開天闢地：宇宙演化理論（簡體書）

如果你仰望過夜空，並想知道那裡曾經發生過什麼，如何演變為如今狀態，遙遠的未來可能是什麼樣。請閱讀本書《開天辟地:宇宙演化理論》 本書文風生動活潑，不疾不徐，娓娓道來。從日常的世界到微小的世界，再到巨大的世界，讓不可思議的宇宙變得親切和美麗。作者善用日常生活的比喻闡釋複雜的宇宙物理問題，為你展示人類迄今所探知的宇宙誕生和演化的歷程。一幅宇宙從起源到歸宿的宏大圖景在你的腦海就此展開。 作者首先從太陽系開始，在章中介紹了行星、恒星、星系等基本的天體物理知識。第二章介紹牛頓的經典物理學下的宇宙圖景。第三章介紹無窮的概念引起的數學和物理中的佯謬,激發讀者對物理理論的哲學思考。第四章是兩個相對論的基本思想。 第五章的目的是使讀者更深刻地理解引力波。第六章則對黑洞的基本物理性質及分類進行探討。 第七章到第九章,將對現代宇宙學標準模型的基本原理、數學基礎、大爆炸理論、重要結論和疑難、暗物質和暗能量、宇宙的未來等有趣的問題略作探討。第十章是宇宙早期暴脹理論。

張天蓉，女，四川成都人。著名科普作家，美國德州奧斯汀大學理論物理博士。研究方向黑洞輻射、費曼路徑積分、毫微微秒激光、高頻及微波通訊的EDA集成電路軟件等。發表專業論文三十余篇。所著科普著作《永恒的誘惑：宇宙之謎》入圍2016中國好書獎，並獲得科技部2017全國優秀科普作品獎。

◆一本書讀懂宇宙
◆關於宇宙學的原創科普大作，文科生也能讀懂的宇宙史
◆帶你真正進入迷人的宇宙學，體驗宇宙之美
◆這本書值得大家都讀一讀，尤其初高中生以及對世界充滿好奇的人們
◆你的人生觀和世界觀可能因讀本書而改變

序

《開天辟地：宇宙演化理論》是一本難得一見的好書。我是從事天體物理研究的，對宇宙學也很感興趣，見到此書一氣讀完，真是愛不釋手。積極推薦該書，無論您從事何種工作，在百忙之中抽空閱讀此書，獲益匪淺。
我與作者是20世紀80年代在美國得克薩斯大學奧斯汀分校相識的，她師從數學物理學家C.DeWittMorette教授攻讀博士學位，她與著名理論物理學家約翰·惠勒（J.Wheeler，1911—2008）教授也經常交往，其理論物理基礎和數學能力引人注目，受到導師們的稱讚。
這是一本用生動有趣的語言、由淺入深地揭開宇宙之謎的高級科普讀物。宇宙學是古老的學科，也是現代的學科。現代宇宙學包括密切聯繫的兩個方面，即觀測宇宙學和物理宇宙學。前者側重於發現大尺度的觀測特徵，後者側重於研究宇宙的運動學、動力學和物理學以及建立宇宙模型。
　從物理的觀點來解釋宇宙，稱為物理宇宙學。宇宙之大讓人震撼，宇宙之美令人遐想，宇宙物理學提出一個又一個難解之謎。
宇宙學可以說已經有過好幾次革命：哥白尼的日心說次將人類的宇宙觀移到地球之外；哈勃通過大型望遠鏡的鏡頭確定了數不清的星系；而現代物理宇宙學讓人類思考和研究宇宙的演化與起源。 
　近代宇宙學到底研究些什麼?有哪些具體的重要進展?這個領域的發展實在太快，廣大民眾可能還知之甚少，即使是在學術界，大多數人對近年來宇宙學的事件也只是知其然，而不知其所以然，並且對其（特別是對大爆炸理論）存在著很多的迷惑和誤解。有些人認為大爆炸是毫無證據的假說，天方奇譚，甚至將其稱為“西方宇宙學”。然而這不是事實，盡管我們無法直接驗證宇宙的“大爆炸”，也不能斷定它就一定是宇宙演化歷史的正確描述，但是由於有航天實驗衛星大量數據的支持，學界主流的大多數人已經承認和接受這個理論。作者作為一名科學工作者，有必要科普現代宇宙學的知識，讓廣大民眾正確認識大爆炸理論，了解其來龍去脈，以及其中存在的疑難問題。
宇宙到底有多大?宇宙長什麼樣子?宇宙來自何處?將來如何演變?宇宙是否有開始有結束?牛頓描述的宇宙與現代的宇宙觀有何不同?宇宙到底有限無限?這些互相關聯的種種宇宙奧秘，無論對有智能、有思想的知識界，還是對好奇心強、幻想聯翩的青少年，都是一種永恒的誘惑。讀完這本書，你會對上面提出的問題有一些基本的認識。更為重要的是，你可能會產生許多你自己的想法，對這個環繞在我們周圍的、神秘的未知世界，產生濃厚的興趣。 
為了讓廣大讀者盡快步入浩瀚的宇宙，作者先用有限而簡練的篇幅介紹了天文觀測的豐富多彩的成果，由太陽系一直到河外星系，介紹與現代宇宙學密切相關的哈勃定律。
　借助於發現引力波的陣陣漣漪，走向宇宙學已經敞開的大門。作者用通俗易懂的語言、深入淺出的例子，帶你輕鬆愉快地涉足於宇宙學前沿。
書中也提到當今宇宙學標準模型存在的許多疑難，啟發人們對宇宙問題的思考。物理學的天空從來就不是晴空萬裡，20世紀初的兩朵烏云掀起了經典物理的革命，從中誕生了相對論和量子論。如今，現代宇宙學天空中的重重疑云和片片暗點，又將帶給我們些什麼呢?人類期待著下一個愛因斯坦，期待著宇宙學及物理學的新一輪革命。 
關心和熱愛宇宙學的讀者閱讀本書是享受一次陶冶身心和精神的大餐！熱切地希望讀者能夠喜歡該書。

