《图文版自然科学新导向丛书》几乎囊括了整个自然科学领域，内容包括浩瀚无穷的宇宙、多姿多彩的地球奥秘、日新月异的交通工具、稀奇古怪的生物世界、惊世震俗的科学技术、源远流长的建筑文化、威力惊人的军事武器……，丛书将带领我们一起领略人类惊人的智慧，走进异彩纷呈的科学世界！

丛书采用通俗易懂的文字来表述科学，用精美逼真的图片来阐述原理，让我们一起走进这个包罗万象的自然科学王国，这里有我们最想知道的、最需要知道的科学知识。

阅读丛书，你会发现——原来有趣的科学原理就在我们的身边；你会发现——学习科学、汲取知识原来也可以这样轻松！

本书为该系列丛书之一，主要介绍了神奇的宇宙空间，内容包括：时空交错的世界，星云和星系，恒星探秘，太阳和太阳家族，美丽的地球，地球的伴侣——月球，太阳、地球和月球等。

本书从宇宙的整体角度到我们生活的地球，进行了全面详尽的介绍。以时间的角度揭示了从古到今人们对宇宙认识的进程，宇宙的起源，宇宙的形成与终结，星云的变幻，以及太阳系和地球的诞生等。又从空间的角度叙述了宇宙间存在的神秘能量，空间与时间的交错。

本书内容丰富、版式新颖、文字流畅、趣味性强，并配有大量精美图画，既能增加青少年知识的积累，又能增加学习的兴趣。

第一章 神奇的宇宙

宇宙名字的由来

层次分明的宇宙

宇宙的起源

黑暗的宇宙

奇形怪状的宇宙

宇宙的终结

宇宙中的神秘能量——暗能量

宇宙中的镜子——反物质

第二章 时空交错的世界

时空奇点

消灭时空奇点

探寻第五维空间

隐匿的多维空间

从一维空间到三维空间

虚无缥缈的四维空间

时间的计量方法

时间和时间单位

标准时间从何而来

时间倒流的未解之谜

第三章 星云和星系

太空云雾

预示末日的行星状星云

不守规矩的弥漫星云

被恒星照亮的亮星云

尘埃重重地暗星云

美丽如蝶的星云

超新星残骸——蟹状星云

星系起源

星系群

星系团

总星系

类星体

星系之间的战争

银河系的形成

银河系的外貌和结构

银河系的中心

银河系大家族

银河系里的星团

第四章 恒星探秘

认识恒星

恒星的生命历程

恒星的新陈代谢

恒星演化的动力

恒星的结构

双星

变星

脉冲星

黑洞

白洞

第五章 太阳和太阳家族

太阳的起源和演化

太阳的基本参数

太阳大气

太阳的内部结构

太阳的能量来源

水星

金星

火星

木星

土星

天王星

海王星

被除名的冥王星

小行星

失落了的太阳系行星

彗星的神秘面纱

著名彗星简介

流星和流星雨

陨石核、陨石雨

第六章 美丽的地球

地球在太阳系中的位置

地球大气

地球磁极的倒转

地球的形状和大小

地球的结构和磁层

地球的质量和密度

地球的重力和压力

地球的温度和热源

第七章 地球的伴侣——月球

月球之上迷雾重重

月球表面奇观

月面的物理状况

月球的结构

月相变化

月球的自转和公转

探测月球

第八章 太阳、地球和月球

太阳活动与对地球的影响

日地空间

神奇的日月同升

地球上的潮汐

日食和月食

日地空间是指太阳和地球之间的空间。人们常说，地球是我们的家园，太阳是能量的来源，因此，日地空间就是我们生活的环境。

太阳和地球相距1.5亿千米。在这广阔的空间里。有什么形态的物质？有哪些自然现象？它们与人类的生活有什么关系？这些问题很早就引起了人们的兴趣。可是真正成为一门独立的学科，还只是近几十年的事。以前对日地空间的认识，只能通过在地面上进行些间接的观测，所获得的认识比较有限，而且粗糙、片面。自从有了火箭、人造卫星、宇宙飞船、空间站、航天飞机等新的技术手段，人类才有可能直接深入到外层空间里去探索。今天，我们已经在日地空间中发现了许多出乎意料的现象，大大丰富了我们对这个空间环境的认识。

臼地空间大体可以划分为两个势力范围：一个属于地球，一个属于太阳。地球的势力范围很小，只有它附近的几十万千米，不到日地距离的1％，其余的范围全属于太阳。古希腊的亚里士多德曾经主张，月亮以下是地的世界，月亮以上是天的世界。如果把这个界限作为日地空间两个范围的分界线，在今天来看，大体还是正确的。不过亚里士多德接着说，天界是由一种地上没有的、神秘的“以太”构成的，这就完全错了。

