●第四版前言
版序一
版序二
版前言
緒論 1
0.1 探索宇宙是人類永恆的欲望 1
0.2 天文學與人類社會發展的關繫 3
0.3 天文學的研究對像 5
0.4 天文學的分支學科和研究方法 6
章 宇宙概觀 9
1.1 地月繫 9
1.1.1 地球和月球 9
1.1.2 地球是太陽繫中適宜生命繁衍的星球 11
1.1.3 地球的形體和地月繫年齡 13
1.1.4 地球的內部結構和三大冰期 16
1.1.5 月相 17
1.1.6 地球自轉在地球上留下的蛛絲馬跡 21
1.2 太陽繫 23
1.2.1 尺度概念 23
1.2.2 太陽 26
1.2.3 八大行星 30
1.2.4 太陽繫的物質分布 35
1.3 恆星世界 36
1.3.1 數量和名稱 36
1.3.2 運動和距離 38
1.3.3 體積和質量 39
1.4 銀河繫及河外星繫 40
1.4.1 銀河與銀河繫 40
1.4.2 河外星繫 42
1.4.3 星繫以上的四級天體繫統 42
第2章 天球坐標繫 44
2.1 建立球面坐標的基本原則 44
2.1.1 天球 44
2.1.2 球面的幾何性質 44
2.1.3 建立球面坐標的三個條件 45
2.2 三種常用的天球坐標繫 46
2.2.1 地平坐標繫 46
2.2.2 赤道坐標繫 47
2.2.3 黃道坐標繫 48
2.3 天體的周日視運動 48
2.3.1 不同緯度處天球的旋轉 48
2.3.2 天體中天和升落的天體 49
2.3.3 天體的赤道坐標與地平坐標的換算 50
2.3.4 天體的赤道坐標與黃道坐標的換算 51
2.4 太陽的周年視運動 52
2.4.1 太陽周年視運動是地球公轉的反映 52
2.4.2 太陽周年視運動中黃經的變化 53
2.4.3 不同緯度處太陽視運動的軌跡 54
2.4.4 日地距離與四季冷暖變化的原因 55
2.5 天球赤道坐標繫本身的運動 56
2.5.1 歲差與地球自轉軸進動 56
2.5.2 歲差產生的後果 58
2.5.3 章 動 59
2.5.4 黃赤交角的變化與地球極移 59
2.6 太陽繫行星和衛星上的天球坐標繫 60
2.6.1 月球上的星空 60
2.6.2 行星上的恆星和太陽視運動 62
2.6.3 行星上的四季和晝夜長短 65
2. 其他衛星和冥王星的情況 67
第3章 時間計量序列 68
3.1 恆星時與平太陽時 68
3.1.1 恆星時 68
3.1.2 平太陽時 68
3.2 區時與世界時 70
3.2.1 地方時與區時 70
3.2.2 世界時與日期變更線 71
3.2.3 時間與地理經度的關繫 71
3.3 恆星時與平時的換算 71
3.3.1 時間間隔的換算 71
3.3.2 時刻的換算 72
3.3.3 天體時角的換算 73
3.4 歷法 74
3.4.1 現行公歷 74
3.4.2 中國農歷 75
3.4.3 紀年和儒略日 77
3.4.4 干支紀法 77
3.5 黃道13星座與星座算命 82
3.6 現代時間服務工作 85
3.6.1 時間計量的現代概念 85
3.6.2 時間服務 85
3.6.3 協調世界時 86
第4章 行星繫統 88
4.1 IAU決議：太陽繫行星的定義 88
4.1.1 IAU的新決議 88
4.1.2 行星發現簡史 89
4.1.3 IAU大會上的討論 89
4.1.4 IAU新決議的歷史價值 90
4.2 萬有引力定律和行星運動方程 91
4.2.1 萬有引力定律 91
4.2.2 二體問題的微分方程 92
4.2.3 開普勒行星運動定律 93
4.2.4 多體問題與攝動方法簡介 94
4.2.5 拉格朗日平動點 96
