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出版者:2003-6

作者:易勤

出品人:

页数:283

译者:

出版时间:2004-8

价格:28.00元

装帧:

isbn号码:9787307039476

丛书系列:

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现代天文学导论：从行星到宇宙的探索 作者： 张伟，李芳 出版社： 科学探索出版社 字数： 约 480,000 字 页数： 约 850 页 装帧： 精装，全彩印刷 目标读者： 本科及研究生非专业学生、天文爱好者、对宇宙奥秘充满好奇的普通读者 --- 内容概述 《现代天文学导论：从行星到宇宙的探索》是一部系统、深入且极富启发性的综合性教材与科普读物。本书旨在为读者构建一个完整、清晰的现代天文学知识框架，带领读者从太阳系内部的岩石行星和气态巨行星开始，逐步迈向恒星的诞生与演化、银河系的结构，直至我们所处的宇宙大尺度结构、暗物质、暗能量以及宇宙学的最新前沿。 本书的编写立足于近二十年的天文观测新数据和理论突破，尤其强调了詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）、盖亚任务（Gaia）以及引力波探测（LIGO/Virgo）等重大项目对天文学产生的革命性影响。 第一部分：我们所在的宇宙邻居——太阳系行星学 本部分聚焦于我们赖以生存的太阳系，从太阳系的形成模型出发，详细阐述了八大行星的物理特征、地质历史及其内部结构。 第一章：太阳系的起源与结构 1.1 太阳星云假说的新进展： 探讨太阳系如何从分子云坍缩形成，重点介绍“固态雪线”对行星形成物质构成的决定性影响。 1.2 行星动力学基础： 介绍轨道力学原理，解释开普勒定律在太阳系中的应用，以及轨道共振在小行星带和柯伊伯带结构形成中的作用。 1.3 太阳：恒星的典范： 深入讲解太阳的内部结构、核聚变过程（质子-质子链反应），以及太阳活动周期（黑子、耀斑和日冕物质抛射）对地球环境的影响。 第二章：岩石行星与类地天体 2.1 水星与金星的极端环境： 分析水星的潮汐锁定和奇特的轨道共振；重点剖析金星失控的温室效应及其地质活动迹象。 2.2 地球：生命与构造的家园： 结合地球物理学，探讨板块构造、磁场起源和地质时间尺度。详细介绍地球大气的演化历史。 2.3 火星的过去与未来： 综述火星探测任务（毅力号、天问一号）的发现，重点关注液态水存在的证据、大气稀薄化的原因以及未来载人探索的技术挑战。 第三章：巨行星与冰巨星的世界 3.1 木星和土星的内部动力学： 阐述巨行星的大气层结构、湍流与带状气流的形成机制。深入讨论液态金属氢层、内部热动力学和强大的磁场。 3.2 冰巨星：天王星和海王星的冷酷面貌： 介绍甲烷吸收光谱对颜色的影响，探讨它们可能存在的“冰幔”和高压冰的特殊物态。 3.3 卫星系统：小型行星的集合体： 详细分析木卫二（欧罗巴）的冰下海洋、土卫六（泰坦）的甲烷循环和土卫二（恩克拉多斯）的羽流喷发，这些卫星被视为太阳系内寻找地外生命的关键目标。 第四章：太阳系边疆 4.1 小行星带与特洛伊群： 分类介绍C型、S型和M型小行星的成分差异，以及巴斯塔（Pallas）家族等特殊群体的研究进展。 4.2 柯伊伯带与奥尔特云： 区分短周期彗星与长周期彗星的起源地，探讨冥王星及其卫星卡戎的复杂双星系统。 4.3 太阳风与日球层： 介绍旅行者号探测器穿越日球层边界的里程碑意义，以及太阳风如何塑造行星磁层。 --- 第二部分：恒星的生命史诗 本部分是天体物理学的核心，从恒星的诞生到死亡，揭示了宇宙中能量和重元素的主要来源。 第五章：恒星的诞生与早期演化 5.1 分子云的引力坍缩： 讲解恒星形成区（如猎户座大星云）的物理条件，从原始恒星到金牛座T星阶段的演化路径。 5.2 原恒星与赫罗图（HR图）： 详细解读主序星的能量产生机制（碳氮氧循环与质子-质子链），如何利用HR图确定恒星的年龄、质量和演化状态。 5.3 褐矮星：失败的恒星： 定义褐矮星，探讨其内部的氘聚变，以及如何利用光谱特征区分它们与低质量恒星。 第六章：主序星的稳态与遗留 6.1 恒星大气与谱线分析： 介绍不同温度和引力下恒星光谱的特征（如吸收线、发射线），及其在确定恒星表面化学成分中的应用。 6.2 恒星磁场与星风： 讨论恒星如何通过磁场驱动物质抛射（星风），这对星际介质和行星系统的影响。 6.3 恒星团的动力学： 分析疏散星团和球状星团的形成与解散过程，利用星团模型推算宇宙的年龄。 第七章：恒星的壮丽死亡 7.1 红巨星与渐近巨星分支（AGB）： 解释氦闪现象和热脉冲，以及AGB星如何向宇宙抛洒碳和氮。 