Unfolding our Universe

Cover......Page 1
Title......Page 2
Copyright......Page 4
Contents......Page 6
THE NATURE OF ASTRONOMY......Page 8
Acknowledgments......Page 10
1 Overview of the Universe......Page 12
THE SOLAR SYSTEM......Page 13
OUTWARD TO THE STARS......Page 15
CONSTELLATIONS......Page 16
GALAXIES......Page 20
TO THE OUTER LIMITS......Page 21
LIGHT AND THE ELECTROMAGNETIC SPECTRUM......Page 23
REFRACTION......Page 24
SPECTRA......Page 25
SPECTRAL LINES AND THE STRUCTURE OF THE ATOM......Page 26
THE DOPPLER EFFECT......Page 28
IMAGE MAKING......Page 29
LIGHT GRASP......Page 30
REFRACTORS VERSUS REFLECTORS......Page 31
REFLECTORS OF VARIOUS KINDS......Page 32
LARGE MODERN TELESCOPES AND DETECTORS......Page 34
THE PROBLEM OF THE ATMOSPHERE......Page 36
RADIO AND MICROWAVE ASTRONOMY......Page 38
X-RAY ASTRONOMY......Page 41
COSMIC RAYS......Page 42
SUMMARY......Page 43
CELESTIAL POLES AND EQUATOR......Page 44
ANNUAL MOTIONS, THE SEASONS, AND THE ZODIAC......Page 46
DEFINING POSITION ON THE EARTH AND IN THE SKY......Page 49
CIRCUMPOLAR STARS......Page 50
THE SEASONS......Page 51
HIGH SUN-LOW SUN......Page 52
MOTION AND PHASES OF THE MOON......Page 54
TIME AND THE STARS......Page 55
THE PROBLEM OF THE CALENDAR......Page 57
EARLY IDEAS......Page 59
REVOLUTION......Page 60
Second law......Page 61
Inferior Planets......Page 62
Superior Planets......Page 63
Planetary Parallax......Page 65
NEWTONIAN GRAVITATION......Page 67
FREE FALL AND WEIGHTLESSNESS......Page 68
CIRCULAR VELOCITY......Page 69
ORBITS......Page 70
GRAVITATIONAL SLINGSHOTS......Page 71
GRAVITY REVISED......Page 74
Composition and Structure......Page 77
Surface Features and Plate Tectonics......Page 78
Earth's Turbulent Atmosphere......Page 80
Magnetic Field and Magnetosphere......Page 81
The Lunar Surface......Page 83
THE ORIGIN AND HISTORY OF THE MOON......Page 87
The Ocean Tides......Page 88
Eclipses of the Sun and Moon......Page 89
Lunar Eclipses......Page 90
Mercury......Page 93
Venus......Page 95
Mars......Page 97
Moons......Page 101
Jupiter......Page 102
Satellites and rings......Page 104
Saturn......Page 106
Uranus......Page 108
Neptune......Page 110
Satellites and rings......Page 111
Pluto......Page 112
ASTEROIDS......Page 114
The Asteroid Belt......Page 115
Appearance and Composition......Page 116
Composition and Structure......Page 118
Evolution of a Comet......Page 121
METEORS AND METEOROIDS......Page 123
METEORITES......Page 124
Impact Craters......Page 125
Samples from Space......Page 127
8 The Sun: Our Neighborhood Star......Page 128
THE PROCESS IN DETAIL......Page 129
THE OUTWARD FLOW OF ENERGY......Page 130
HELIOSEISMOLOGY......Page 132
SURFACE AND ATMOSPHERE......Page 133
SUNSPOTS......Page 134
THE CHROMOSPHERE AND CORONA......Page 135
FLARES AND CORONAL MASS EJECTIONS......Page 137
CORONAL STRUCTURES AND THE SOLAR WIND......Page 139
THE SOLAR CYCLE......Page 143
BRIGHTNESS AND MAGNITUDES......Page 145
ABSOLUTE MAGNITUDE......Page 147
DISTANCES......Page 148
COLOR AND TEMPERATURE......Page 150
LUMINOSITY, SIZE, AND TEMPERATURE......Page 151
SPECTRAL CLASSIFICATION......Page 153