4.2.6 攝動力、潮汐現像和洛希極限 98
4.3 行星運動軌道和視運動規律 101
4.3.1 軌道根數 101
4.3.2 行星的視運動規律 104
4.3.3 日食和月食 108
4.4 行星際飛行器的軌道問題 117
4.4.1 二體問題中速度與軌道的關繫 117
4.4.2 三種宇宙速度的計算 118
4.4.3 行星際飛行器的軌道設計 119
4.4.4 定點通信衛星的特殊軌道和發射過程 120
4.5 太陽繫小天體 121
4.5.1 小行星 121
4.5.2 彗星 127
4.5.3 海外天體 134
4.5.4 流星和隕石 137
第5章 恆星 141
5.1 恆星物理方法 141
5.1.1 電磁波譜和天文大氣窗口 141
5.1.2 恆星的亮度、星等、光度 144
5.1.3 恆星光度測量 146
5.1.4 恆星的光譜和分光測量 148
5.1.5 恆星物理研究與量子力學 151
5.2 恆星的位置及運動參數 156
5.2.1 恆星的位置 156
5.2.2 恆星的運動參數 158
5.3 主星序 160
5.3.1 光譜型 160
5.3.2 赫羅圖——光譜光度圖 162
5.3.3 主序星 163
5.4 雙星 1
5.4.1 雙星的發現 1
5.4.2 食雙星 166
5.4.3 分光雙星和密近雙星 166
5.4.4 由雙星測定恆星的質量 169
5.5 星團、星雲、星際物質 170
5.5.1 星團 170
5.5.2 星雲 172
5.5.3 星際物質 178
5.6 不穩定恆星 179
5.6.1 脈動變星 180
5.6.2 非徑向脈動與特殊變星 183
5.6.3 耀星、新星和超新星 186
第6章 星繫 193
6.1 宇宙島之爭 193
6.2 星繫的分類 195
6.2.1 橢圓星繫 195
6.2.2 旋渦星繫 195
6.2.3 棒旋星繫 196
6.2.4 不規則星繫 196
6.3 星繫紅移和哈勃常數 202
星繫的質量和距離 206
6.5 本星繫群 211
6.6 星繫團和超星繫團 218
6.7 活動星繫 222
6.7.1 射電星繫 222
6.7.2 爆發星繫 224
6.7.3 塞佛特星繫 225
6.7.4 蠍虎座BL型天體 226
6.7.5 互擾星繫 228
第7章 當代天文學新視野 232
7.1 從光學望遠鏡到全波段天文學 232
7.1.1 望遠鏡的功能 232
7.1.2 天文光學望遠鏡的類型 234
7.1.3 天文光學望遠鏡的制造簡史 236
7.1.4 大型光學望遠鏡的技術 237
7.1.5 全波段天文學 238
7.2 20世紀90年代以後的大型天文光學望遠鏡 239
7.2.1 美國的凱克（KeckⅠ和KeckⅡ）10米望遠鏡 239
7.2.2 歐洲南方天文臺甚大望遠鏡 240
7.2.3 雙子星座望遠鏡 241
7.2.4 口徑11米光譜巡天望遠鏡 241
7.2.5 日本的昴星團望遠鏡 242
7.2.6 美-意-德大雙筒望遠鏡 242
7.2.7 南非大望遠鏡 243
7.2.8 西班牙大望遠鏡 243
7.3 20世紀90年代以後的大型天文射電望遠鏡 244
7.3.1 美國甚長基線陣 247
7.3.2 美國綠堤射電望遠鏡 247
7.3.3 英國微波聯線干涉網 247
7.3.4 歐洲甚長基線干涉網 248
7.3.5 印度巨型米波射電望遠鏡陣 248
7.3.6 歐洲的低頻微波陣 248
7.3.7 阿塔卡瑪大毫米波/亞毫米波陣 249
7.3.8 其他幾個毫米波/亞毫米波陣 250