7.2 白矮星与行星状星云： 介绍钱德拉塞卡极限，白矮星的冷却曲线，以及它们如何形成美丽但短暂的行星状星云。 7.3 超新星爆发的物理学： 详细区分I型（热力学驱动）和II型（核心坍缩）超新星，重点讲解铁核的瞬间塌缩和中微子辐射的巨大能量。 7.4 中子星与脉冲星： 探讨极端密度下的物质状态，脉冲星的自转、磁场和辐射机制，以及引力波源的初步介绍。 --- 第三部分：银河系与星系形态学 本部分将视角拉远，考察恒星如何组织成更大尺度的结构——星系。 第八章：银河系的结构与运动 8.1 我们的家园：银河系的组成： 描述银盘、核球和晕的物理特性。重点讲解盖亚任务如何精确绘制了数亿颗恒星的三维速度和位置。 8.2 银河系的旋转曲线与暗物质证据： 分析不同半径处的恒星和气体云的轨道速度，展示外部区域速度不衰减的现象，及其对不可见物质（暗物质）存在的强有力证明。 8.3 银心与超大质量黑洞： 介绍S2星等近轨道恒星对人马座A质量的精确测量，以及黑洞的吸积盘辐射。 第九章：星系分类与形态 9.1 哈勃序列的现代修正： 详细介绍椭圆星系（E）、旋涡星系（S/SB）和不规则星系（Irr）的特征，以及盘面稳定性理论。 9.2 星系演化的驱动力： 探讨星系并合、气体冷却与恒星形成效率之间的复杂反馈机制。 9.3 活跃星系核（AGN）与类星体： 阐释从射电星系到类星体的连续谱，以及中心黑洞吸积流在星系尺度能量输出中的作用。 第十章：星系团与星系群 10.1 本星系群与室女座超星系团： 描述我们所在的局部宇宙环境，介绍仙女座星系（M31）的未来命运。 10.2 星系团的物理学： 讲解星系团内高温气体（ICM）的X射线辐射，以及引力透镜效应在测量星系团质量中的关键作用。 10.3 星系间的介质（IGM）： 讨论星系间稀薄气体在宇宙结构形成中的物质存储。 --- 第四部分：宇宙学与前沿探索 本书的最后部分将视野推向整个可观测宇宙，介绍现代宇宙学的核心理论和未解之谜。 第十一章：广义相对论与宇宙学原理 11.1 场方程简介： 简要介绍爱因斯坦场方程的几何意义，以及它如何描述时空弯曲。 11.2 弗里德曼方程： 从宇宙学原理出发，推导出描述宇宙膨胀动力学的核心方程组。 11.3 宇宙的演化阶段： 详细分析宇宙从暴胀、辐射主导、物质主导到暗能量主导的各个时期。 第十二章：大爆炸的遗迹与证据 12.1 宇宙微波背景辐射（CMB）： 详细解析CMB的偶极异向性、各向同性以及微小温度涨落的物理起源（声学峰）。 12.2 元素丰度与太初核合成： 计算宇宙早期氦、氘、锂的产生比例，作为大爆炸模型最关键的定量证据之一。 12.3 宇宙的膨胀率： 介绍哈勃常数的测量方法（造父变星、Ia型超新星），以及“哈勃张力”带来的新挑战。 第十三章：暗物质与暗能量的谜团 13.1 暗物质的候选者与间接证据： 总结对弱相互作用重粒子（WIMPs）和轴子的搜寻进展，以及星系团内质量弥补。 13.2 暗能量的本质： 探讨宇宙加速膨胀的发现，介绍宇宙学常数（Λ）与改进的引力理论（如Quintessence）的竞争。 13.3 引力波天文学的黎明： 介绍LIGO和Virgo对双黑洞并合事件的探测，展示时空涟漪如何成为研究极端天体和宇宙学的新窗口。 第十四章：极端物理与未来展望 14.1 黑洞的边界与信息悖论： 深入探讨事件视界、霍金辐射以及信息守恒的理论困境。 14.2 系外行星的发现与宜居性： 综述开普勒和TESS任务的发现，讨论系外行星大气光谱分析技术（透射光谱法），以及寻找“第二地球”的标准。 14.3 宇宙的终极命运： 比较“大撕裂”、“大冻结”和“大坍缩”三种可能的结局，并结合当前的暗能量参数评估概率。 --- 本书特色 1. 跨学科整合： 本书紧密结合了天体物理学、粒子物理学、地球科学和高等数学工具，避免了纯理论的空泛，强调观测数据与理论模型的结合。 2. 视觉化学习： 全书配备大量由NASA、ESA及地面望远镜提供的最新高清图像和数据可视化图表，帮助读者直观理解复杂的空间结构和物理过程。 3. 计算与分析： 每章末尾设有“深度思考题”和“数据挑战”环节，鼓励学生利用实际天文数据（如Sloan数字巡天数据）进行基础的定量分析，培养独立科研思维。 4. 前沿聚焦： 针对最新的突破（如JWST对早期星系的观测、多信使天文学的兴起）设置了专题栏目，确保内容的时效性与启发性。 《现代天文学导论》不仅仅是一本教科书，它更是一张通往浩瀚宇宙的地图，邀请每一位读者亲自踏上这场横跨数十亿光年和亿万年岁月的求知之旅。

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