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出版者:World Scientific Publishing Co Pte Ltd

作者:Venzo De Sabbata

出品人:

页数:350

译者:

出版时间:1986-4-1

价格:GBP 77.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9789971500498

丛书系列:

图书标签:

• 物理
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现代天体物理学：从基础到前沿的宇宙探索 本书将带领读者踏上一场深入宇宙奥秘的探索之旅，聚焦于当代天体物理学的核心概念、观测突破以及理论模型的前沿发展。本书旨在为具备一定物理学基础的读者提供一个全面而深入的视角，理解我们如何通过观测和理论工具来描绘和解析宇宙的宏大图景。 第一部分：宇宙的基石——电磁波与观测基础 天体物理学的发展离不开对宇宙中各种电磁辐射的精确捕捉和分析。本部分将详尽阐述电磁波谱在天体物理学中的关键作用。 1. 电磁辐射的谱系与信息编码： 我们将从普朗克定律、维恩位移定律和斯蒂芬-玻尔兹曼定律入手，系统回顾黑体辐射理论，这是理解恒星温度和光度的基础。随后，深入探讨电磁波谱的各个波段——从射电波、红外线到可见光、紫外线、X射线和伽马射线。每一个波段都对应着宇宙中不同物理条件下的过程。例如，低温的分子云如何通过射电谱线（如21厘米线）揭示星际介质的结构；高能X射线和伽马射线又如何揭示黑洞吸积盘和超新星遗迹中的极端物理现象。 2. 谱线分析：多普勒效应与元素丰度： 谱线分析是天体物理学的核心诊断工具。本章将详细解释辐射与物质相互作用的机制，包括吸收、发射和连续谱。重点阐述多普勒效应在确定天体运动速度（视向速度）上的应用，这直接导出了宇宙膨胀的观测证据（哈勃定律的建立）。此外，通过对谱线强度的精细分析，我们将探讨恒星和星系中轻元素到重元素的形成与分布，从而构建宇宙化学演化的图景。 3. 望远镜技术与数据处理： 现代天体物理的突破依赖于不断进步的观测技术。本部分会介绍地基和空间望远镜的关键设计原理，包括如何克服大气湍流（自适应光学）、如何实现高分辨率成像，以及如何设计对特定波段敏感的探测器（如CCD、光电倍增管）。同时，也将触及现代天体物理数据处理的挑战，包括背景扣除、图像去卷积以及大规模数据挖掘的方法论。 第二部分：恒星的生命周期——从诞生到死亡的物理过程 恒星是宇宙中最主要的能量源泉和物质重塑工厂。本部分将沿着恒星的生命轨迹，深入探讨驱动其演化的核物理过程和辐射传输机制。 1. 恒星的形成与前主序星： 恒星的诞生始于分子云的引力塌缩。本章将分析玻克-奥本海默-沃尔科夫（B-O-V）判据与金斯不稳定性，确定恒星形成的临界质量。随后，重点讨论原恒星阶段的能量来源（引力收缩），以及恒星如何通过赫罗图（H-R图）上的轨迹进入主序阶段。 2. 主序星的内部结构与能量传输： 主序星的寿命和性质由其核心的核聚变反应决定。我们将详细分析质子-质子链（p-p chain）和碳氮氧循环（CNO cycle）的反应速率，以及它们如何决定不同质量恒星的能量输出。随后，深入探讨恒星内部的能量传输机制：辐射压、对流和中微子输运。恒星结构方程（质量守恒、能量守恒、流体静力平衡、能量传输定律）的联立求解，构成了恒星演化模型的数学基础。 3. 恒星的终结与致密天体： 恒星的死亡方式取决于其初始质量。对于低质量恒星，我们将分析红巨星分支、渐近巨星分支的物理过程，以及最终抛射形成行星状星云和白矮星。白矮星的性质将通过钱德拉塞卡极限（Chandrasekhar Limit）来界定。对于大质量恒星，重点讨论铁核的形成、光致蜕变（photodisintegration）以及随后的核心塌缩过程，这将是超新星（特别是II型超新星）爆发机制的关键。 4. 中子星与黑洞的物理学： 核心塌缩的最终产物可能是中子星或黑洞。本章将深入研究中子星的物质状态——夸克简并压和强核力在超高密度下的作用，以及脉冲星现象的机制。对于黑洞，我们将概述史瓦西（Schwarzschild）和克尔（Kerr）度规，并探讨事件视界（Event Horizon）的概念，关注吸积盘的辐射特性，这是我们探测黑洞间接证据的主要途径。 第三部分：星系与宇宙学——大尺度的结构与演化 超越单个恒星的尺度，本部分关注恒星的聚集体——星系，以及整个宇宙的起源、演化和最终命运。 1. 星系的分类与动力学： 星系的形态学分类（椭圆星系、螺旋星系、不规则星系）与其演化历史密切相关。我们将分析星系团的结构和星系间的相互作用（如潮汐力和星系并合）。通过维里定理（Virial Theorem）在星系尺度上的应用，探讨星系质量的估计，这再次引出了对暗物质的间接需求。 2. 星系形成与演化模型： 现代宇宙学倾向于“自上而下”或“自下而上”的结构形成模型。本章将讨论冷暗物质（CDM）主导下的层级结构形成理论，即小尺度结构（矮星系）首先形成，并通过并合演化成更大的星系。我们将分析恒星形成历史（SFH）的重建方法，以及活动星系核（AGN）在星系反馈机制中的关键作用。 3. 宇宙学原理与弗里德曼方程： 宏观宇宙学的基石是建立在宇宙学原理之上的——即宇宙在大尺度上是均匀且各向同性的。基于此，本部分将详细推导爱因斯坦场方程在均匀、各向同性背景下的简化形式——弗里德曼方程（Friedmann Equations）。这些方程描述了宇宙尺度的膨胀因子$a(t)$随时间的变化，是现代宇宙学模型的动力学核心。 4. 宇宙的成分与命运： 通过对弗里德曼方程的分析，我们将探讨宇宙中主要成分（普通物质、暗物质、暗能量）的密度参数对宇宙演化的影响。重点分析宇宙微波背景辐射（CMB）的观测结果，它为我们提供了宇宙诞生后约38万年的快照，并允许我们精确测量物质密度的波动。最后，讨论当前宇宙学标准模型（Lambda-CDM）中暗能量的主导地位，以及对宇宙最终命运（大撕裂、大挤压或永恒膨胀）的探讨。 本书的特点在于，它将严谨的理论推导与最新的观测结果紧密结合，提供了一个贯穿微观物理（核反应）到宏观结构（宇宙网）的统一框架，力求展现当代天体物理学作为一门蓬勃发展的前沿科学的魅力与深度。

