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据调查，欧美等发达国家对宇宙学的认识和科普非常广泛，甚至小学生都能对宇宙有基本的认知。近几年，随着我国航空航天事业的飞速发展，年轻人更需要了解宇宙科学，并培养对宇宙的兴趣。只有大批青年人对宇宙充满好奇和兴趣，并投身于它的研究中，我们的科技才能进步。本书内容分为三大部分：地外生命、黑洞、虫洞。本书建立在物理学理论基础上，用通俗的语言介绍深奥的道理，包含牛顿力学在宇宙探索中的成就、宇宙的起源、恒星的演化、广义相对论的理论、虫洞研究的理论与困难等内容，旨在把物理学研究宇宙方面的新成果和前沿知识一一呈现给读者。本书是一本科普读物，可作为大学公选课教材，也适合对物理学和宇宙学感兴趣的读者阅读，尤其是具备一定物理学知识的学生、教师和科研人员。

目  录
CONTENTS
第一部分  地外生命
第一节  探索地外生命的方法与进程
一、射电监听
二、地球信使
第二节  生命存在的条件
第三节  太阳系内地外生命的探索
一、类地行星
二、类木行星
三、冥王星
四、小行星带
第四节  太阳系外地外生命的探索
一、对类太阳系系统的探测
二、对类地行星的探测
第五节  地外生命探索的畅想
一、费米悖论与绿岸公式
二、生命存在模式
三、探索地外生命的畅想
第二部分  黑洞
第一节  宇与宙
第二节  恒星演化，走向黑洞
一、赫罗图
二、恒星的能量
三、恒星演化过程
四、钱德拉塞卡与钱德拉塞卡极限
五、奥本海默和奥本海默极限
六、天狼星——白矮星的发现
七、中子星——预言与发现
八、恒星演化——走向黑洞
九、关心我们的太阳
第三节  广义相对论，走向黑洞
一、经典物理学的困难
二、迈克尔逊干涉仪
三、狭义相对论的成就与困难
四、广义相对性原理与马赫原理
五、引力质量与惯性质量
六、等效原理和局部惯性系
七、走向广义相对论
八、广义相对论的场方程
九、如何理解时空弯曲
十、广义相对论的实验验证
十一、从广义相对论走向黑洞
第四节  黑洞的性质及观测方法
一、黑洞的性质
二、黑洞的观测方法
三、黑洞的类型
第五节  结束语
第三部分  虫洞
第一节  从广义相对论到虫洞与白洞
一、爱因斯坦-罗森桥
二、白洞的预言
三、黑洞作为星际旅行通道的缺陷
第二节  从科幻小说到虫洞
第三节  物理学理论中的虫洞
一、虫洞名字的创造者——惠勒
二、索恩的虫洞研究
三、洛伦兹虫洞和欧几里得虫洞
四、理论计算出的虫洞解
五、负能物质
六、负能物质的理论与实验验证
第四节  构建虫洞
一、构建虫洞的物理学模型
二、薄层近似下奇异物质的数量
三、薄层近似下虫洞的应力分析
四、实现虫洞穿越的其他设想
五、构建虫洞面临的其他困难
第五节  由虫洞到时间机器
一、构筑时间机器
二、时间机器引起的悖论
三、解决悖论的方法
参考文献

前  言
PREFACE
美国物理学家、著名教育家、2017年诺贝尔物理学奖获得者基普?索恩的导师约翰?惠勒曾说过：“要想了解一个新的领域，就去开一门这个领域的课程。”“要想了解一个新的领域，就写一本关于那个领域的书。”“大学里为什么要有学生，那是因为老师有不懂的东西，需要学生来帮助解答。”读到这几句话，我心里甚是感动，因为此书的成书过程基本上就是这样的。
我对地外生命课题关注得比较早。大约是在1993年，有幸聆听了北大著名物理学教授赵凯华先生的一次关于地外生命的讲座，从此便开始关注这方面的相关成就。
作为一名高校教师，兢兢业业地教书和做些相关方面的研究一直是我的日常，然而转折来自2011年对本学院相关专业（应用物理、材料物理）学生的一次调查。调查结果显示，学生最感兴趣的物理学前沿课题中，虫洞的名字赫然在榜，一下子让我这个从教20余年的教师很惭愧，因为当时虫洞对于我来说也仅仅停留在概念层面上。于是，我开始读书，记笔记，整理，理解……
当我终于开始觉得有把握用自己的思路来理解黑洞和虫洞的相关问题时，就开始准备教案和课件，并开设了全校公选课“物理学引领我们探索宇宙”。
课程进行得比较成功，每次选课的学生数量都是最多的，一名动物科学专业的学生曾在课后和我交谈说：“老师，我觉得大学里就应该开设像广义相对论这样高大上的课程。”我的回答是：“这话也对也不对，大学里为了拓宽思路、开阔眼界，开设一些前沿的课程是好的，但是没有经典物理、量子力学、狭义相对论等作为基础，学习广义相对论也仅仅是概念而已。如果基础课程打牢，你会发现，利用一定的知识，广义相对论的结论可以顺理成章地推导出来，那么它就不再高大上了。但是，高大上的理论还有吗？有，它在你的前方，指引着你继续探索研究，物理学也就继续向前迈进了！”
这些求知的学生多可爱！为了这些热爱科学、热爱学习的学生，我不仅要把课讲好，也萌生了把自己的理解条理化、通俗化，编写成书，并与对此方面感兴趣的读者共勉的心愿。
由于笔者水平有限，书中难免有错误之处，欢迎读者批评指正！


巩晓阳
于河南科技大学

物理学-科普

巩晓阳，教授，河南科技大学物理工程学院副院长。河南省物理学会理事，洛阳市物理学会秘书长，曾获河南省教学技能竞赛一等奖。

1.内容新颖，开拓眼界__eol__介绍宇宙学研究前沿知识，涵盖刚刚探知和发生的大事件。__eol__2.视角创新，严谨求实__eol__从物理学角度探索宇宙之美，立足于科学的数据，得出建立在物理学研究基础上的结论。__eol__3.文风质朴，通俗有趣__eol__文笔简单有趣，含大量插图，读来兴趣盎然；叙事手法通俗易懂，内容充实。__eol__4.配套精讲视频__eol__含200分钟授课实录，走进课堂，助你领略宇宙的壮美多姿。__eol__

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宇宙之美——物理学新探索