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出版者:电子科技大学出版社

作者:张明友 张扬

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-06-01

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787810659055

丛书系列:

图书标签:

• 随机过程
• 信号处理
• 随机信号
• 通信原理
• 概率论
• 数学物理
• 系统分析
• 滤波理论
• 信息论
• 统计信号处理

好的，这是一份不包含《随机信号分析》内容的、详细的图书简介，字数约1500字。 --- 《星辰的低语：宇宙学前沿探索与时空结构解析》 内容提要 《星辰的低语：宇宙学前沿探索与时空结构解析》是一部面向对宇宙奥秘抱有深厚兴趣的读者、天体物理学学生、以及专业研究人员的综合性著作。本书深入探讨了现代宇宙学最前沿的理论模型、观测证据以及尚未解决的重大谜团。全书以严谨的科学视角为基础，辅以清晰直观的阐释，力求搭建起从宏观宇宙演化到微观时空本质的知识桥梁。 本书的核心在于系统梳理了标准宇宙学模型（Lambda-CDM）的建立、检验与局限性，并细致分析了暗物质与暗能量的性质及其在宇宙结构形成中的关键作用。同时，我们并未止步于现有认知，而是将重点引向了暴胀理论的深入验证、引力波天文学带来的全新观测窗口、多重宇宙的理论框架，以及量子引力的探索方向。 本书的叙事结构如同一次史诗般的宇宙旅程，从宇宙大爆炸的最初瞬间开始，逐步扩展到星系团的形成、宇宙网的结构，最终触及了时空本身的极限——黑洞视界和宇宙的终极命运。我们致力于提供一个既具深度又富于启发性的阅读体验，让读者能够站在当代科学的最前沿，感受人类认知边界的拓展与挑战。 --- 第一部分：宇宙的奠基——从哈勃到标准模型 本部分为理解当代宇宙学奠定了坚实的基础，详细回顾了20世纪最重要的几次物理学革命及其对宇宙图景的重塑。 第一章：旧日星空与新世纪的曙光 本章追溯了伽利略望远镜开启的观测时代，重点阐述了赫尔曼·闵可夫斯基对狭义相对论时空观的几何化描述。随后，章节聚焦于爱因斯坦的广义相对论，详细解析了场方程的基本形式及其在描述宏大引力场中的不可替代性。我们将运用比喻和图解来清晰展示时空弯曲的物理图像，而非仅仅停留在数学公式的展示。 第二章：宇宙膨胀的铁证 本章深入探讨了哈勃-勒梅特定律的发现过程及其意义，解释了红移现象的物理本质——并非多普勒效应，而是空间本身的膨胀。我们详细分析了宇宙微波背景辐射（CMB）的理论预言、COBE、WMAP和Planck等卫星的观测成果，将CMB的温度涨落图谱视为宇宙“婴儿期的快照”，并解释了其各项异性如何携带了关于早期宇宙密度波动的关键信息。 第三章：标准宇宙学模型的构建（Lambda-CDM） 本章将Lambda-CDM模型分解为其核心组成部分：冷暗物质（Cold Dark Matter, CDM）和宇宙学常数（Lambda, $Lambda$）。我们详细讨论了平坦宇宙的几何条件，以及物质密度参数（$Omega_m$）、暗能量密度参数（$Omega_Lambda$）和哈勃常数（$H_0$）之间的精确平衡关系。此外，本章还将初步探讨模型成功解释的现象，如大尺度结构的形成时间线。 --- 第二部分：隐形的主宰——暗物质与暗能量的探秘 现代宇宙学已证实，我们日常可见的普通物质仅占宇宙总质能的不到5%。本部分将专题解析占据绝大多数份额的两种神秘成分。 第四章：暗物质的引力足迹 本章聚焦于暗物质存在的观测证据链。我们将系统分析星系旋转曲线、星系团的维里里定理、引力透镜效应（强透镜与弱透镜）以及子弹星系团的碰撞，如何共同指向“缺失的质量”。随后，本章转向对暗物质粒子本质的推测，从WIMPs、轴子到惰性中微子，介绍当前地下和太空探测实验的原理和面临的挑战。 第五章：驱动加速膨胀的暗能量 暗能量是宇宙学中最令人费解的谜题之一。本章首先阐述了超新星（Ia型）观测如何揭示宇宙膨胀正在加速的历史转折点。我们将深入分析宇宙学常数的物理图像及其与真空能量的理论矛盾（真空灾难）。此外，本章也将介绍替代性的动态暗能量模型，如昆图（Quintessence）场，探讨其演化行为对未来宇宙命运的影响。 第六章：宇宙结构形成的模拟与现实 本章将物理定律与计算机模拟相结合，展示暗物质晕如何作为“骨架”引导普通物质聚集形成星系和星系团。我们详细解析N体模拟（N-body Simulation）的技术，并对比模拟结果与观测到的宇宙网结构，探讨小尺度结构的不一致性（如“矮星系过剩问题”），以及这些问题对CDM模型的修正要求。 --- 第三部分：时空几何的极限与前沿挑战 本部分将视角转向宇宙最极端的环境，探讨现有物理理论的失效之处，并展望通向更深层次理解的道路。 第七章：量子宇宙的黎明——暴胀理论的精细检验 暴胀理论（Inflation）是解决早期宇宙均匀性和平坦性问题的关键。本章不仅阐述了暴胀的动力学机制，更侧重于其可观测的“遗迹”——原初引力波的张量模（Tensor Modes）。我们将详细解释B模式偏振信号的意义，以及寻找这一信号对于确认暴胀模型，尤其是特定的势能函数（Potential）的决定性作用。 第八章：引力波天文学：时空涟漪的时代 引力波的直接探测（LIGO/Virgo/KAGRA）开辟了全新的电磁波以外的观测窗口。本章聚焦于黑洞并合与中子星并合产生的时空几何扰动，解析了波形模板的构建与参数提取技术。我们将讨论引力波如何被用来测量哈勃常数（独立于宇宙学标尺），以及未来LISA等空间探测器对超大质量黑洞并合事件的潜力。 第九章：引力与量子的交汇点：黑洞信息悖论与虫洞 本章进入理论物理学的“无人区”。我们探讨了霍金辐射如何引入了著名的黑洞信息悖论，并梳理了从火墙（Firewall）到软毛（Soft Hair）等试图解决该悖论的最新思路。此外，我们还将介绍基于广义相对论的爱因斯坦-罗森桥（虫洞）概念，讨论其在理论上穿越时空的潜力，以及所需奇异物质的性质。 第十章：时空的终结与多重可能性 本书的收尾部分探讨了宇宙的宏大未来和终极哲学问题。我们将分析在不同暗能量模型下宇宙可能的结局：大撕裂（Big Rip）、大冻结（Big Freeze）或大坍缩（Big Crunch）。最后，本章引出弦理论、圈量子引力等候选理论，探讨它们试图在普朗克尺度上统一引力和量子力学的努力，并简要讨论景观理论（Landscape）和多重宇宙（Multiverse）的概率性解释，以期激发读者对未解之谜的持续探索精神。 --- 致读者 本书旨在提供一幅当代宇宙学的全景图，它建立在严格的物理定律之上，但其内容却充满了对未知领域的敬畏与好奇。我们深信，宇宙的秘密并非被隐藏，而是等待着更精密的工具和更富有想象力的思维去揭示。希望读者在合上本书时，不仅收获了知识，更能感受到我们置身于这个宏大而迷人宇宙中的奇妙地位。

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