7.4 空間天文探測設備 252
7.4.1 蘇聯的載人飛行和月球探測 252
7.4.2 美國的阿波羅登月行動 253
7.4.3 水手號和海盜號探測器 254
7.4.4 先驅者和旅行者的行星探測 255
7.4.5 哈勃空間望遠鏡 255
7.4.6 伽利略號、朱諾號木星探測器和卡西尼號土星探測器 257
7.4.7 信使號的水星探測 259
7.4.8 新一輪的火星探測 259
7.4.9 20世紀90年代以後軌道上的其他天文探測設備 262
7.5 21世紀的天文望遠鏡計劃 265
7.5.1 新一代空間望遠鏡 265
7.5.2 星座式X射線天文臺 265
7.5.3 大型綜合巡天望遠鏡 266
7.5.4 30米口徑地面光學望遠鏡 266
7.5.5 美-加-澳42米大望遠鏡 267
7.5.6 先進空地射電干涉儀 268
7.5.7 費米γ射線空間望遠鏡 268
7.5.8 太陽動力學天文臺和帕克太陽探測器 268
7.5.9 空間激光干涉儀 269
7.5.10 開普勒類地行星探測飛船 269
7.5.11 類地行星搜尋者 270
7.5.12 歐洲的新天體測量衛星 270
7.5.13 歐洲的地面大光學望遠鏡計劃 271
7.5.14 歐洲的赫歇爾望遠鏡和普朗克望遠鏡 272
7.5.15 口徑16米空間望遠鏡 273
7.5.16 平方千米陣列射電望遠鏡SKA 273
7.6 中國的現代天文望遠鏡建設 274
7.6.1 郭守敬望遠鏡LAMOST 276
7.6.2 空間太陽望遠鏡SST 277
7.6.3 500米口徑球面射電望遠鏡FAST 278
7. 悟空號暗物質探測衛星DAMPE 279
7.6.5 慧眼號硬X射線調制望遠鏡HXMT 280
7.6.6 21釐米微波陣列望遠鏡21CMA 280
7.6.7 明安圖射電頻譜日像儀MUSER 281
7.6.8 天馬65米射電望遠鏡TMRT和奇臺110米射電望遠鏡QTT 282
7.6.9 嫦娥號探月工程 283
7.6.10 中國南極天文計劃與建設 286
7.6.11 中國其他正在推進的大望遠鏡計劃 290
第8章 20世紀60年代天文學四大發現 291
8.1 脈衝星 291
8.2 類星體 298
8.2.1 發現 298
8.2.2 類星體的空間分布 300
8.2.3 紅移有沒有極限 301
8.2.4 紅移量本質之爭 304
8.2.5 類星體到底是什麼 305
8.3 3開宇宙背景輻射 307
8.4 星際有機分子 312
第9章 恆星的能源和演化機制 317
9.1 恆星的能源 317
9.1.1 愛丁頓的難題 317
9.1.2 原子的內部結構 318
9.1.3 誇克、中微子和反物質 319
9.1.4 質子-質子反應和碳-氮-氧循環 322
9.1.5 太陽中微子失蹤懸案 325
9.1.6 來自人造核反應堆和宇宙極高能“加速器”的中微子 327
9.2 主序和主序前期 329
9.2.1 主序星的理論模型 329
9.2.2 不同質量的主序星 332
9.2.3 主序前的情況 334
9.2.4 恆星早期演化框圖 338
9.3 主序後的演化 338
9.3.1素的熱核反應 338
9.3.2 小質量恆星的晚期演化 340
9.3.3 中等質量恆星的晚期演化 344
9.3.4 大質量恆星的晚期演化 344
9.3.5 密近雙星的演化 345
9.3.6 兩類超新星 346
9.4 恆星演化的後結局 347
9.4.1 簡並 347
9.4.2 重要的極限 349
9.4.3 恆星晚期演化框圖 350
9.4.4 球狀星團的年齡 350
