本书主要讲述了星系和宇宙学相关内容，包括银河系、星系、星系和暗物质、宇宙学、早期宇宙、宇宙中的生命等。对广大天文爱好者来说，本书是不可多得的经典佳作。同时，本书可作为高校天文学专业的教材或教学参考书，也可作为天文通识教育选修课教材。
适读人群 ：科学爱好者，高校学生
本书作者，美国天体物理学家埃里克·蔡森和史蒂夫·麦克米伦都是长期从事天文学研究和教学工作的资深学者。他们的研究著述等身，《今日天文》是其中突出的代表作，是当今畅销的天文学通识读物，全书气势恢宏，洋洋洒洒，蔚为大观，以广阔的时空视角，深入浅出、图文并茂地展示了当代天文学的基本概念、观测现象和研究发展的历程。
本书科学知识不难，但是涉及的知识面却非常广，基本包括了天文学的方方面面，从业余爱好者关注的星座、望远镜，到比较专业的星系团、宇宙学等，完全称得上是全景式展现天文学各个领域的一部巨著。
本书是广大天文科普爱好者、天文工作者的必备枕边书，同时完全可以作为广大高校学生及中学生的通识教育课教材。
译者序
《今日天文》可能是世界上排名第一的、最为畅销的天文学通识课程教材，它的写作流畅、不拘一格，但却具有严肃的科学性，书籍配有令人赏心悦目的艺术性插图，并且致力于用新颖的媒体手段来传播推陈出新的天文内容。中译本分为三卷：第一卷“太阳系和地外生命探索”、第二卷“恒星：从诞生到死亡”及第三卷“星系世界和宇宙的一生”。全书涵盖了天文学的发展史、天文研究的物理基础和工具，带领读者探索地球、太阳系、恒星、星系和宇宙本身，引导读者超越地球的限制，跨越当前的时间，向外触及遥远的太空和宇宙，甚至是另一个地球、另一个文明。不仅如此，作者还通过引入科学研究的循环，让读者了解科学研究是如何进行的，我们如何利用这种科学方法来知晓宇宙的运作及各种天文现象的相互联系。
二十多年来，结合几乎是全世界使用最广泛的、最先进的在线天文教学和考核系统“MasteringAstronomy（精通天文学）”，《今日天文》占据了众多美国大学及部分欧洲大学天文通识课程的讲台，同时也积极推动了美国大学天文通识教育的普及。《今日天文》的影响也遍及我国，目前国内广泛使
用的《天文学基础》《天文学概论》及《天文学教程》等教材都在一定程度上受到了该书的影响。如此好书，在之前二十多年里，由于种种原因没有得以引进，而绝大多数中国读者也因语言问题而无缘一读，实在是一
大憾事。译者曾在上世纪90年代末得到过该书的第3版，由此得以窥见许多当时天文学的新发现。如今，机械工业出版社首次在国内引进该书纸质版，期望通过发行此书能促进天文科学在国内中学和普通高校内的普及。我们很高兴也很荣幸能够作为本书的译者向大家推荐这部对天文爱好者而言堪称鸿篇巨著的《今日天文》。虽然国内各类天文科普图书并不少，但非常系统又非常详细地把整个现代天文学全貌用图文并茂的生动形式彻底展示出来的可以说是凤毛麟角。这一
点正是《今日天文》在国外流行多年的原因之一。
《今日天文》的定位主要是面向国外（美国）大学以前没有学习过大学数理基础类课程的、非物理或非天文专业的学生，它依靠定性推理并通过与学生熟悉的物体和现象进行类比来展示广阔的天文学，并在叙述中尽量避免复杂的数学和物理运算。鉴于国内中学物理和数学的教学已接近甚至超过美国普通大学的本科低年级，本书其实也很适合作为国内中学天文科学课程的教材使用。实际上，本书不只是教材，更是一部天文大全的科普书：有大量第一手的照片和精心绘
制的彩图，行文生动活泼，用很多读者熟悉的日常事例来讲述天文知识。本书同样非常适合广大天文爱好者，尤其是爱好天文学的中学生和大学生阅读，不同年龄段和知识层次的读者都能从本书中获益良多。
本书的两位作者都非常专业，都有丰富的科学论文和科学普及著作的写作经验，并曾获得过文学方面的奖项。他们的这部心血巨作，不仅向我们传达了他们对天文学的热情，也唤醒了我们对自己所处的不可思议的宇宙的关注。两位作者都非常勤奋，每隔几年就会结合当时最新的天文发现和理论，把全书内容更新再版。原书几乎每隔三年就会再版一次，如今已经是第8版。这一更新绝非简单地修改字词或者加上一两句话那么简单，而是内容的更新，甚至许多次会将整个章节体系重新编排。这样的编排再版也为我们的翻译工作带来了“麻烦”。当我们刚开始着手翻译时，参照的还是第7版。但当翻译工作进行了一大半时，编辑突然告知第8版已经出版，版权刚刚拿到，已经完成的翻译工作几乎要完全重新校排甚至是重新翻译……很难述说当时内心的感受!
