尋找暗物質：打開認識宇宙的另一扇門 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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中國科學院國傢空間科學中心，中國科學院紫金山天文颱，新華社對外部中國特稿社 著

圖書標籤:

• 暗物質
• 宇宙學
• 天文學
• 物理學
• 科學普及
• 前沿科學
• 宇宙奧秘
• 科學探索
• 天體物理
• 未知世界

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030490407

版次：1

商品編碼：11973276

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-06-01

用紙：膠版紙

頁數：96

正文語種：中文

産品特色

編輯推薦

適讀人群 ：本書適閤對宇宙科學、物理學感興趣的大眾讀者閱讀。
　　暗物質問題是粒子物理和宇宙學的核心問題之一，目前世界各國都在集中人力、物力和財力研究這一問題。揭開暗物質之謎將是繼日心說、萬有引力定律、相對論及量子力學之後的又一次重大飛躍。
　　暗物質粒子探測衛星是中國科學院空間科學先導專項支持的一顆科學衛星。衛星於2011年立項，2015年底發射。暗物質粒子探測衛星是迄今為止觀測能段範圍寬、能量分辨率優的空間探測器，超過國際上所有同類探測器。
本書揭秘我國暗物質粒子探測衛星，嚮公眾普及瞭暗物質相關的科普知識，見證和記錄瞭中國科學傢在暗物質探索方麵所做的創新和努力，為今後我國科學衛星的發射和探索提供瞭重要參考。內文采用彩色印刷，配以精美插圖，文字生動有趣，科普性強，非常適閤大眾讀者閱讀。

內容簡介

當你在仰望繁星閃爍的夜空時，你是否知道，浩瀚宇宙中95%以上都是人類還沒有弄清楚的暗物質和暗能量，普通物質僅占不到5%。如果把21世紀現代物理學和天文學比作“晴朗天空”，暗物質和暗能量則被看成“兩朵烏雲”，兩者都無法用現有理論充分解釋。

那麼，暗物質究竟是一種怎樣的神奇存在？為什麼要尋找暗物質？暗物質有哪些探測方法？暗物質粒子探測衛星是通過什麼方式尋找宇宙中失蹤物質的蹤跡？

尋找暗物質，就像是和幽靈捉迷藏。本書將帶領讀者跟隨中國暗物質探測衛星“悟空”飛嚮太空深處，走進暗物質的神秘世界。大傢還會驚奇地發現，在我們生活的這顆塵埃環繞的藍色星球上，有一群常年緻力於捕捉暗物質的“科學刀客”，他們懷著對隱秘宇宙的濃厚好奇，思考著、忙碌著、快樂著，為的就是破解宇宙的黑暗之謎，解開宇宙構成的難題。

作者簡介

喻菲：在新華社對外部從事科技、考古、社會、文化等多領域報道，曾在阿富汗做過戰地記者。近年來在中國特稿社從事深度報道和特稿寫作，被對外部評為科技報道專傢型記者。

王晨曦：新華社對外部中國特稿社記者，本科畢業於中國科技大學科技英語專業，外交學院英語翻譯專業碩士。長期舞文弄墨，愛科學，愛幻想。

賀萌：主修非通用語種，輔修新聞學，自修卡通漫畫手繪，自詡為“記者編輯中會畫畫的翻譯”。因腦洞較大、畫風多變，多次參與新華社科學報道，成為嚴謹科學趣味傳播的實踐者。

目錄

序
前言
01人類如何認識宇宙？
1 悠久的天文觀測
2 從地心說到日心說
3 原來宇宙是膨脹的！
4 暗物質的故事開始瞭……

02人類怎樣進入太空？
1 從萬戶到齊奧爾科夫斯基們
2 德國火箭和美蘇太空競賽
3 中國人的太空夢
4 在太空開展科學探測和研究

03到太空尋找暗物質！
1 暗物質是一種怎樣神奇的存在？
2 為什麼尋找暗物質這麼重要？
3 條條大路通羅馬：暗物質探測的三種方法
4 中國為何要發射暗物質粒子探測衛星？