9.4.5 泡利不相容原理與電子在原子中的運動狀態 351
0章 黑洞 354
10.1 黑洞的數學模型 354
10.2 黑洞的物理機制 356
10.3 黑洞的奇妙性質 357
10.3.1 視界 357
10.3.2 引潮力 357
10.3.3 時空特性 358
10.3.4 時間凍結 358
10.3.5 黑洞無毛和黑洞蒸發 360
10.3.6 旋轉黑洞造成的時空漩渦 361
10.3.7 黑洞與黑洞之間的踫撞 362
10.4 黑洞的天文探測 363
10.5 巨型黑洞、微型黑洞和中等質量黑洞 367
10.6 活動星繫核和類星體的能源機制 374
10.7 人類張巨型黑洞的真實照片 376
10.8 宇宙深處的γ射線暴 380
10.9 引力透鏡 386
10.10 引力波 392
10.11 黑洞奇點、白洞和蟲洞 399
1章 地外文明 404
11.1 生含義與生命起源概述 404
11.2 地外生命存在的科學依據 406
11.2.1 前提 406
11.2.2 生命存在的環境條件 407
11.2.3 有關地外生觀測和實驗 408
11.3 地外文明探索的艱巨性 409
11.4 已做出的探測努力 412
11.4.1 繫外行星的探測 412
11.4.2 Kepler探測器對繫外行星的探測 420
11.4.3 信號的監聽與發送 427
11.5 太陽繫內的地外生命問題 430
11.5.1 月球水冰的發現 430
11.5.2 對火星生探測 430
11.5.3 對木星、土星及其衛星的考察 432
11.6 關於UFO現像 433
2章 宇宙模型理論 436
12.1 宇宙學和宇宙學原理 436
12.2 牛頓靜態宇宙模型 437
12.3 愛因斯坦有限無界宇宙模型 439
12.4 伽莫夫的大爆炸宇宙模型 445
12.5 穩恆態宇宙模型 447
12.6 標準的大爆炸宇宙模型 448
12.6.1素的演化史 448
12.6.2 物質粒子的產生機制 449
12.6.3 標準宇宙模型的宇宙進程 451
12. 標準宇宙模型的觀測驗證 454
12.6.5 重子聲學振蕩BAO 460
12.6.6 我們實際看到的宇宙空間有多大？4
12.6.7 關於16億：1和（10億+1）：10億 466
12.7 宇宙極早期的暴脹模型 469
12.7.1 視界疑難 469
12.7.2 平直性疑難 470
12.7.3 磁單極疑難 472
12.7.4 暴脹模型對疑難的化解 472
12.8 21世紀的兩朵烏雲——暗物質和暗能量 475
12.8.1 開宇宙和閉宇宙 475
12.8.2 21世紀的朵烏雲——暗物質 478
12.8.3 21世紀的第二朵烏雲——暗能量 491
12.8.4 紅移與距離的關繫 498
12.8.5 斯優尼亞耶夫-澤爾多維奇效應 500
12.9 對稱與破缺，奇點問題 500
參考書目 506
附錄 507
附錄1 星座表 507
附錄2 梅西耶(Messier)天體表 508
附錄3 亮的21顆恆星 511
附錄4 太陽附近的恆星(近於12光年)512
附錄5 中國古代的星空劃分 513
附錄6 古代中國的歲名、十二次等和西方古代的黃道十二宮 513
附錄7 部分亮星的中國星名 513
附錄8 天文常數繫統 514
附錄9 天文學常用的物理常數 515
附錄10 角度·時間·距離 515
附錄11 太陽·月球·地球 516
附錄12 平時0時的恆星時S0表 517
附錄13 八大行星表 518
附錄14 銀河繫的基本參量 518
版後記 520
第五版後記 521
