产品特色
内容简介
仰望星空,繁星点点。你是否能够想象到,在宁静安详的宇宙中,还存在一种神秘而又狂野的天体——黑洞,在它们周围,星星被撕裂、脉冲星疯狂旋转、宇宙深处产生猛烈的爆炸……
那么,黑洞究竟是如何产生的?为什么要研究黑洞?探索黑洞有哪些方法?硬X射线调制望远镜卫星是通过什么方式追踪物质坠入黑洞的轨迹?
本书将带领读者追随“慧眼”搜巡脾气暴躁的极端天体,走进黑洞的神秘世界。大家还会惊喜地发现,在漫漫的科学探索道路上,有这么一群“依靠想象力任意创作的艺术家”,他们怀着对隐秘宇宙的强烈好奇,思考着、忙碌着,为我们揭开神秘宇宙的层层面纱,谱写着一首壮丽的宇宙诗篇。
作者简介
喻菲(作者),在新华社对外部从事科技、考古、社会等多领域报道,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。为《自然》杂志写过特稿,对我国首颗暗物质粒子探测卫星的报道获中国新闻奖,被对外部评为科技报道专家型记者。
全晓书(作者),新华社对外部特稿社采编室副主任,长期关注中国科技发展,参加过珠峰南北两极科考、国际天文学大会等报道,希望让更多的中国人感受科学之美、实现科学之梦。
屈婷(作者),非著名特稿记者,真身是《星际迷航》粉丝“Trekker”一枚,信仰逻辑和理性,讲道理的宇宙和平人士、养猫能手。常“跨界”科技和考古,写作未来和过去有趣之人和事。
贺萌(插画设计),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”。多次参与新华社科学报道,因脑洞较大、画风多变,成为严谨科学趣味传播的实践者。
目录
序
前言
第一章 不是死亡而是新生
星星的生命之花
宇宙灯塔:脉冲星
引力旋涡:黑洞
宇宙中最壮观的“焰火”
引力波带来的宇宙交响乐
第二章 贪吃的黑洞
人类如何发现宇宙中存在黑洞?
看不见的黑洞怎样现形?
宇宙里的大胃王
第三章 前方高能!
神秘荧光打开了一扇窗
从雪山到高空的“悟道”之旅
“神舟”“嫦娥”“天宫”开启太空观测
第四章 活捉黑洞、脉冲星
中国终于拥有了自己的太空望远镜
看见惊心动魄的宇宙
空间科学之“重器”
第五章 一颗卫星的长征路
星辰大海路迢迢
千锤百炼不怕难
参天大树待长成
第六章 谱写宇宙诗篇
何泽慧:物理高原上的遗世之花
李惕碚:科学路上的“少数派”
吴枚:于无声处有惊雷
张双南:宇宙中的最美还未发现
卢方军:这颗卫星,是一生中值得回望的山峰
参考文献
精彩书摘
《活捉黑洞:中国慧眼探索极端宇宙》:
温度控制是另一个难点。“在一张桌子这么大的地方,要安装18个高能探测器、3组中能探测器和3组低能探测器。高能探测器的温度要在18摄氏度左右,而中能和低能探测器的工作温度却可能低到零下80摄氏度或零下40摄氏度。在这样紧凑的结构中,温差如此之大,就好比一个人只有一件衣服,却要在南极和赤道都能生存下来,这对卫星的热控技术提出了巨大的挑战。”卫星热控副主任设计师、载荷热控主任设计师周宇鹏博士说。
为此,中国航天五院的研制人员为中低能探测器设计了一把“遮阳伞”挡住5日光,实现了低温工作环境,同时为高能探测器加热,并在高低温设备之间采取隔热措施。“这是中国第一次在卫星上安装‘遮阳伞’,又不能影响对天观测,因此对卫星的姿态控制也提出了很高的要求。”周宇鹏说。
