叹。他仿佛一位经验丰富的向导，带着我们穿梭于广袤的星系之间，每一步都充满了发现的惊喜。那种对未知的好奇心和探索欲，被文字激发得淋漓尽致。尤其是在描述那些宏大尺度下的现象时，那种敬畏感油然而生。作者的逻辑构建非常严密，即使是初次接触这些理论的人，也能跟随他的思路层层深入，不会感到迷失。这本书的魅力就在于，它在保持科学严谨性的同时，又充满了人文关怀，让人在探索宇宙奥秘的同时，也反思人类自身在时空中的位置。读完后，感觉对头顶的星空又多了一层理解，不仅仅是遥远的光点，而是充满活力和未解之谜的动态系统。

评分☆☆☆☆☆

我得说，这本书的排版和设计也极大地提升了阅读体验。那种厚重又不失精致的手感，让人忍不住想反复摩挲。内容上，作者对于实验证据的梳理简直是教科书级别的典范。他没有直接给出结论，而是耐心地铺陈了科学家们是如何一步步从观测数据中推导出理论模型的。这种“过程优先”的叙事方式，让我深刻体会到科学研究的艰辛与伟大。举个例子，书中关于间接探测方法的论述，极其细致地描绘了不同实验装置的工作原理及其面临的挑战，这远比那些简化版的科普读物要深入得多。这种对细节的关注，恰恰体现了作者对科学精神的尊重。我特别喜欢其中穿插的历史背景介绍，那些围绕核心理论发展而展开的人与人之间的思想碰撞和学术争论，使得整个知识体系充满了鲜活的人间烟火气，而不是冰冷的公式集合。

评分☆☆☆☆☆

这个很薄，里面竟是些漫画，看着消遣一下吧。

评分☆☆☆☆☆

喜欢的人才会，看长知识了，好评

评分☆☆☆☆☆

一直想了解一下关于物理方面的知识，然后尤其是前一段时间的引力波事件让我更感兴趣

评分☆☆☆☆☆

好书，值得一读。

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

科普读物

评分☆☆☆☆☆

好东西！深奥内涵！推荐！

评分☆☆☆☆☆

还好吧，有点薄。

评分☆☆☆☆☆

挺好的！折扣入手