04 暗物質粒子探測衛星
1首席科學傢詳解暗物質粒子探測衛星
2有關暗物質粒子探測衛星的N個明白事實
3麵對麵?對話首席科學傢
4捕捉暗物質的“刀客”

05 5 4 3 2 1 ,點火！
1 大傢給我起名叫“悟空”
2 暗物質衛星升空記
參考文獻

精彩書摘

　 這是一群特殊的“刀客”，在宇宙的黑暗森林中追捕特殊的獵物：暗物質。隻是他們還不知道獵物長什麼樣、何時何地會齣現。
　 宇宙間存在一個巨大的謎團：宇宙的絕大部分質量是人類不可見的。這種謎一樣的存在被科學傢稱為“暗物質”。
　　暗物質像幽靈，時刻都在穿越人體，而人體卻無法感知。如果沒有它，星係早已分崩離析，沒有太陽、沒有地球，也沒有你我。
2015年12月17日升空的暗物質粒子探測衛星“悟空”，從500公裏外太空發來的信息，源源不斷傳入中國第一個現代天文學機構——紫金山天文颱的計算機中。在這些數字和彎麯的圖形中，就隱藏著“刀客”追捕的獵物。
　 “森林裏一定有獵物，但不一定能抓到，如果運氣好，一進去就能逮到，至於抓到狗熊還是兔子，現在還不確定。”暗物質衛星首席科學傢、中科院紫金山天文颱副颱長常進這樣形容對宇宙中失蹤物質的尋覓。
　“天下武功唯快不破，探測器越靈敏越有可能有發現。”常進說。
　　揭開暗物質之謎將是繼萬有引力定律、相對論及量子力學之後的又一次重大科學突破，從而推動解釋宇宙為什麼是這樣，以及它的始與終。
　　戴眼鏡的常進，文質彬彬，對想采訪他的記者，總是像暗物質一樣“隱藏”起來。而在熟識的人麵前，他會不時用江蘇泰興老傢的口音講笑話，把人逗得哈哈大笑。
　 “悟空”從酒泉衛星發射中心升空後，常進馬不停蹄地趕到西安、北京懷柔的測控中心。衛星正式嚮地麵傳迴科學數據的那一天，他發著燒忙碌著。趕迴南京後，他把紫金山天文颱沉浸在成功喜悅中的團隊成員訓瞭一通：“還沒到享受成功的時候。衛星探測器是成功瞭，但科學傢的任務還沒完成。”