拨云见日，经过近两年的翻译工作，《今日天文》的最新版（第8版）终于能够呈现在读者面前了。在这里我们非常感谢机械工业出版社的张金奎编辑，正是他的策划才使得《今日天文》的中译本得以付梓面世。
如今，信息传播已经进入“互联网+”时代，我们也期望《今日天文》的电子版、网络版在不远的将来也能与读者会面。本书的出版还得到了北京师范大学天文系及北京天文馆领导的大力支持，北京师范大学的张同杰教
授也十分关心本书的翻译工作。
《今日天文》翻译分工如下：“太阳系和地外生命探索”卷第1、2章由高健翻译，第3~12章由詹想翻译；“恒星：从诞生到死亡”卷第1~11章由高健翻译；“星系世界和宇宙的一生”卷第1章由高健翻译，第2~6章
由詹想翻译；原书序言由高健、詹想共同翻译，附录内容由高健翻译，全书最后由高健统校。当然，《今日天文》几乎涵盖了天文学的方方面面，内容博大精深，两位译者熟悉的天文领域不可能如此全面，加上自身才
疏学浅，书中难免有翻译错漏、表达不及的地方，甚至谬误之处也在所难免，恳请各位专家和读者不吝批评指正。欢迎给我们发邮件进行交流：jiangao@bnu.edu.cn，universezx@bjp.org.cn，我们非常希望得到您的反馈和建议！
原书序
天文学是一门充盈着新发现的科学。在新技术和新颖理论见解的推动下，对宇宙的研究不断地改变着我们对宇宙的理解。我们很高兴能有机会在这本书中呈现一些具有代表性的当今天文学中已知的事实、不断发展的思想和前沿发现的事例。
《今日天文》面向以前没有学习过大学科学课程和不主修物理或天文专业的学生，可用于一个或两个学期的非技术性的天文学课程。我们展示天文学的广阔视野，直截了当地进行描述，省略了复杂的数学运算。然而，复杂数学运算的缺失，却并不会妨碍我们讨论重要的概念。相反，我们依靠定性推理并用学生熟悉的物体和现象进行类比，用于解释问题的复杂性，以避免过分简化。我们试图向学生传达我们对天文学的热情，唤醒学生关注我们所处的不可思议的宇宙。
我们非常高兴地看到，本书的前七版深受众多天文教育团体的喜爱。很多老师和学生在使用本书的早期版本后，给了我们有益的反馈和建设性的批评，我们从中学会了如何更好地表达天文学的原理和兴奋点。许多受这些意见启发而得到的改进已被纳入了这个新版本中。
机工授权书
埃里克·蔡森，拥有哈佛大学的天体物理学博士学位，在哈佛大学艺术与科学系工作了10年。在其后二十多年的时间里，他在空间望远镜科学研究所担任高级科学工作人员，并且拥有约翰霍普金斯大学和塔夫茨大学的多种教职。现在他又回到哈佛，在哈佛-史密松天体物理中心任教并进行研究。埃里克撰写了12本有关天文学的书，在专业期刊上发表了近200篇科学论文。
史蒂夫·麦克米伦，拥有剑桥大学的数学学士和硕士学位，以及哈佛大学的天文学博士学位。他在伊利诺伊大学和西北大学从事博士后科研工作，在那里继续有关
理论天体物理、星团和高性能计算的研究。史蒂夫现在是德雷塞尔大学的杰出教授，并且是普林斯顿高级研究所和莱顿大学的长期访问学者。他在专业期刊上发表了超过100篇文章和科学论文。