北京師範大學天文系
李宗偉
於北京望京花園（2016.09.12）

引言宇宙深處泛漣漪——從引力波談宇宙學
章去宇宙逍遙
1. 從地球出發
2. 太陽的生命周期
3. 群星燦爛也不燦爛
4. 錢德拉塞卡極限
5. 天上有個好萊塢
6. 河外星系知多少
第二章牛頓的宇宙
1. 永恒而穩定的宇宙圖景
2. 夜空為什麼黑暗
3. 引力佯謬
4. 熱寂說佯謬
第三章有關無限的數學悖論
1. 悖論、佯謬知多少
2. 芝諾帶你走向無窮小
3. 希爾伯特旅館悖論
4. 缸中之腦
5. 無限猴子定理
第四章學點相對論
1. 狹義相對論
2. 廣義相對論
3. 引力場方程
4. 相對論的實驗驗證和應用
5. 不同的內蘊幾何
第五章探測引力波
1. 宇宙學中的基本測量
2. 探測引力波——時空的漣漪
3. 電磁波和引力波
4. 引力波速度為何等於光速
5. 韋伯——探測引力波的先驅
第六章黑洞物理
1. 史瓦西解和黑洞
2. 黑洞無毛
3. 霍金輻射
4. 宇宙中的恒星黑洞
5. 超大黑洞和極小黑洞
6. 雙黑洞和引力波
第七章哈勃定律
1. 欲上九霄攬銀河，浩瀚星海任遨遊
2. 光——探索宇宙的利器
3. 膨脹的宇宙
4. 超光速的困惑
5. 宇宙的形狀
第八章大爆炸模型
1. 為宇宙膨脹建造模型
2. 渾沌開竅宇宙誕生
3. 霍伊爾的堅持
4. 微觀世界的秘密
5. 從夸克到宇宙
6. 宇宙如何演化
7. 探尋宇宙的束光
8. 隱藏宇宙奧秘的古老之光
第九章大爆炸的謎團和疑難
1. 對大爆炸的誤解
2. 視界疑難
3. 平坦性疑難
4. 磁單極子疑難
5. 上窮碧落下黃泉，暗物詭異難露面
6. 宇宙常數解疑難，捕風捉影論真空
第十章暴脹的宇宙
1. 超級暴脹補缺陷
2. 對稱破缺，真空相變
3. 平行宇宙似科幻
參考文獻