مقدمۀ دکتر نعمت‌الله ریاضی.................................... 8

پیشگفتار مترجم....................................................... 9

پیشگفتار مؤلفین..................................................... 11

بخش یک

معرفی حیات در کیهان

فصل1: جهانی آکنده از حیات؟. 13

1_1. احتمال حیات در ورای زمین.. 14

1_2. زمینۀ علمیِ جستجو. 16

1_3. مکانهایی که باید جستجو کرد. 20

1_4. علمِ اخترزیستشناسی.. 22

تمرین‌ها و مسائل.. 25

فصل2: علمِ حیات در کیهان... 28

2_1. بحث قدیمی پیرامون حیات فرازمینی.. 29

2_2. انقلاب کپرنیکی.. 36

2_3. ماهیت علم نوین.. 46

فرایند علم در عمل:

2_4. حقیقت گرانش و نظریۀ گرانش.... 54

تمرین‌ها و مسائل.. 60

کمی ریاضیات 21: قانون سوم کپلر 41

موضوع ویژه 21: تفکر زمین‌مرکزی و کلیسا 45

فصل3: بستر جهانیِ حیات... 65

3_1. کیهان و حیات... 66

3_2. ساختار، مقیاس و تاریخ کیهان.. 67

3_3. جهانی متشکل از ماده و انرژی... 87

3_4. منظومه شمسیِ ما 97

فرایند علم در عمل:

3_5. توسعۀ مداوم نظریۀ سحابی.. 112

تمرین‌ها و مسائل.. 121

تعاریف کلیدی در ستاره‌شناسی................................ 67

کمی ریاضیات 31: سال نوری چقدر است؟ 71

موضوع ویژه 31: چگونه می‌دانیم جهان در حال انبساط است؟ 80

بخش دو

حیات بر روی زمین

فصل4: سکونت‌پذیریِ زمین... 127

4_1. زمینشناسی و حیات... 128

4_2. بازسازی تاریخِ زمین و حیات... 129

4_3. زمین در ابردوران هادِئن، و سپیدهدم حیات... 144

4_4. زمینشناسی و سُکونتپذیری... 149

4_5. تغییر و تنظیمِ اقلیم.. 161

فرایند علم در عمل:

4_6. پیدایشِ ماه. 169

تمرین‌ها و مسائل.. 175

کمی ریاضیات 41: تاریخ‌گذاریِ پرتوسنجشی 138

تعاریف کلیدی در زمین‌شناسی................................ 146

فصل5: ماهیت حیات در زمین... 180

5_1. تعریف حیات... 181

5_2. یاخته: واحد پایۀ حیات... 192

5_3. سوخت‌وساز: شیمیِ حیات... 200

5_4. دِنا و وراثت... 206

5_5. حیات در شرایط حاد. 213

فرایند علم در عمل:

5_6. تکامل به‌عنوان علم.. 219

تمرین‌ها و مسائل.. 225

تعاریف کلیدی در زیست‌شناسی............................. 185

موضوع ویژه 51: چارلز داروین و نظریۀ تکامل 190

کمی ریاضیات 51: شکلِ غالبِ حیات در زمین 201

فصل6: پیدایش و تکامل حیات در زمین... 230

6_1. در جستجوی سرچشه‌های حیات... 231

6_2. پیدایش حیات... 236

6_3. تکامل حیات... 247

6_4. برخورد و انقراض..... 257

6_5. تکامل انسان.. 268

فرایند علم در عمل:

6_6. حیات مصنوعی.. 272

تمرین‌ها و مسائل.. 280

کمی ریاضیات 61: باکتری‌ها در یک بطری (1): درس‌هایی برای حیات اولیه 244

کمی ریاضیات 62: باکتری‌ها در یک بطری (1): درس‌هایی برای نژاد بشر. 273

بخش سه

حیات در منظومه شمسی

فصل7: جستجوی حیات در منظومه شمسی.. 285

7_1. الزامات زیست‌محیطی برای حیات... 286

7_2. یک گشتِ زیستی در منظومه شمسیِ درونی.. 292

7_3. یک گشتِ زیستی در منظومهشمسیِ بیرونی.. 297

فرایند علم در عمل:

7_4. کاوش منظومه شمسی با فضاپیما 304

تمرین‌ها و مسائل.. 311

کمی ریاضیات 71: نسخۀ نیوتونیِ قانون سوم کپلر 303

فصل8: مریخ.. 315

8_1. خیالپردازیها دربارۀ تمدن مریخی.. 316

8_2. تصویر جدید از مریخ.. 318

8_3. تاریخچۀ آبوهوای مریخ.. 338

8_4. جستجوی حیات در مریخ.. 342

فرایند علم در عمل:

8_5. شهابسنگهای مریخی.. 350

تمرین‌ها و مسائل.. 355

کمی ریاضیات 81:‌نسبت مساحت جانبی به حجم 343

فصل9: حیات در قمرهای مشتری‌سان... 359

9_1. قمرهای منظومه شمسی بیرونی.. 360

9_2. حیات در قمرهای گالیلهای مشتری... 370

9_3. حیات در جاهای دیگرِ منظومه شمسی.. 380

فرایند علم در عمل:

9_4. انرژیِ شیمیایی برای حیات... 390

تمرین‌ها و مسائل.. 396

کمی ریاضیات 91: شدت نیروی کشندی 368

فصل10: ماهیت سکونت‌پذیری و تحول آن... 401

10_1. مفهومِ کمربند حیات... 402

10_2. زهره: نمونهای از سکونتپذیریِ بالقوه. 405

10_3. کمربند حیات و عوامل سکونتپذیری در سطح.. 413

10_4. آیندۀ حیات در زمین.. 419

فرایند علم در عمل:

10_5. گرمش زمین: علم، عواقب، و راهحلها 424

تمرین‌ها و مسائل.. 441

کمی ریاضیات 101: احتمال قرار داشتن در کمربند حیات 414

موضوع ویژه 101: پنج میلیارد سال یعنی چقدر؟ 423

بخش چهار

حیات در میان ستارگان

فصل11: سیارات فراخورشیدی: ماهیت و سکونت‌پذیریِ بالقوه 446

11_1. خورشیدهای دور. 447

11_2. کشف سیارات فراخورشیدی... 457

11_3. تعداد و ماهیت سیارات فراخورشیدی... 477

11_4. سکونتپذیریِ سیارات فراخورشیدی... 484

فرایند علم در عمل:

11_5. دستهبندی ستارگان.. 493

تمرین‌ها و مسائل.. 500

کمی ریاضیات 111: یافتن فاصله‌های مداریِ سیاره‌های فراخورشیدی 474

کمی ریاضیات 112: یافتن جرم سیاره‌های فراخورشیدی. 476

کمی ریاضیات 113: یافتن اندازۀ سیارات فراخورشیدی.. 477

موضوع ویژه 111: نام سیارات فراخورشیدی 485

فصل12: جستجوی هوش فرازمینی.. 506

12_1. رابطۀ دِریک.... 507

12_2. مسئلۀ هوشمندی... 512

12_3. در جستجوی هوش.... 517

فرایند علم در عمل:

12_4. بشقابپرندهها و بیگانگان در زمین.. 535

تمرین‌ها و مسائل.. 545

موضوع ویژه 121: فِرانک دِریک و معادلۀ وی 511

کمی ریاضیات 121: فاصلۀ بین جوامعِ درحال‌ارتباط 512

فصل13: سفر بین‌ستاره‌ای و ناسازنمای فِرمی.. 550

13_1. چالشِ سفر بینستارهای... 551

13_2. فضاپیمای مورد نیاز برای سفر بینستارهای... 557

13_3. ناسازنمای فِرمی.. 569

فرایند علم در عمل:

13_4. نظریۀ نسبیت خاص اینشتین.. 580

تمرین‌ها و مسائل.. 588

کمی ریاضیات 131: معادلۀ موشک 557

کمی ریاضیات 132: اتساع زمان. 564

سخن پایانی: تماس و پیامدهای آن برای جستجو و اکتشاف 594

س‌پ_1. آیا حیات در جای دیگر وجود دارد؟. 595

س‌پ_2. جستجوی حیات فرازمینی چگونه بر وضعیت انسان تأثیر میگذارد؟ 597

س‌پ_3. خودِ این جستجو چه فایده‌ای دارد؟. 600

تمرین‌ها و مسائل.. 602

پاسخ آزمون‌های سریع.......................................... 603

پیوست الف: اعداد کاربردی................................... 604

پیوست ب: فرمول‌های سودمند........................... 605

پیوست ج: برخی مهارت‌های ریاضی...................... 606

پیوست د: جدول تناوبیِ عناصر........................... 613

پیوست ه: داده‌های منظومه شمسی.................... 614

واژه‌نامه................................................................ 617

نمایه.. 633