前言/序言

《星塵之秘：解碼宇宙的隱形骨架》 自人類仰望星空的那一刻起，我們便踏上瞭探索宇宙奧秘的漫漫徵途。從勾勒齣地球的輪廓，到理解行星的軌道，再到洞悉恒星的生死輪迴，每一次科學的飛躍都極大拓展瞭我們對自身所處之地的認知邊界。然而，縱使我們掌握瞭浩瀚的星圖，辨識瞭可見的星係，理解瞭光所傳遞的古老信息，宇宙的真實麵貌依舊如迷霧般籠罩。那些閃耀的星辰、熾熱的星雲、鏇轉的星係，它們僅僅是宇宙宏大圖景中的一小部分，而那構成瞭宇宙絕大部分質量與能量的“隱形骨架”——暗物質，至今仍是科學界最令人著迷、也最棘手的謎團之一。 《星塵之秘：解碼宇宙的隱形骨架》並非一本提供直接答案的書。它不是一本詳盡列舉暗物質粒子模型或實驗探測方法的教科書，也不是一本預言暗物質最終形態的科幻小說。相反，它是一次深入的、循序漸進的思考之旅，旨在引導讀者一同審視我們目前對宇宙的理解是如何被“暗物質”這一概念所挑戰和重塑的。本書將帶您穿越物理學、天文學以及宇宙學的核心領域，在一次次智力探險中，感受科學的嚴謹、大膽與包容。 第一章：可見的宇宙，隱約的裂痕 我們首先從最熟悉的宇宙開始。本書將迴溯人類認識宇宙的經典曆程：從古希臘的宇宙模型，到牛頓的萬有引力定律，再到愛因斯坦的廣義相對論。我們將詳細探討這些偉大的理論如何成功地解釋瞭行星運動、恒星發光、星係形成等一係列天文現象。然而，正如任何一幅精美的畫作都可能在不經意間透露齣細微的筆觸偏差，當我們開始運用這些理論去解讀更宏大的宇宙結構時，一些令人不安的“不符”開始顯現。 例如，我們對星係的觀測數據，無論是恒星在星係中的運動速度，還是星係團中星係之間的相互作用，都顯示齣遠超可見物質所能提供的引力效應。簡而言之，星係鏇轉得太快瞭，它們應該在引力不足的情況下分崩離析。星係團的引力束縛也太強大瞭，僅僅依靠我們看到的恒星、氣體和塵埃，根本無法解釋其穩定性。這些“多齣來的”引力從何而來？這便是暗物質假說首次登場的舞颱。本書將清晰地呈現，這些天文觀測上的“裂痕”，如何一步步指嚮瞭我們現有物理學模型的局限性，並為引入“看不見”的物質形式奠定瞭基礎。 第二章：宇宙的“大尺度結構”之謎 當我們把目光從單個星係放大到整個宇宙時，暗物質的身影變得更加難以忽視。本書將深入探討宇宙學中“大尺度結構”的形成。從宇宙微波背景輻射的精細測量，到現代巡天項目繪製的星係分布圖，我們看到瞭一個並非均勻分布的宇宙，而是由星係、星係團、超級星係團組成的“宇宙網”。這些縴維狀、網狀的結構，其形成和演化過程，是檢驗宇宙學模型的關鍵。 這裏，暗物質的作用變得至關重要。本書將闡釋，在早期宇宙，暗物質提供的引力“種子”是如何吸引普通物質（即我們所見的“普通”物質），並逐漸坍縮形成我們今天看到的星係和星係團的。如果宇宙中隻有普通物質，那麼引力將不足以在宇宙年齡內形成如此龐大和復雜的結構。本書會生動地介紹，通過計算機模擬，科學傢們如何一次次證明，在暗物質扮演瞭關鍵角色後，宇宙大尺度結構的演化圖景纔能與觀測數據完美契閤。這不僅僅是理論的完善，更是對宇宙誕生和發展曆程的一次深刻洞察。 第三章：引力透鏡下的“幽靈” 引力透鏡效應是愛因斯坦廣義相對論最迷人的預言之一，也是我們間接探測暗物質的強大工具。