THE HERTZSPRUNG-RUSSELL DIAGRAM......Page 154
STELLAR MOTIONS......Page 156
Visual Binaries......Page 157
Astrometric binaries......Page 158
Spectroscopic binaries......Page 159
Semidetached and contact binaries......Page 160
VARIABLE STARS......Page 161
Pulsating Variables......Page 162
Eruptive and Cataclysmic Variables......Page 163
Variables and the Amateur Astronomer......Page 164
INTERSTELLAR GAS......Page 165
RADIO AND MICROWAVE STUDIES......Page 167
INTERSTELLAR DUST......Page 168
STARBIRTH......Page 169
STELLAR NURSERIES......Page 171
THE BIRTH OF PLANETARY SYSTEMS......Page 174
EVOLUTION OF THE SOLAR NEBULA......Page 175
PROTOPLANETS AND PLANET BUILDING......Page 176
OTHER PLANETARY SYSTEMS......Page 178
PULSAR PLANETS......Page 179
OTHER POSSIBILITIES......Page 180
A PLANET OBSERVED?......Page 181
PRE-MAIN SEQUENCE......Page 182
ONTO THE MAIN SEQUENCE......Page 183
ENERGY GENERATION IN MAIN-SEQUENCE STARS......Page 185
RUNNING LOW ON FUEL......Page 186
POST-MAIN-SEQUENCE EVOLUTION......Page 187
HIGH-MASS STARS......Page 192
THE DEATHS OF HIGH-MASS STARS......Page 193
Supernova Remnants......Page 196
Neutron Stars and Pulsars......Page 198
Collapsed Objects in Close Binary Systems......Page 199
Early Ideas......Page 202
Birth of a Black Hole......Page 203
Time Dilation......Page 204
Spinning Black Holes......Page 205
Detecting Black Holes......Page 206
13 The Milky Way and Other Galaxies......Page 208
THE MODERN VIEW......Page 209
THE MASS OF THE GALAXY......Page 211
SPIRAL STRUCTURE......Page 212
THE GALACTIC NUCLEUS......Page 214
GALAXIES......Page 215
GALAXIES OF MANY KINDS......Page 216
A CLOSER LOOK AT SPIRAL STRUCTURE......Page 218
Density-Wave Theory......Page 219
THE EVOLUTION OF GALAXIES......Page 221
THE LOCAL GROUP OF GALAXIES......Page 224
CLUSTERING ON VARIOUS SCALES......Page 225
DARK MATTER IN CLUSTERS......Page 226
RADIO GALAXIES......Page 228
QUASARS......Page 232
THE ENERGY MACHINE......Page 234
SIZE AND MASS OF THE CENTRAL SOURCE......Page 235
"SUPERLUMINAL" MOTION......Page 237
A "UNIFIED MODEL" FOR AGNS......Page 238
THE COSMOLOGICAL DISTANCE LADDER......Page 242
THE RED-SHIFT AND THE HUBBLE LAW......Page 244
THE BIG BANG - FIRST LOOK......Page 246
THE HUBBLE CONSTANT AND THE AGE OF THE UNIVERSE......Page 247
THE COSMIC MICROWAVE BACKGROUND RADIATION......Page 249
HOT BIG BANG -THE "STANDARD MODEL"......Page 250
GALAXY FORMATION......Page 252
THE FUTURE OF THE UNIVERSE......Page 254
THE NATURE OF THE DARK MATTER......Page 255
INFLATION......Page 256
Closed Universe......Page 260
WHAT FATE FOR THE UNIVERSE?......Page 261
LIFE ELSEWHERE?......Page 263
BEYOND THE SOLAR SYSTEM......Page 264
DOES INTELLIGENT LIFE EXIST ELSEWHERE?......Page 265
SETI: THE SEARCH FOR EXTRATERRESTRIAL INTELLIGENCE......Page 267
A UNIVERSE DESIGNED FOR LIFE?......Page 269
LIFE, MIND, AND THE UNIVERSE......Page 270
ASTRONOMERS' UNITS......Page 272
PHYSICAL CONSTANTS......Page 273
Appendix 2 Solar System Data......Page 274
Appendix 3 The Brightest and Nearest Stars......Page 276
Appendix 4 Glossary......Page 278
Picture Credits......Page 294
Index......Page 298
UNFOLDING OUR UNIVERSE......Page 306