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读完《Introduction to Gravitation》，我感觉自己好像被打开了一扇通往宇宙深处的大门。《Introduction to Gravitation》的叙述风格非常吸引人，作者并没有一开始就抛出复杂的数学公式，而是从最基本的生活现象入手，比如物体为什么会从高处落下。他非常细腻地描绘了牛顿在思考这个问题时的思维过程，如何将地面上的苹果落地和天上的月球运动联系起来，最终提出了普适的万有引力定律。书中对引力定律的数学表达也进行了详细的解释，并且用了很多直观的例子来帮助理解，比如引力的大小与质量成正比，与距离的平方成反比。让我印象深刻的是，书中还用图示的方式，清晰地展示了不同质量和距离下的引力场分布，以及引力如何作用于其他物体。我特别喜欢书中关于引力如何塑造宇宙结构的章节，比如恒星的形成、行星轨道的维持，甚至包括了黑洞的形成和性质的初步介绍。这些内容让我对宇宙的宏大和神秘有了更深的体会。书中对爱因斯坦的广义相对论也进行了浅显的介绍，我之前一直觉得这个理论非常高深莫测，但这本书用一种非常易于理解的方式，解释了引力是如何被看作是时空弯曲的结果，以及这种弯曲如何影响了光线和物体的运动。这种将抽象概念具象化的能力，让我对科学家们的智慧充满了敬佩。这本书不仅仅是传授知识，更激发了我对宇宙探索的强烈兴趣，让我渴望了解更多关于引力的奥秘。