高健，理学博士，毕业于北京师范大学天文系，现为北京师范大学副教授，北京天文学会会员、中国天文学会会员和国际天文联合会会员。2002年留系任教，教授天文专业课程《球面天文学》和《天体力学基础》，以及通识教育《行星科学初探》和《遨游太阳系》等。长期关注天文学的普及工作，多次参与天文奥林匹克竞赛培训及赛事工作；2005年起在北京师范大学开设《行星科学初探》通识课程（学院路共同体校际课程），受到广大同学的欢迎，并因此获2008年北京师范大学“本科生欢迎的十佳教师”殊荣。曾主持和承担过多项国家和省部级项目，特别曾参于中国科学院高能物理所的天文卫星HMXT、中国科学院光电研究院有关神舟飞船定轨的工作，现主要从事星际/星周尘埃领域的科研工作。
詹想，理学硕士，毕业于北京师范大学天文系，现为北京天文馆副研究员，北京天文学会会员、中国博物馆协会和北京博物馆学会会员。主要从事天文科普教育、天文观测和摄影、太阳系小天体等领域的研究。曾在《天文爱好者》杂志连载“观测攻略”系列文章；是天文科普图书《跟我一起去追星——星空摄影指南》、《相约星空下》的作者或主要作者；为北京地区户外观星组织“星缘山风队”创始人和队长，长期带领队员在京郊各地赏美景和星空。致力于让所有人知道：在你身边就有壮美的星空！微博账号@北京天文馆詹想有4.3万粉丝，在中国天文科普界有很大的影响力。
第1章 银河系 太空中的旋涡
1.1 我们的星系家园
1.2 丈量银河系
探索1-1 早期“计算机”
1.3 银河系结构
1.4 银河系形成
1.5 银河系的旋臂
探索1-2 密度波
1.6 银河系的质量
1.7 银河系中心
章节回顾
第2章 星系 宇宙的基本成分
2.1 星系的哈勃分类
2.2 星系在太空的分布
2.3 哈勃定律
详细说明2-1 相对论红移和回溯时间
2.4 活动星系核
2.5 活动星系的中央引擎
章节回顾
第3章 星系和暗物质 宇宙的大尺度结构
3.1 宇宙中的暗物质
3.2 星系碰撞
3.3 星系的形成与演化
探索3-1 斯隆数字化巡天
3.4 星系中的黑洞
3.5 大尺度上的宇宙
章节回顾
第4章 宇宙学 大爆炸和宇宙的命运
4.1 最大尺度上的宇宙
4.2 膨胀的宇宙
4.3 宇宙的结局
4.4 空间的几何学
详细说明4-1 弯曲的空间
4.5 宇宙会永远膨胀吗？
4.6 暗能量和宇宙学
探索4-1 爱因斯坦和宇宙学常数
4.7 宇宙微波背景
章节回顾
第5章 早期宇宙 回到时间的起源
5.1 回到大爆炸
5.2 宇宙的演化
探索5-1 关于基本力的更多知识
5.3 原子核和原子的形成
5.4 暴胀的宇宙
5.5 宇宙中结构的形成
5.6 宇宙结构和微波背景
章节回顾
第6章 宇宙中的生命 我们是孤独的吗？
6.1 宇宙演化
探索6-1 病毒
6.2 太阳系中的生命
6.3 银河系中的智慧生命
6.4 寻找外星智慧
章节回顾
附录
附录1 科学计数法
附录2 天文测量
附录3 表格
检查题答案
概念自测答案
图片/文字授权
星图
教学支持申请表
尽管很难想象，但是在不到100年前，人类始终认为太阳是宇宙的中心。哥白尼、开普勒、伽利略和其他学者的早期研究废黜了地球的中心位置，但是作为太阳系的中心，太阳本身仍然被当作是银河系的中心。对于一个世纪前的人类来说，银河系就相当于整个宇宙。而至于我们在宇宙中的真实位置，以及存在无数其他与银河系相似星系的事实，是完全未知的。
