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第一章 我们的宇宙图像2

人类认识宇宙，从“看星星”开始2

与生产生活密切相关的天象观测2

宇宙地心说5

日心说出炉8

开普勒三大定律11

在某一个有限时刻，宇宙开端了15

星系是遍布宇宙的庞大星星“岛”神秘天河中藏着无数恒星18

星系“类型秀”21

扁平圆盘状的银河系25

广袤银河中，人类居住在太阳系27

我们知道宇宙在膨胀，却弄不懂金字塔31

哈勃的观测31

望远镜中的宇宙34

金字塔之谜36

第二章 空间和时间40

就算物质都毁灭，时空依然相互独立存在40

羽毛和铁块为何同时落地40

牛顿的引力定律42

无论怎么测量，光速数值始终不变45

绝对时间和绝对空间48

一切都是相对的，时间和空间是相结合的51

光的媒介是像风一样的以太吗？51

抛弃以太——光速是恒定的常数53

无论何时何地，物理法则永远不变56

从四维空间里，找出你的时空坐标系60

引力折弯光线，形成弯曲的时空63

光会被引力场折弯63

变慢的时间67

双生子吊诡的真相69

第三章 膨胀的宇宙74

星系不断远离，宇宙时刻膨胀74

用光的波长和颜色来观测远去的恒星74

多普勒效应77

越远的星系“逃离”的速度越快79

膨胀的宇宙82

由密集状态开始的巨大爆炸85

大爆炸理论的证据85

星系远离，说明我们在宇宙的中心吗88

空间到底是怎样膨胀的91

宇宙会永远膨胀下去吗？93

大爆炸或者时间，有一个开端97

暗物质和暗能量97

热寂说和大坍塌100

大爆炸的奇点103

稳恒态宇宙模型105

第四章 基本粒子和自然的力110

一层一层“隐藏”在物质中的粒子110

物质的构成110

原子的内部结构113

质子和中子115

构成质子和中子的更小微粒118

粒子不但能自己旋转，还有“反面”122

粒子加速器122

反粒子124

虚粒子128

微小粒子间的四种“强大”力130

引力：“我”很弱，但到处都有“我”130

电磁力：比引力大100亿亿亿亿亿倍133

弱核力：“我”很少见，但确实存在135

强核力：小心，“我”有“禁闭症”136

第五章 黑洞到底黑不黑140

恒星的生命终结等于黑洞的诞生140

黑洞——捕获光线的终极恒星140

恒星的最终命运143

黑洞的形成145

检测黑洞犹如在煤库里找黑猫148

黑洞的边界：事件视界148

黑洞的形状151

黑洞的检测154

不会“变小”的黑洞157

从黑洞旁的“虚空”中，发射出了粒子160

热力学第二定律160

黑洞是否具有熵162

宇宙诞生之初的黑洞“鼻祖”166

如何观测太初黑洞168

被撕裂的航天员可以“循环再生”171

第六章 宇宙的起源和命运174

膨胀宇宙中，星系如何形成174

热大爆炸模型174

作用特殊的中微子177

炙热状态后，氦核形成了179

膨胀之后的坍缩181

生命存在的根源和方式生命的形成185

混沌边界条件188

人存原理191

宇宙没有边界，不被创生，也不被消灭195

虚时间和欧几里得时空195

弯曲时空的行为——宇宙的量子态198

宇宙没有边界，它不被创生也不被消灭200

第七章 虫洞和时间旅行204

理论上，我们可以做时间旅行204

我们真的能前往过去和未来吗204

旋转＋卷曲的宇宙：时间旅行的前提206

在旋转中变化而又充满力量的黑洞内外时空208

旋转黑洞即是时光隧道吗211

虫洞是宇宙中“瞬间转移”的时空隧道214

逆时旅行的瓶颈：打不破的光速壁垒214

虫洞——宇宙中“瞬间转移”的工具217

如何让时空卷曲220

时光机器的制造原理223

第八章 物理学的统一226

我们在寻找宇宙终极定律226

自然终极定律226

广义相对论和量子力学的结合228

将引力和其他力结合起来的最佳办法230

科学的终极胜利是“认识上帝”233

三种关于统一理论的可能233

无法确定的终极理论236

当“灵魂”遭遇科学决定论238

哲学＋科学=每个人都能知道上帝的精神240