你對宇宙瞭解多少？：探索從太陽系到銀河的宇宙奧秘

前言

第一部 最新天文學入門
1宇宙年曆－宇宙的歷史
2地球與太陽系－太陽系與行星，誰大誰小？
3太陽系的母親－太陽
4耗時一個月形成的月球－月球的起源
5紅色行星之謎－在火星發現水
6太陽系的旅人們－彗星與流星群
7太陽系的小伙伴們－小行星與TNO
8第十大行星在哪？－太陽系的定義
9第二個地球－太陽系外找行星
10星空導遊－星座
11成熟的星－星星的亮度及顏色
12星星的誕生與星星寶寶－原恆星與黑暗星雲
13失敗的恆星－棕矮星
14老年的星－紅巨星、行星狀星雲、白矮星
15壯烈死亡的星體－超新星與伽瑪射線暴
16一個方糖的大小就有五億噸重的星星－中子星
17時空裂痕－黑洞
18真實的銀河－銀河系的構成與構造
19銀河的形狀與種類－哈柏分類法
20越離越遠的銀河－宇宙膨脹的發現
21漂浮在宇宙中的天然望遠鏡－重力透鏡效應
22泡沫般的宇宙－宇宙的大規模構造
23宇宙的黑暗時代－宇宙的放晴與再電離
24宇宙的盡頭與起點－大霹靂(Big Bang)及宇宙膨脹
25他們在哪裡？－地球以外的生命探查 第二部 宇宙最前線
Part1太陽系最前線－您所不知道的太陽系
Part2太陽系起源論最前線－太陽系誕生的新腳本
Part3太陽系外行星最前線－尋找第二個地球
Part4高能量最前線－探索伽瑪射線暴
Part5吸積盤最前線－黑洞軌跡與新模型
Part6光速氣流最前線－高能量氣流
Part7銀河學最前線－通往銀河盡頭之路
Part8宇宙最前線－宇宙微波背景輻射與宇宙的進化

作者序

　　雖然說現代的科學發展是日新月異，但是近年來的天文學發展也不容小覷，有突飛猛進的成長。日以繼夜地，各項天文學的新數據不斷增加；關於宇宙的各種情形也持續著在被理解當中。

　　例如說，隨著探索太陽系的技術日益進步，人類在邊境之地發現了一個比冥王星還要大的小型天體，也不過是這幾年的事情而已。包含在2006年夏季的國際會議中新訂定的行星定義，以及人類對太陽系的認識的不斷更新，我想對各位讀者來說也是不陌生的事情吧！至於像這樣的太陽系到底是為什麼而誕生的這個問題，也是在近幾年開始實施精細的電腦模擬實驗之後，才得以確實用理論來解釋我們所知道的這個太陽系形成的緣由。

　　另一方面，轉眼太陽系之外，自1995年發現的第一顆太陽系外行星以來，人類在太陽系以外的宇宙發現的行星總數也已超過了200顆。雖然這些大多數都只是巨大的氣體行星，但是我們也漸漸可以找到比地球的質量大數倍以上的太陽系外行星；甚至也有找到大氣中含有水氣的行星的紀錄。相信在不久以後的將來，我們找到擁有生命誕生元素，也就是擁有水和空氣的類地球型行星的機率也非常高吧！

　　更進一步來說，在遙遠的宇宙中，常常有起因於黑洞而引發的強烈活動現象，像這些高能量的天體活動狀況也是近年來研究進展頗受矚目的一環。像是在1960年代就被發現的伽瑪射線暴（Gamma Ray Burst），其實在當時人們只把它當作是謎樣的天體、對它並不了解；但是自1990年代人們開始利用最新銳的偵測儀器以來，我們了解伽瑪射線暴其實是個毫無理論基礎的天體這件事也是在快要進入20世紀的時候。

　　另外，關於把黑洞團團包圍住的放射高溫電漿流的圓盤的研究，即便是已經經過了30年以上研究的現在，仍然處於一個可以不斷地發現新的現象、提出新的假設，這種可能隨時可以典範轉移的狀態中。另一方面，關於「黑洞＝從吸積盤周圍噴出的次光速氣流」這一點，近年來由於開始使用多維放射流體模擬器與多維磁流模擬器這些電腦模擬器，甚至是可以畫出就像是在近在眼前的清晰圖像。亦或像是由天體、氣體、或是塵埃聚集而成的巨大集合體，也就是銀河，用極大望遠鏡的觀測持續進步著；同時，也持續著往最遙遠的銀河，也就是屬於宇宙中最古老的銀河的部分探查當中。這是因為銀河本身生成的緣由，和最遠且最古老的銀河有著密不可分的關係的緣故。

　　接著，我們人類居住的宇宙本身，也是近年來研究觀測的重點。從進入21世紀之後，我們可以藉由整理以往的研究成果得知這樣的事實：到目前為止，宇宙已經有137億歲了；而且是個平坦的空間構造，她不斷的加速、也持續的膨脹著。

　　本書中，我們請到第一線的研究者來幫我們介紹，截至目前為止關於宇宙的各項最新研究成果。話雖如此，但若一下子就沒頭沒尾的開始敘述目前最新的研究話題，也是會讓人感到摸不著頭緒；因此，本書的前半部將聚焦於現今我們所知的最新宇宙樣貌，由編者匯集成25個項目並進行解說，後半部則將提出最新的八項研究以展開論述。當然，並不是如果沒有讀過前半部就無法了解後半部的內容，所以各位讀者可以選擇自己喜歡的部分開始閱讀。

　　此外，為了讓本書能成為一本有一致性的書籍，編者將自行統一各篇不同撰稿者所使用的基本用詞和文體，以及處理其他的整合性問題。另一方面，為了讓各位也能感受到在研究現場資訊變化的活躍氣氛，有一些用詞我們不會刻意做改變。例如說比冥王星或海王星還要遠的天體的名稱，也完全保留撰稿者原本的說詞，原封不動的保留著；另外在文體方面，有時候我們也會留下撰稿者當時的語氣。

　　如果各位閱讀過本書，便可以大致了解在這十年之中，最新的宇宙研究成果。我們在最新的研究先端中，最有趣的事情莫過於當你發現了一個新的消息之後，可以更進一步地理解一個自然現象；但是話雖如此，一旦發現了新的資訊，也就代表著其伴隨而來的或許有更多的謎題等待我們去解開。譬如我們發現了太陽系外的行星，那是否也代表著那裡也可能有有智慧的生命體的存在？當觀測伽瑪射線暴現象在不斷進步的同時，所謂的「火流星」又是什麼？我們都知道宇宙正以加速度膨脹當中，但是我們卻還不了解由這個加速膨脹所引發的黑暗能量（Dark Energy）的任何資料！

　　本書可以說是集研究宇宙的最新資料於一身，但是在此之前，仍還廣布著前人尚未踏入的宇宙領域。

福江純、粟野諭美