倪润立希望科学卫星成为未来的一个发展方向。“科学卫星载荷五花八门,很有挑战性,对宇宙未知的探索能够促进中国航天技术的发展。”
……
跨越时空的未知:从伽马射线爆发到暗物质的宇宙深渊 本书并非关于“活捉黑洞”这一具体概念的解读。相反,它是一次宏大的宇宙探索之旅,带领读者深入理解我们如何通过尖端科技,尤其是中国“慧眼”硬X射线望远镜的卓越贡献,窥探宇宙中最神秘、最极端、最令人费解的现象。我们将一同跋涉在时间的河流中,追溯宇宙的诞生与演化,揭示那些远超人类日常经验的宏伟图景。 第一部分:宇宙的黎明与孕育 我们的旅程始于宇宙最古老的歌谣。我们将回顾大爆炸理论的基石,理解宇宙从一个极小的奇点膨胀至如今广袤无垠的过程。从早期宇宙的等离子体海洋,到第一批恒星的形成,再到星系的点缀,我们将勾勒出宇宙演化的宏大蓝图。这一部分将重点介绍天文学家如何利用各种观测手段,如宇宙微波背景辐射,来“回望”宇宙的 infancy。我们将深入探讨暗物质和暗能量在宇宙结构形成中的关键作用,它们虽然隐匿不见,却是宇宙演进不可或缺的“骨架”和“驱动力”。读者将了解到,我们对宇宙早期状态的认知,很大程度上是通过探测来自遥远天体的光,穿越数十亿年的时空,抵达我们的望远镜。 第二部分:极端宇宙的剧烈奏鸣曲 宇宙并非总是宁静祥和,它的内部充斥着剧烈的能量释放和引力角力。本部分将聚焦于那些极端宇宙事件,它们以惊人的力量重塑着宇宙的景观。 伽马射线暴(GRBs):宇宙的“灭世之光” 我们将深入探讨伽马射线暴,这是宇宙中最强大的爆发现象之一。这些短暂却极其明亮的闪光,其能量输出在短时间内可以超越太阳在其一生中的总能量。读者将了解GRBs的两种主要类型:长短爆发,以及它们可能产生的物理机制,例如中子星合并和超新星爆炸。我们将详细阐述“慧眼”望远镜在探测和研究GRBs方面取得的突破性进展。例如,“慧眼”凭借其独特的硬X射线探测能力,能够穿透星际尘埃,捕捉到那些对普通望远镜而言模糊不清的信号,从而帮助科学家确定GRBs的爆发源,并研究其喷流的物理特性。我们将剖析“慧眼”如何精确地定位GRBs,并快速联动其他望远镜进行多波段观测,以获取更全面的信息。这就像是在黑夜中捕捉转瞬即逝的闪电,并将其背后的机制一一解构。 脉冲星:宇宙的“灯塔”与“时钟” 脉冲星,作为中子星的一种,以其极其规律的自转和强大的磁场而闻名。我们将揭示这些致密天体如何通过周期性的脉冲辐射,如同宇宙中的灯塔,为我们导航。读者将了解到脉冲星的形成过程,以及它们为何能如此稳定地旋转。我们将探讨利用脉冲星计时阵列(PTAs)来探测引力波的可能性,这是一种全新的引力波探测方法,其灵敏度能够覆盖低频段的引力波信号,这为我们探索宇宙的宏大事件,如超大质量黑洞合并,提供了新的视角。“慧眼”望远镜在某些特定波段对脉冲星辐射的观测,也能为理解其加速机制和辐射过程提供宝贵数据。 活动星系核(AGN)与类星体:潜藏的宇宙巨兽 在星系的核心,常常潜藏着质量巨大的黑洞。当物质落入这些黑洞时,会形成一个吸积盘,并释放出巨大的能量,形成活动星系核。类星体便是其中最明亮、最遥远的一种。我们将深入探究AGN和类星体的形成机制,以及它们对周围星系环境的影响。我们将重点介绍“慧眼”望远镜如何通过其硬X射线能力,穿透AGN周围厚厚的尘埃和气体,揭示隐藏的吸积过程和喷流结构。