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《Introduction to Gravitation》不仅仅是一本关于物理学的书，更是一次对宇宙奥秘的深度探索。这本书的魅力在于其极其细腻和富有条理的叙述方式。作者从最基础的“为什么物体会落下”这个问题出发，引出了牛顿力学中最重要的概念——万有引力定律。我特别喜欢书中对牛顿如何将苹果落地和月球绕地运行联系起来的详细阐述，这不仅展示了科学家的敏锐洞察力，也让整个科学发现的过程变得生动而富有戏剧性。书中对引力定律的数学表达进行了非常清晰的解析，并配以大量的插图，直观地展示了引力如何随着距离的增加而减弱，以及质量如何影响引力的大小。让我印象深刻的是，书中还探讨了引力在宏观宇宙中的作用，比如星系的形成和演化，以及宇宙的膨胀。这些内容让我对宇宙的浩瀚与复杂有了更深的认识。此外，书中对广义相对论的介绍更是让我眼前一亮。作者用非常生动的比喻，例如将时空想象成一张有弹性的布，将巨大的质量比作放在布上的重球，以此来解释引力是如何导致时空弯曲的，这种讲解方式让我这个非专业人士也能大致理解这个深奥的理论。这本书让我对宇宙产生了前所未有的好奇心，也让我对物理学的严谨与美妙有了更深的体会。

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我一直认为“引力”是一个极其抽象的概念，直到我翻开了《Introduction to Gravitation》。这本书以一种非常亲切和引人入胜的方式，将引力这个我们既熟悉又陌生的概念展现得淋漓尽致。作者并没有一开始就堆砌复杂的公式，而是从最基本的日常现象出发，比如物体下落，然后逐步引导读者理解牛顿的万有引力定律。他非常生动地描绘了牛顿是如何通过观察月球的运动，将地面的引力原理推广到宇宙的。我特别喜欢书中关于引力如何塑造宇宙结构的部分，从恒星的诞生到星系的形成，引力无处不在，它如同宇宙中最伟大的雕塑家，塑造着宇宙的万千形态。书中对引力势能和引力场的概念也进行了深入浅出的讲解，通过各种贴切的类比，让我能够直观地理解这些抽象的物理概念。让我惊喜的是，书中还对广义相对论进行了非常详尽的介绍，作者用非常形象的语言，解释了时空弯曲的概念，以及引力如何被理解为时空的几何性质。读完这本书，我感觉自己对宇宙的理解又上了一个台阶，对引力这个 fundamental force 产生了更深的敬畏之情。

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《Introduction to Gravitation》这本书的价值在于它能够将一个看似遥不可及的物理概念，转化成一段引人入胜的探索故事。作者的叙述方式非常独特，他并没有直接给出定义和公式，而是从历史的维度，娓娓道来人类对引力的认识是如何一步步演进的。我非常欣赏他对于牛顿发现万有引力定律过程的细致描绘，那种严谨的逻辑和非凡的洞察力，通过文字淋漓尽致地展现出来。书中对引力定律的数学表达也进行了非常详尽的解释，并且提供了大量的图示来帮助读者理解，这对于我这样非物理专业出身的读者来说，无疑是一大福音。我特别喜欢书中关于引力在宇宙大尺度结构形成中的作用的章节，它让我深刻地认识到引力在塑造宇宙万象中的核心地位。让我备受启发的是，书中对广义相对论的初步介绍，作者用一种非常形象的比喻，例如将时空想象成一个多维度的织物，解释了引力如何成为时空弯曲的表现。这种将抽象的数学概念转化为具体视觉图像的能力，让我对物理学产生了全新的认识。这本书不仅仅是一本教材，更是一次激发我求知欲的奇妙旅程，让我对宇宙的奥秘充满了无限的向往。

