王宇琨、董志道，畅销科普读物作者，长期从事自然社会科学科普读物创作，擅长用轻松幽默的文笔讲述严谨的科学知识，代表作品有《图解时间简史》《图解万物简史》《超图解人类简史》《超图解未来简史》等。

　　宇宙究竟从何起源？真的起源于138亿年前的大爆炸吗？膨胀中的宇宙如何促使了生命的诞生？关于人类对黑洞的理解，真的如霍金所说“好比在煤窖中找到一只黑猫”那样难吗？既然存在黑洞，是否就一定存在白洞？人类赖以生存的星系，是不是无垠宇宙中的偶然？如果时间的箭头可以扭转，你我可以回到过去，那今天的我们究竟身处何方……

　　《图解宇宙简史》是对霍金《宇宙简史》和众多知名专家宇宙探索理论的通俗阐释。书中以大量图片、示意图和具象解析，结合科学探索发现，对这些高度浓缩的抽象化宇宙理论思想，进行形象化解读与拓展，为读者更好地理解霍金和当代前沿宇宙科学思想提供了捷径。可以快速上手读懂关于宇宙的“统一的万物之理”，明白星空中曾经发生过什么，今后又将演变为何物。

　　科学的真理不应该在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。真正的哲学是写在那本经常在我们眼前打开着的伟大的书里面的，这本书就是宇宙，就是自然界本身，人们必须去读它。

　　——伽利略

　　这极其美丽的宇宙系统，只能由于大智大能者的管辖下而产生。

　　——牛顿

　　即使把我关在果壳之中，仍然自以为是无限宇宙之王。哈姆雷特也许是想说，虽然我们人类的身体受到许多限制，但是我们的精神却能自由地探索整个宇宙，甚至勇敢地闯入连“星际航行”都畏缩不前之处——噩梦不再纠缠的话。

　　——霍金

　　宇宙从哪里来①：宇宙起源的传统解释

　　宗教最先给出了关于宇宙起源问题的解释，宗教学普遍认为宇宙起源于并不太遥远的过去某个有限的时间段。

　　不远处的过去

　　圣奥古斯丁（公元354—公元430年），一位著名的神学家和哲学家，他的思想成为推动其发展的主要力量，他的神学成为基督教教义的基本来源。他在对《创世纪》进行分析研究后认为，宇宙大约诞生在公元前 5000 年。他的论据之一在于，人类文明是渐进式的，人们可以学习并记住先辈们的经验和技术，按照当时的技术水准，宇宙不可能存在太长时间。

　　圣奥古斯丁的观点影响甚远，但他绝对难以相信现代化石研究表明早在公元前10000年，人类文明就已经开始萌发了。

　　文明的回滚

　　许多希腊哲学家们并不喜欢创生的观念，亚里士多德就是其中之一。亚里士多德认为人类世界是永恒存在的，并且人类也会不断学习前人的经验和技术，而人类之所以还处在较低的文明发展阶段，是因为洪水以及天灾总会周期性的发生，使文明回到起点。

　　人们深信宇宙处于一种静止的永恒的状态，因此也不愿将多余的思考花在宇宙的开端这一问题上。久而久之，人们便习惯于将宇宙按照一种永恒的状态进行解释，即使发现宇宙处于某种变化之中，仍旧固执地认为这种变化维持在宇宙恰好永恒存在的范围之内。

　　看不见的暗物质：扎维奇的发现

　　现在，暗物质已成为当代宇宙学和粒子物理学中最重要的研究对象之一。但是暗物质是我们看不见的，那么科学家们又是如何发现这些看不见的物质的呢？

　　关于暗物质存在的推测

　　20世纪30 年代，瑞士天文学家弗里兹? 扎维奇首先预言了暗物质的存在。当时他正在对一个能看见的星系团——后发座星系团进行研究，并对星系团中星系的运动产生出兴趣。通过观测，扎维奇发现星系在星系团中高速运动着。我们知道，地球卫星的速度一旦大于第二宇宙速度，就会脱离地球，飞入宇宙空间。同样，还存在脱离太阳系的第三宇宙速度和脱离银河系的第四宇宙速度。

　　那么星系团中星系的运动速度过大，应该也会脱离星团而飞向宇宙。而这个宇宙速度同样可以根据星系团的总质量算出。但是，扎维奇发现，后发座星系团中星系的运动速度要远大于由该星系团可见星体的总质量算出的飞出宇宙的临界速度。也就是说，星系在星系团内的运动太快，光靠我们看到的星系团物质的引力不能将它们束缚住。由此，扎维奇推测，在后发座星系团存在看不见的物质，这些看不见的物质的质量应该是该星系团恒星质量的10—100倍。

　　银河系也有暗物质

　　到了20世纪50年代，天文学家根据银河系的自转轮廓，推算出了银河系的质量。然而，他们发现这个值要远大于通过光学望远镜发现的所有发光天体的质量之和。因此，科学家们判断，银河系中也有此前人类没有发现的物质，并给这类物质起了一个普遍化的名称——暗物质。

