天文学与宇宙学

穿越宇宙之旅

从我们的太阳系到可观测宇宙的边界——从熟悉到令人惊叹。

01 · 基础

太阳系

八颗行星、数百颗卫星、数千颗小行星和数十亿颗彗星——全部环绕着同一颗恒星运行。太阳系是我们最熟悉、却仍未完全理解的宇宙家园。

入门
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水 金 地 火 木 8颗行星 · 1颗恒星 · 46亿年
02 · 恒星

恒星及其生命周期

恒星之所以存在,是因为引力与辐射压达到平衡。赫罗图能让人一眼看出每颗恒星在其演化历程中所处的阶段——从诞生到超新星爆发,或悄然熄灭。

基础
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O · B · A · F · G · K · M(更热 ←) 光度 ↑ O B G K M 主序带 红巨星 白矮 星 ☉ 赫罗图(赫兹普龙-罗素图)
03 · 结构

星系

星系是宇宙的基本构件——由数千亿颗恒星、气体、尘埃和暗物质组成的巨大岛屿。旋涡星系、椭圆星系、矮星系:每一个都在讲述关于诞生、碰撞与宇宙时间的故事。

基础
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旋涡星系 银河系(SBbc型) 椭圆星系 E型 · 年老恒星 不规则星系 Irr型 · 麦哲伦云 哈勃分类法 — 可观测宇宙中有数千亿个星系
04 · 宇宙学

宇宙

138亿年的历史浓缩于一个模型之中:ΛCDM。从大爆炸、宇宙暴胀、复合,到如今的加速膨胀。而我们能直接看到的,仅占万物的5%。

中级
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大爆炸 t = 0 暴胀 CMB 38万年 第一代恒星 2亿年 今天 138亿年 ΛCDM · 宇宙学标准模型
05 · 极端

黑洞

在那里,时空被弯曲得如此剧烈,连光都无法逃脱。黑洞是广义相对论中最极端的天体——自2019年起也已被拍摄下来。事件视界之后究竟发生了什么?

中级
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喷流 光子球 事件视界 · 广义相对论
06 · 谜题

暗物质与暗能量

宇宙的95%由我们看不见、摸不着、也无法直接测量的东西构成。暗物质将星系聚合在一起,暗能量则推动宇宙膨胀。两者至今仍是现代物理学最大的谜团。

进阶
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暗物质 (晕 · 不可见) 爱因斯坦环 星系 Q Q 引力透镜 · 宇宙的95%不可见
07 · 生命

系外行星与天体生物学

太阳系之外已确认的行星超过6000颗。其中一些位于其恒星的宜居带内——那里可能存在液态水。我们是否是宇宙中唯一的生命,是人类能提出的最深刻的问题之一。

中级
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宜居 带 L 凌星 凌星法 · 6000多颗已确认系外行星
08 · 边界

宇宙学的边界

暴胀、多重宇宙、时间的终结——在知识的最外缘,宇宙学变成了以数学为支撑的推测。大爆炸之前存在什么?可观测视界之外又是什么?宇宙将如何终结?

复杂
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之外 · 多重宇宙? 可观测 宇宙 本星系群 银河系 太阳 系 ? ? ? 宇宙学 · 视界之外是什么?