美国天文学家哈罗·沙普利（1885—1972）通过研究球状星团中的变星，推断出了银河系的大小和尺度，以及我们在银河系中的位置。1918年，他发表了这项成果，不仅表明了我们在太空中的家园跨越10万光年，远比此前认为的尺度大得多；而且也证实了地球位于他称为“星系远郊”的位置上，今天，我们知道了这里距离银河系中心大约25000光年。沙普利证明了太阳从任何角度来说都不是中心、不是独一无二的、也不是特殊的。他的这项工作是人类认识自身在宇宙中位置的里程碑，无疑也是20世纪最重要的天文发现之一。
具有讽刺意味的是，沙普利举世瞩目的扩大银河系大小和尺度的发现，却导致他在对当时另一个更为深刻和先进的重大发现的认知上误入歧途——认识到银河系仅仅是宇宙众多星系中的一个。他的观测表明，银河系具有庞大的尺度，这也使他不能接受存在一个更广大宇宙的观点——他无法相信存在与我们的银河系一样巨大的其他遥远星系。即使对于如此杰出的科学家，个人偏见有时也会蒙蔽科学的判断。
这直接引发了1920年在华盛顿国家科学院发生的“大论战”。论题是关于“旋涡星云”（也就是今天所说的星系）的谜团：它们究竟是“近邻”银河系的一部分，还是因足够遥远而自成星系？沙普利认为，既然他的研究已经增大了银河系的大小，那么旋涡星云必然是银河系的一部分。而他的对手，来自加利福尼亚利克天文台的希伯·柯蒂斯，虽然错误地拒绝认同银河系的巨大尺度，但是却正确地指出了旋涡星云其实是与银河系相似的遥远恒星的集合体。两人分别列举了支持自己观点的其他科学依据（1.2节），但是也都被自己的偏见干扰了对银河系的完整理解。由于没有对星云真实距离的客观测量，所以这场论战以平局告终。
仅仅几年后，利用当时最先进的光学望远镜——威尔逊山上的2.5m反射镜，沙普利的竞争对手——加州理工学院的天文学家埃德温·哈勃（1884—1953）打破了僵局。他第一次分辨出仙女星云中的单颗恒星，并仔细测量了其中的变星，从而证明了仙女星云是一个坐落在银河系外数百万光年的真实星系。具有讽刺意味的是，哈勃采用的正是沙普利及其哈佛大学的同事所开创的基本方法。这是在扩展哥白尼原理道路上的又一里程碑：无论地球还是太阳都丝毫不特殊，甚至连我们所生存的银河系也只是更广袤宇宙中无数星系里的一员。
今天，天文学家全面测量了仙女星系中变星的分布。令人费解的是，我们仍然在竭尽全力地将这个星系的距离测量精度提高到10%以内。即便是在这本教科书启用至今的数十年里，所引用的仙女星系的距离也在220万～290万光年之间反复变动；在这一版中，我们选取了最新测量结果的平均值——250万光年。正确的距离数值非常重要，因为它对确定所谓的距离阶梯具有关键作用。这个宇宙标准可以用来测量数十亿更遥远星系的距离，从而测定宇宙本身更为广大的领域。
昔日的沙普利—柯蒂斯论战，还有今天我们为准确测定真正遥远星系的距离所付出的努力，都能成为科学方法如何工作的经典实例。科学是人类进行的实践，而科学家与常人无异，也都拥有强烈的感情和个人价值观。然而，随着时间的推移，经历这般批判与辩论，研究课题才最终得到客观的量度。通过不断的试验和事实证明，科学界逐渐削弱了个人的主观意识，而在一个批判性思考者的群体中形成更加客观的视角角。合理怀疑和重复试验是现代科学方法的标志。
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