　　后来几十年间，对宇宙整体的研究也表明，星际空间深处隐藏着多得多的能将星系束缚在星系团中的暗物质，其总质量可能是可见物质的10—100倍。

第一章  经典宇宙观

1. 与生产生活休戚相关：古代天文学的雏形诞生

2. 从关注宇宙到服务生产：日历与预测的产生

3. 第一次解析宇宙结构：古希腊的宇宙观

4.16世纪前欧洲的宇宙观：地球是静止的宇宙中心

5. 以太阳为中心的宇宙结构体系：哥白尼创立日心说

6. 天动地静学说的终结：开普勒三大定律

7. 行星运行的动力：万有引力

8. 万有引力带来的悖论：所有的恒星将同时落到一点

9. 万有“斥力”：宇宙是静态的吗

10. 宇宙从哪里来①：宇宙起源的传统解释

11. 宇宙从哪里来②：宇宙的发端

第二章  宇宙在膨胀

1.世纪大发现：宇宙在膨胀

2.光谱分析的应用：光的波长和颜色

3.声波的压缩和拉伸：多普勒效应

4.天体远离我们而去的证据：红移与退行速度

5.利用造父变星测量天体的距离：宇宙量天尺

6.仙女座星云在银河系之外：河外星系进入视野

7.离我们越远的星系，远离的速度越快：哈勃定律

8.以光速远离的星系：看不见的宇宙尽头

9.看不见的暗物质：扎维奇的发现

10.完全宇宙学原理：稳恒态宇宙学模型

11.大爆炸理论的先驱：弗里德曼和勒梅特

12.大爆炸的闪现：氢弹实验和伽莫夫假想

13.挥之不去的噪声：解开宇宙之谜的电波

14.大爆炸强有力的证据：宇宙微波背景辐射

15.大爆炸真的存在吗：大爆炸之前发生过什么

第三章  黑洞

1.恒星的演化：质量大小决定恒星的结局

2.质量分界线：钱德拉塞卡极限

3.引力对光的影响：强引力作用下的光

4.光的自洽理论：广义相对论中的引力与光

5.被扭曲的优美：爱因斯坦对广义相对论的“修正”

6.弯曲的光线：恒星引力场对光线的影响

7.连光也逃不出来的地方：神秘的黑洞

8.迷失在时间里的宇航员：事件边界内外的差别

9.可能存在的时空隧道：虫洞

10.使用虫洞：时间机器的制造原理

11.形状不同的黑洞：对黑洞认知的大改变

12.验证广义相对论的又一发现：有关黑洞的发现

13.如何在煤窑里找到黑猫：寻找黑洞

14.类星体的能量之源：活动星系核模型

15.对类星体的探索：恒星形成的最古老证据

第四章  宇宙的起源与归宿

1.所有的星系重叠在一起：无间的宇宙

2.宇宙的起源：宇宙大爆炸理论

3.宇宙诞生那一刻：宇宙年龄的测算

4.普遍认可的宇宙模型①：热大爆炸模型

5.普遍认可的宇宙模型②：出现恒星和星系

6.更细微的宇宙开端：质子和中子是否也会瓦解

7.比质子和中子更小的粒子：物质由夸克构成

8.宇宙中的幽灵怪客：中微子

9.反物质哪里去了：磁单极概念的引入

10.悬而未决的问题：热大爆炸模型的理论困境

11.殊途同归的宇宙模型①：暴胀模型

12.殊途同归的宇宙模型②：“终极免费午餐”

13.巨大的气泡：对称性缓慢破缺模型

14.理论物理上最深奥的问题之一：调和广义相对论与量子力学

15.“大统一理论”：两种理论的“拉锯战”

16.是困境亦是机遇：未知的量子引力理论或将成为最伟大的理论之一

17.有限而无界的宇宙：欧几里得时空下的宇宙

18.宇宙的开放与闭合：宇宙的未来

19.热寂还是大坍塌：宇宙的终结

20.未来宇宙全新图景：宇宙在加速膨胀

21.地球的未来：彗星向地球步步逼近

22.太阳的归宿：从红巨星到白矮星

23.星系的发展：恒星从星系中消逝

24.星系的继续演变：巨大的黑洞

第五章  认识我们的星系

1.千姿百态的“岛屿”：带你识别星系

2.密度波动：星系形成的“种子”

3.暗物质的猜想：星系的形成和演化

4.最初形成的天体有多大：最初天体的大小之争

5.银河系：我们的家园

6.为数众多的旋涡星系：美丽的猎犬座M51

7.错综复杂的星系世界：星系的大小和间距

8.太阳系：我们的星际家园

9.太阳：我们的“老族长”

10.水星：名不副实的最小行星

11.金星：高温与酸雨的地狱

12.火星：最像地球的红色行星

13.木星：太阳系的长子

14.土星：太阳系最美丽的行星

15.天王星：“躺着”自转的冰巨星

16.海王星：“笔尖上的发现”

17.小行星：太阳系中的“小家伙”们

18.地球：认识我们的家园

19.月亮：地球的亲密伴侣

20.地月关系：不可或缺的伙伴

21.日食和月食：壮观的天文现象

22.地球生命之树：从真核细胞到人类

第六章  时间箭头

1.时间箭头：一去不返的时间

2.普遍的物理法则：时间是不会流动的

3.硬币实验：一枚硬币的过去和未来

4.时间本质：过去和未来的区分是几率性的

5.不同的时间箭头：宇宙论的时间箭头

6.探索时间箭头的关键：熵从低状态迈向高状态

7.宇宙的进化：熵增原理分析

8.进化的起源：宇宙的起点

9.真的可能吗：时间机器与时间吊诡

10.封闭的时间轴：时间的特质

11.旋转黑洞：宇宙中的时间隧道

12.终极猜想：时间机器诞生秘闻