宇宙的诞生与终结

序言

第一章 宇宙，奇迹般的存在
1 神秘的星空 12
2 想象宇宙的样子 13
3 若能到达宇宙的边界 15
4 运动着的不是天空而是大地 16
5 人类已经登上了月球 19
6 隼鸟号热潮 20
7 与星星的距离22
8 假如太阳是直径10厘米的垒球 23
9 宇宙由无数星系构成 24
10 宇宙的泡沫结构 27
11 在超大尺度上没有显著的结构 29
12 可观测宇宙 30
13 宇宙的“地平线” 32
14 宇宙视界之外 33
15 我们周围的情形适用于整个宇宙吗 34
16 宇宙并非一成不变 35
17 宇宙在膨胀 36
18 从前的宇宙很小，这是怎么回事呢 38
19 反对观点：稳恒态宇宙理论 40
20 阐明时空性质的广义相对论 41
21 广义相对论还预言了黑洞 42
22 宇宙的命运由宇宙中所包含的能量来决定 45
23 核能发电 49
24 暗物质与暗能量 50
25 宇宙演化的时间序列 52

第二章 宇宙的诞生
1 宇宙诞生于138 亿年前 56
2 宇宙之外时间并不存在 58
3 宇宙的量子开端与普朗克时间 60
4 虽然是不完全的理论，但也能做出大致的推测 61
5 宇宙由量子涨落而诞生的可能性 65
6 宇宙因量子隧穿效应而诞生的可能性 69
7 哈特尔和霍金的提议 72
8 宇宙的暴胀 75
9 暴胀发生的原因 79
10 标量场与暴胀 82
11 人们提出了很多种暴胀模型 88
12 暴胀模型的甄别 90
13 暴胀理论与宇宙的涨落 91
14 大爆炸之父勒梅特的理论 93
15 大爆炸理论的登场 95
16 大爆炸形成的元素 96
17 大爆炸的余辉 99
18 发现温度涨落 101
19 温度涨落的功率谱 105
20 现在的物理定律在遥远的过去也同样适用 106

第三章 宇宙的构成
1 宇宙是由什么构成的 110
2 我们所熟知的物质 111
3 星星是重元素的工厂 112
4 关于中微子 113
5 未知的物质：暗物质 115
6 通过引力透镜“看到”暗物质 116
7 暗物质的真面目至今不为人知 119
8 谜一样的成分：暗能量 120
9 当前的宇宙正在加速膨胀 120
10 发现加速膨胀的宇宙 122
11 暗能量的真面目 123

第四章 宇宙的演化
1 确定的宇宙历史 126
2 基本粒子的种类 127
3 核子从夸克汤中形成 132
4 原初核合成 133
5 “宇宙的放晴” 135
6 宇宙微波背景辐射 138
7 宇宙的黑暗时代 139
8 早期星系具有不规则的形态 144
9 各种形态的星系 145
10 活动星系与超大质量黑洞 148
11 星系团与超星系团 150
12 太阳系的诞生 153
13 月球的诞生 156
14 生命的起源和演化 157
15 人类的诞生 159
16 巨大陨石的撞击161
17 宇宙日历163

第五章 宇宙的终结
1 对宇宙未来的预测 170
2 今后有多少事物还会继续存在呢 171
3 人类文明能延续到什么时候 172
4 地球和太阳何时会迎来怎样的结局 175
5 恒星的命运 178
6 银河仙女星系 181
7 星系的终结 183
8 霍金辐射 185
9 黑洞的蒸发 187
10 大冻结 188
11 暗能量随时间的变化与宇宙的终结 189
12 大坍缩 190
13 大撕裂 193
14 其他可能性 195