本書將詳細講解引力透鏡的原理：當光綫經過大質量天體（如星係團）時，其路徑會發生彎麯，如同透過一塊巨大的透鏡。這種彎麯會放大、扭麯甚至復製遠處天體的影像。 然而，科學傢們在分析引力透鏡現象時，再次遇到瞭“引力不匹配”的問題。通過測量星係團中可見物質的分布，計算齣的引力不足以産生觀測到的透鏡效應。隻有當引入一個遠比可見物質更龐大、更彌散的暗物質暈時，纔能完全解釋引力透鏡的強度和形狀。本書將通過具體的案例，例如著名的“子彈星係團”的觀測，來展示暗物質是如何在引力透鏡效應中“現形”的。即便我們無法直接看到它，但它在時空中留下的引力痕跡，如同一個隱形的雕塑傢，塑造著宇宙的光學景觀。 第四章：宇宙膨脹與暗能量的邊界 在討論暗物質的同時，我們也不能迴避另一個同樣神秘的宇宙組成部分——暗能量。本書將清晰區分暗物質與暗能量的概念。暗物質主要通過引力與普通物質相互作用，並在宇宙結構形成中起主導作用；而暗能量則是一種具有負壓強的能量形式，它導緻宇宙的加速膨脹。 雖然本書的重點在於暗物質，但對暗能量的探討是理解宇宙整體組成不可或缺的一環。我們將簡要介紹，正是通過對宇宙膨脹率的精確測量，科學傢們纔發現瞭暗能量的存在。這種發現，進一步突顯瞭我們對宇宙組成認識的匱乏。可見物質僅占宇宙總能量密度的約5%，而暗物質約占27%，剩餘的約68%則由暗能量占據。這一比例揭示瞭一個令人震驚的事實：我們熟悉的一切，從原子到恒星，在宇宙的宏偉尺度上，竟是如此渺小。 第五章：尋找“它”的漫漫徵途 盡管暗物質的引力效應已被廣泛證實，但它的本質是什麼，仍然是未解之謎。《星塵之秘》將帶領讀者走進當今物理學界前沿的探索領域。本書將不再深入探討具體的粒子物理模型（如WIMPs、軸子等），而是聚焦於科學傢們為瞭“看見”或“探測”到暗物質所付齣的艱辛努力。 我們將描述各種類型的實驗：那些深埋地下的、旨在捕捉暗物質粒子與探測器碰撞的“直接探測”實驗；那些在大型粒子加速器中，試圖通過碰撞産生暗物質粒子的“間接探測”實驗；以及那些在太空深處，尋找暗物質湮滅或衰變信號的望遠鏡觀測。本書將以一種概括性的方式，呈現這些實驗的原理、挑戰以及它們在探索宇宙終極真相中的意義。它將強調，科學的進步往往是無數次嘗試、數據分析、理論修正的纍積，而尋找暗物質，正是這場漫長而激動人心的科學接力賽的一部分。 結語：開放的宇宙，未完的史詩 《星塵之秘：解碼宇宙的隱形骨架》並非一本宣稱揭示瞭暗物質所有秘密的書，恰恰相反，它是一份邀請。邀請讀者一同參與到這場認知革命中來。它旨在激發您的好奇心，鼓勵您以批判性的眼光審視科學知識的形成過程，並認識到我們對宇宙的理解，如同不斷展開的畫捲，總有新的篇章等待書寫。 本書所呈現的，是科學前沿的思考方式，是人類探索未知時的智慧與毅力，以及宇宙本身所蘊含的，遠超我們想象的宏偉與深邃。當我們迴首這段旅程，我們會發現，對於暗物質的探尋，不僅是對物質本質的追問，更是對宇宙運行規律的深刻領悟，是對我們自身在宇宙中位置的重新定位。它是一扇門，一扇通往更廣闊、更深刻的宇宙認知的門。推開這扇門，我們或許能瞥見宇宙更為完整的麵貌，理解它為何如此，以及它將走嚮何方。這是一部關於未知、關於探索、關於宇宙最深層奧秘的未完待續的史詩，而我們，都是這部史詩的參與者與見證者。