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这本书的结构设计堪称巧妙，能够让初学者在不知不觉中深入理解引力这个宏大的主题。《Introduction to Gravitation》的开篇并没有直接进入艰深的理论，而是从我们最熟悉的日常现象入手，比如物体为何会下落。作者通过生动的语言和贴切的例子，描绘了古代人们对这一现象的困惑，以及牛顿如何以非凡的洞察力，将天空与地面上的现象统一起来。书中对牛顿万有引力定律的推导过程进行了细致的讲解，重点强调了其简洁性与普适性，让我惊叹于人类理性思维的力量。我特别喜欢书中对引力在天体运动中所扮演角色的描述，从月球绕地球的公转，到行星围绕太阳的运动，再到更宏大的星系尺度，引力无处不在，它如同宇宙中最伟大的建筑师，塑造着宇宙的壮丽图景。书中还巧妙地引入了引力势能的概念，虽然一开始觉得有些抽象，但作者通过一系列的图示和类比，让我逐渐理解了引力势能如何解释能量的守恒，以及为何物体在引力作用下会加速。更让我惊喜的是，书中在不失严谨性的前提下，对广义相对论的一些基本思想进行了前所未有的清晰阐述，比如时空弯曲的概念，以及引力如何被理解为时空的几何效应，这对于我理解爱因斯坦的革命性理论奠定了坚实的基础。这本书就像一位耐心的向导，带领我一步步攀登引力理论的高峰，每一次翻页都充满了发现的乐趣，让我对宇宙的运行规律有了更深刻的敬畏。

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这本书完全颠覆了我对“引力”的刻板印象。《Introduction to Gravitation》的写作风格非常具有感染力，它没有一开始就抛出晦涩的公式，而是从我们最熟悉的日常现象——物体下落——开始，一点点地引导读者进入引力这个奇妙的世界。作者以一种非常生动的笔触，描绘了牛顿如何从苹果落地联想到月球的轨道运动，并最终提出了伟大的万有引力定律。书中对引力定律的数学推导过程进行了详细的阐述，并且用了很多直观的例子来解释其物理意义，这让我能够轻松地理解引力如何随质量和距离的变化而变化。我尤其喜欢书中关于引力如何塑造宇宙结构的部分，从恒星的诞生到星系的形成，再到宇宙的膨胀，引力始终扮演着至关重要的角色。让我惊叹的是，书中还对广义相对论进行了非常清晰的介绍，作者用生动的比喻，比如将时空比作一张有弹性的薄膜，将天体比作放在薄膜上的球体，来解释引力是如何导致时空弯曲的。这种将抽象理论具象化的能力，让我对爱因斯坦的智慧有了更深的认识。这本书就像一位博学的向导，带领我一步步探索宇宙的奥秘，让我对物理学产生了前所未有的兴趣。

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《Introduction to Gravitation》是一本让我醍醐灌顶的书籍。它的叙述方式极其独特，从一开始就紧紧抓住了我的注意力。作者并没有采用传统的教科书模式，而是以一种故事化的方式，讲述了人类对引力认识的曲折历程。我非常喜欢他描绘牛顿如何从日常观察中获得灵感，并最终提出革命性的万有引力定律的过程。书中对引力定律的数学形式和物理意义都进行了非常详细的解释，并且用大量的图示来辅助理解，这对于我这样没有深厚物理背景的读者来说，是极其宝贵的。我印象最深刻的是，书中详细阐述了引力在宇宙宏观尺度上的作用，比如恒星和星系的形成，以及宇宙结构的演化。这些内容让我对宇宙的浩瀚与神奇有了更深的认识。更让我惊喜的是，书中对广义相对论的介绍，作者用非常通俗易懂的语言，解释了爱因斯坦的时空弯曲理论，以及引力如何被看作是时空几何性质的体现。这种将复杂理论转化为易于理解的概念的能力，让我对作者的专业素养和教学水平赞叹不已。这本书不仅仅是知识的传授，更是一次激发我探索宇宙奥秘的奇妙旅程。