这就像是在浓雾中寻找隐藏的灯塔,揭示其真实的面貌。“慧眼”对AGN硬X射线辐射谱的精确测量,能够帮助科学家判断黑洞的质量、吸积速率以及磁场强度,从而理解这些宇宙巨兽的“食欲”和“力量”。 第三部分:中国智慧的探索之路 本部分将聚焦于中国在天文学探索领域的崛起,特别是“慧眼”硬X射线望远镜的建设和运行。 “慧眼”望远镜的诞生与独特优势 我们将回顾“慧眼”望远镜的设计理念、建造过程以及其在国际天文观测领域的重要地位。重点将阐述“慧眼”为何专注于硬X射线波段的观测,以及这一波段观测的独特价值。相比于可见光和软X射线,硬X射线能够穿透更厚的尘埃和气体,观测到更遥远的、隐藏在星际介质中的天体和现象。我们将详细介绍“慧眼”的科学载荷,如其广视野探测器和硬X射线探测器,以及它们如何协同工作,实现对宇宙的全面扫描和精细探测。 “慧眼”的科学成果与未来展望 我们将列举“慧眼”望远镜自升空以来取得的一系列重大科学成果,包括对伽马射线暴的精确测量、对银河系中心黑洞的研究、对脉冲星的深入观测以及对活动星系核的探索等。我们将展示“慧眼”如何通过其观测数据,帮助科学家解决长期存在的科学问题,并提出新的理论假说。例如,“慧眼”对一些近邻星系中黑洞吸积过程的观测,提供了前所未有的细节,帮助我们理解宇宙早期星系的形成和演化。同时,我们也将展望“慧眼”望远镜未来的科学目标和潜在的发现,包括对暗物质探测的贡献,以及在引力波天文学中的协同作用。 第四部分:追寻宇宙的终极奥秘 在旅程的最后,我们将站 H更高处,审视宇宙中那些最根本、最深刻的问题。 宇宙的组成:暗物质与暗能量的追索 我们将再次回到暗物质和暗能量的议题,并探讨天文学家如何通过各种观测手段,包括“慧眼”望远镜的间接证据,来推断它们的存在和性质。我们将介绍一些主要的暗物质探测理论和实验,并讨论“慧眼”望远镜在寻找由暗物质湮灭或衰变产生的X射线信号方面的潜力。虽然“慧眼”本身并非直接探测暗物质的实验设备,但它对宇宙中高能粒子相互作用的观测,能够为暗物质模型提供重要的约束。 引力的边界:黑洞与虫洞的想象 虽然本书的重点并非“活捉黑洞”这一概念,但我们将借此机会探讨黑洞作为宇宙中最极端的引力天体,其物理本质和观测证据。我们将回顾爱因斯坦的广义相对论,并解释黑洞的形成和性质。我们将讨论如何通过观测黑洞周围物质的运动、X射线辐射以及引力波来探测黑洞。至于虫洞,作为广义相对论的一种理论推测,我们将探讨它们是否可能存在,以及我们目前的观测能力是否能够探测到它们的存在迹象,并强调目前的观测证据仍然是极其有限的。 生命的起源与宇宙的未来 最终,我们将以一个更广阔的视角来审视人类在宇宙中的位置。我们将简要探讨系外行星的发现,以及搜寻地外生命的可能性。最后,我们将展望宇宙的未来,讨论宇宙是会继续膨胀下去,还是会发生大收缩,或是其他更奇特的命运。我们将强调,每一次对极端宇宙现象的观测,每一次新望远镜的升空,都是我们理解自身、理解宇宙迈出的重要一步。 这本书将以引人入胜的叙事方式,结合最新的科学发现,带领读者体验一场超越想象的宇宙探索。我们希望通过这本书,让读者感受到科学的魅力,体会到中国科学家在探索宇宙奥秘中所付出的努力和取得的成就,并激发对未知宇宙的无限好奇。这是一次关于智慧、勇气和永恒追寻的旅程,让我们一同开启这场瑰丽的宇宙漫游。