評分☆☆☆☆☆

我得說，這本書的排版和設計也極大地提升瞭閱讀體驗。那種厚重又不失精緻的手感，讓人忍不住想反復摩挲。內容上，作者對於實驗證據的梳理簡直是教科書級彆的典範。他沒有直接給齣結論，而是耐心地鋪陳瞭科學傢們是如何一步步從觀測數據中推導齣理論模型的。這種“過程優先”的敘事方式，讓我深刻體會到科學研究的艱辛與偉大。舉個例子，書中關於間接探測方法的論述，極其細緻地描繪瞭不同實驗裝置的工作原理及其麵臨的挑戰，這遠比那些簡化版的科普讀物要深入得多。這種對細節的關注，恰恰體現瞭作者對科學精神的尊重。我特彆喜歡其中穿插的曆史背景介紹，那些圍繞核心理論發展而展開的人與人之間的思想碰撞和學術爭論，使得整個知識體係充滿瞭鮮活的人間煙火氣，而不是冰冷的公式集閤。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我抱著一種“姑且一試”的心態開始閱讀的，因為我對理論物理的理解一直停留在中學水平。這本書的語言風格非常平實，沒有故作高深的術語堆砌，這一點深得我心。它更像是一場與一位博學導師的深入交談，對方總能找到最恰當的比喻來解釋那些極其復雜的物理圖像。例如，作者在解釋某些時空結構彎麯效應時，用到的生活化類比，瞬間打通瞭我理解上的壁壘。這種教學上的智慧，纔是區分普通科普和優秀科普作品的關鍵所在。全書的節奏控製得非常好，該快則快，該慢則慢，在關鍵的轉摺點總會用恰當的總結來鞏固讀者的理解，確保讀者不會在知識的海洋中迷失方嚮。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對是物理學入門讀物的翹楚，它以一種近乎詩意的筆觸，將抽象的宇宙學概念變得生動可感。我原本以為涉及到這麼前沿的領域會是枯燥乏味的公式堆砌，但作者的敘事功力實在令人驚嘆。他仿佛一位經驗豐富的嚮導，帶著我們穿梭於廣袤的星係之間，每一步都充滿瞭發現的驚喜。那種對未知的好奇心和探索欲，被文字激發得淋灕盡緻。尤其是在描述那些宏大尺度下的現象時，那種敬畏感油然而生。作者的邏輯構建非常嚴密，即使是初次接觸這些理論的人，也能跟隨他的思路層層深入，不會感到迷失。這本書的魅力就在於，它在保持科學嚴謹性的同時，又充滿瞭人文關懷，讓人在探索宇宙奧秘的同時，也反思人類自身在時空中的位置。讀完後，感覺對頭頂的星空又多瞭一層理解，不僅僅是遙遠的光點，而是充滿活力和未解之謎的動態係統。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗上來說，這本書提供瞭一種罕見的“沉浸式學習”體驗。作者筆下的宇宙圖景是如此的宏大和令人震撼，他成功地將宏觀世界與微觀世界的聯係，用一種富有哲理性的方式錶達齣來。閱讀過程中，我不止一次地停下來，望嚮窗外，試圖用書中描述的視角來審視周圍的世界。那種由內而外的認知升級感，是很多其他科普讀物無法給予的。書中對於不同理論模型的優缺點對比分析，尤其深刻，它展現瞭科學思維的辯證性——即便是最偉大的理論，也可能在某些極端條件下失效，這促使我們必須保持開放和批判的精神。這本書不僅僅是關於知識的傳遞，更是一種思維方式的培養。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排非常巧妙，它不是綫性的知識灌輸，而是采用瞭一種“懸念——探索——揭示”的敘事循環。每一章的結尾似乎都留下瞭一個引人深思的問題，驅使著我迫不及待地翻到下一頁去尋找答案。這種設計讓閱讀過程始終保持著一種探索的興奮感。此外，作者在引用外部研究成果時，顯示齣極大的學術公正性，他清晰地區分瞭哪些是已經被廣泛接受的結論，哪些是目前仍在激烈爭論的前沿假說，這種審慎的態度非常值得稱贊。這使得我閱讀時能夠建立起一個非常清晰的知識層級圖，知道哪些是堅實的基石，哪些是正在搭建的腳手架。對於想要嚴肅對待某一領域知識的讀者來說，這種區分至關重要。

評分☆☆☆☆☆

非常滿意，給小孩的科普書，開曠視野

評分☆☆☆☆☆

收到

評分☆☆☆☆☆

纔

評分☆☆☆☆☆

給兒子用的，收貨速度很快。

評分☆☆☆☆☆

書的內容不錯，價格便宜，支持京東。

評分☆☆☆☆☆

給兒子用的，收貨速度很快。

評分☆☆☆☆☆

開講啦推薦

評分☆☆☆☆☆

兒子要的

評分☆☆☆☆☆

好好