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作为一名对宇宙充满好奇的普通读者，《Introduction to Gravitation》给我带来的体验远超预期。我一直以为引力只是一个物理学上的概念，直到读了这本书，才意识到它在我们生活中的重要性，以及它在宇宙形成和演化中的核心作用。作者以一种非常人性化的方式，将引力的发展历程娓娓道来。从古希腊哲学家们模糊的猜想，到开普勒对行星运动定律的精准描述，再到牛顿划时代的“万有引力”理论，整个过程被描绘得既有历史的厚重感，又不乏引人入胜的故事性。我尤其喜欢书中对牛顿如何从月球的轨道运动中推导出引力定律的讲解，仿佛亲眼见证了科学发现的火花。书中用大量精美的插图，清晰地展示了引力场线的概念，以及它如何影响物体的运动轨迹，这对于我理解引力的作用方式起到了至关重要的作用。让我印象深刻的是，书中还提到了引力在宇宙大尺度结构形成中的作用，比如星系团的形成和分布，以及宇宙背景辐射的微小波动如何与引力相互作用，最终孕育出我们今天所见的宇宙。虽然广义相对论部分的内容有些挑战性，但作者通过巧妙的比喻和清晰的逻辑，让我对“时空弯曲”这一核心概念有了初步的认识，这让我对宇宙的认知又上了一个台阶。这本书不仅仅是一次知识的灌输，更是一次思想的启迪，让我对科学的严谨性和创造力有了更深的理解和欣赏。

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这本《Introduction to Gravitation》真是打开了我认识宇宙的新视角！我一直对天文学和物理学充满好奇，但“引力”这个词，总让我感觉它既神秘又深奥，似乎是科学家们才能触及的领域。拿到这本书，我本以为会是一本晦涩难懂的教科书，但读下去才发现，作者用一种非常平易近人的方式，将引力这个复杂的主题娓娓道来。从牛顿的万有引力定律，到他如何通过观察苹果落地和月球绕地运行这两个看似不相关的现象，巧妙地将它们联系起来，建立起普适的引力法则，这个过程本身就充满了智慧的光芒。书中详细阐述了引力如何塑造了星系的形成，如何决定了行星的轨道，甚至如何影响了我们日常生活中所感受到的一切。让我印象深刻的是，作者并没有直接抛出复杂的数学公式，而是先从概念入手，一步步引导读者理解引力的本质。例如，他用类比的方式解释了质量如何产生引力场，这个场又如何作用于其他物体，这种循序渐进的讲解方式，让我这个物理学门外汉也能逐渐领悟其中的奥妙。书中还触及了一些引力在现代物理学中的应用，比如广义相对论的初步概念，虽然只是“引言”性质的介绍，但已经足以让我窥见引力理论更深层次的魅力，对黑洞、引力波这些令人着迷的天体现象产生了更浓厚的兴趣。总而言之，这本书不仅仅是一本关于引力的科普读物，更是一次激发我探索宇宙奥秘的启蒙之旅，让我对周围的世界有了全新的认识和思考。

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这本书是一次引人入胜的探索之旅。《Introduction to Gravitation》以一种非常独特的方式，将原本枯燥的物理概念变得生动有趣。作者的写作风格非常流畅，他并没有直接跳到公式，而是先用引人入胜的故事和类比来解释引力的基本原理。我尤其欣赏他对于牛顿发现万有引力定律过程的描写，仿佛置身于那个充满智慧闪光的时代，感受着科学探索的严谨与浪漫。书中对引力定律的推导和应用进行了深入浅出的讲解，让我能够清晰地理解引力是如何影响天体运动的，以及它在宇宙结构形成中所起到的关键作用。我记得书中有一段关于如何测量地球质量的描述，作者通过简单的实验原理和巧妙的计算，就能够得出地球的巨大质量，这让我惊叹于人类智慧的力量。书中还涉及了一些关于引力势能和引力场的概念，虽然一开始觉得有些抽象，但作者通过各种生动的例子，例如过山车和卫星的运行，让我逐渐理解了这些概念的实际意义。最让我兴奋的是，书中对广义相对论的初步介绍，特别是关于时空弯曲的观点，让我对引力有了全新的认识，打破了我对牛顿力学的固有印象。这本书就像一位经验丰富的向导，带领我穿越引力理论的层层迷雾，让我对宇宙的运行规律有了更深刻的理解和敬畏。

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