天体物理早就证明，构成太阳、恒星以至更遥远的星系的物质丝毫不神秘，空间的直接探测更证明了在月亮之上的空间中，充满着一种电离了的气体。电离气体由正离子和电子构成，它的行为与通常的固态、液态和气态是大不相同的，故人们把它称为物质的第四态，给了它一个名字——等离子体。等离子体能导电，能够维持自己的磁场，还可能产生电磁波。实际上，在地球表面50千米以上就存在由等离子体组成的电离层。

地球就是在这样一种等离子体环境中环绕太阳运行的。这种等离子体介质的密度是每立方厘米10个粒子。大家知道，大气在海平面处的密度是每立方厘米27×10的18次方个分子。所以在星际空间，物质密度几乎是等于零的。如果以为如此稀薄的介质不会有什么作用，那就大错特错了。正是这种稀薄气体和磁场的相互作用，产生了形形色色的效应，如对无线电通信的干扰等。

现在知道，日地空间中的这种等离子介质是太阳以“风的形式”吹出来的。太阳大气的日冕部分，温度高达100万～200万开。根据流体力学理论，日冕不可能静止，而是处于流动的状态。因为日冕气体温度极高，即使在离太阳相当远的地方也不可能把气体压力减小到和恒星际气体压力相平衡的程度，于是日冕不断扩张到太阳系外的星际空间中去，而新的物质则从太阳大气低层流入高温日冕区对它进行补充。于是在太阳系空间中，形成了一种不断向外吹的“风”，这就是太阳风。我们的地球就在这“风”中绕太阳不息地运行。太阳风的存在很快就被人造卫星的直接观测证实了。

按照天体演化的理论，目前还是太阳风比较温和的时期。如果回到几十亿年前太阳初生的时候，或者到太阳进入晚年的时候，太阳风要强大得多。现在的太阳风有多大呢？我们知道，地面上的风速不超过每秒几十米。即使风洞实验室中人造的最强风也不过每秒数千米。但是吹向地球的太阳风，速度在350～800千米／秒之间。如此强的风，会把空间中的许多东西刮跑。见过彗星的人，都会对彗尾留有深刻的印象——有的彗尾又长又大，背向着太阳，这就是由于太阳风向外猛吹造成的。地球同样也遭到太阳风的强大压力，所以同彗星相类似，也拖着一条背向太阳的“尾巴”。这条“尾巴”有几百万千米那么长。不过这条“尾巴”主要由磁场和稀薄的带电粒子构成，它不发光，用肉眼是发现不了的。

太阳风中的主要成分是电子和质子，也有少量氦离子。因为它是一种等离子体，所以太阳风夹着磁场。由于太阳本身也在自转，太阳风等离子体和磁场都呈螺线形向外延伸。太阳风中还存在着各种大小不同的结构，如高速粒子流、行星际激波、磁流波引起的起伏、等离子体湍流等，它们与太阳本身的活动密切相关，并对地球附近的环境有着显著影响，如产生地磁暴、极光、电离层暴等地球物理现象。同时，太阳风中那些太阳爆发时发出的高能粒子流，还能摧毁有机体，这是人类进入太空所必须考虑的一个问题。

除了以上太阳微粒以外，危及人类生命的还有太阳光中的紫外线、x射线等成分。太阳不仅是万物生长的源泉，也可能是扼杀生命的刽子手，暴露在太阳辐射中的生命是难以存活的，这也是其他行星上没有生命存在的重要原因。值得庆幸的是，地球附近的空间把太阳辐射中的有害成分都拒之门外，使生物和人类得以生存繁衍。

那么，地球的空间势力范围是如何完成这一任务的呢？原来，它设置了一道道防线，把不利于生命的成分都挡在外面。

第一道防线是由地球磁场构成的。在地面现象中，地磁场的效应是很小的，只有用指南针时才会感到它的存在。但是，在地球上空1000千米以上直到数万或数十万千米的范围，地球的磁场起着主宰的作用。因为在那样的地方，物质都处于等离子体状态，磁场对带电粒子的作用比地球的引力作用要强得多。整个由地球磁场控制的区域叫做磁层，对于太阳风来说，磁层就是一堵挡风的墙。太阳风受阻于磁层，大多数太阳粒子只能沿着磁层的外围滑走而不能进入地球。而磁层在太阳风的冲击下也形成一种“拖着长尾巴的水滴”形状，在向阳的一侧，它只能伸展到10倍地球半径处，而在相反的方向上则可以延伸到30倍地球半径处。由于太阳的活动，会产生太阳风中的阵风，磁层与太阳风的界面弓形激波也会随风的强弱而进退。

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