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出版者:

作者:张朱颖

出品人:

页数:45

译者:

出版时间:2003-2

价格:10.00元

装帧:

isbn号码:9787539312491

丛书系列:

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远古星尘的低语：宇宙起源与暗物质的奥秘 内容简介 本书带领读者踏上一场横跨时空的史诗级探索，追溯宇宙自太初之光以来的全部旅程。我们不关注人间的砖瓦与水流，而是将目光投向比任何人类文明都古老亿万倍的宏大叙事——从奇点中迸发出的第一个瞬间，到如今星系团宏伟的结构。 第一部：寂静中的萌芽——宇宙的黎明 在时空的起点，一切都是未知的。本书首先深入探讨了现代宇宙学中最具颠覆性的理论：大爆炸模型。我们不会停留于教科书式的定义，而是细致剖析了普朗克时期（Planck Epoch）的物理学极端状态。想象一下，在$10^{-43}$秒这个我们几乎无法想象的时间尺度内，引力、强核力、弱核力以及电磁力是如何交织在一起，形成一个无法用现有理论完全描述的“万有理论”的雏形。 随后，我们将进入一个关键的转折点——暴胀理论（Inflation Theory）。这一理论如何解释了宇宙的均匀性（视界问题）和扁平性（平坦性问题）？我们考察了暴胀场（Inflaton Field）的性质，以及它如何以超光速的扩张速率，将微小的量子涨落放大成了日后形成星系的原初密度扰动。读者将通过详细的数学模型和类比，理解暴胀如何为我们今天所见宇宙的“骨架”播下了种子。 紧接着，本书详细描绘了夸克-胶子等离子体（Quark-Gluon Plasma）的“冷却”过程。粒子物理学的盛宴在此展开：夸克和胶子如何禁闭（Confinement）形成质子和中子？电磁力和弱核力如何分离？我们追溯了早期宇宙中物质与反物质的微小不对称性（Baryogenesis），正是这种微不足道的差异，决定了我们今天所处的这个由物质构成的世界。 第二部：光明的觉醒与宇宙的“黑暗时代” 宇宙冷却到约38万年时，迎来了其历史上的一个里程碑事件：复合（Recombination）。在这一阶段，电子终于有足够的能量被原子核捕获，形成第一个稳定的中性氢原子。这一瞬间的意义非凡，因为它使得光子第一次能够在物质中自由穿行，这束“第一道光”至今仍以微波的形式回荡在宇宙的每一个角落——这就是我们今天观测到的宇宙微波背景辐射（CMB）。本书将用大量篇幅，解析CMB温度图谱上那些微小的各向异性（Anisotropies），并阐释这些“涟漪”如何成为我们验证早期宇宙模型的终极证据。 然而，复合之后并非光明。接踵而至的是宇宙历史上最漫长的“黑暗时代”（Dark Ages）。在这一时期，宇宙中充满了中性氢原子和暗物质的引力势阱，但还没有恒星发光。我们审视了在这一漫长岁月中，暗物质是如何发挥其主导作用，引导普通物质聚集。黑暗时代并非一片虚无，而是结构形成的孕育期。 本书深入探讨了第一代恒星——星族III恒星（Population III Stars）的诞生机制。这些“元祖恒星”质量巨大，寿命短暂，它们通过核聚变合成的第一个重元素，最终以超新星爆发的方式，将生命所需的“砖块”撒播到宇宙空间中，宣告了黑暗时代的终结。 第三部：暗物质的幽灵与宇宙的结构 本书的核心部分将聚焦于我们看不见、摸不着，但却占据了宇宙物质总量约85%的神秘组分：暗物质（Dark Matter）。我们首先梳理了支持暗物质存在的全部间接证据：从星系的旋转曲线（Rotation Curves）的平坦性，到星系团的引力透镜效应（Gravitational Lensing），再到宇宙大尺度结构形成的模拟需求。 我们不会止步于“存在”，而是深入探讨了“它是什么”。本书系统梳理了当前主流的候选粒子模型，包括弱相互作用重粒子（WIMPs）、轴子（Axions）以及更奇异的理论构想。我们详尽分析了地面和太空探测实验（如直接探测实验的灵敏度限制，以及间接探测中对湮灭信号的搜寻）的最新进展与局限性。读者将了解到，暗物质不仅是理论的需要，更是我们理解引力如何塑造宇宙网格状结构（Cosmic Web）的关键所在。 第四部：宇宙的宏伟图景与终极命运 在本书的最后部分，我们将目光投向最大的尺度——宇宙的大尺度结构。我们分析了星系团、超星系团和宇宙空洞（Voids）是如何在暗物质晕（Dark Matter Halos）的驱动下，构建出我们所观测到的三维网状结构。我们探讨了模拟宇宙学（Cosmological Simulations），如Millennium Run和Illustris TNG，如何通过精确计算暗物质和重子物质的协同演化，重现了观测到的宇宙形态。 最后，我们将触及宇宙学的终极问题：暗能量（Dark Energy）及其对宇宙膨胀加速的影响。通过对Ia型超新星观测数据的解读，我们确认了宇宙膨胀正在加速。本书将对比“大撕裂”、“热寂”和“大挤压”等几种可能的宇宙终极命运，并分析暗能量模型（如宇宙学常数 $Lambda$）如何影响这些结局的概率。 读者定位： 本书面向对基础物理学、天文学及现代宇宙学有浓厚兴趣的读者。它假设读者具备高中水平的数学和科学素养，但通过详尽的解释和丰富的类比，力求将最前沿的理论物理概念，以清晰、富有启发性的方式呈现出来，避免晦涩的专业术语堆砌，专注于概念的物理意义和历史发展脉络。 本书承诺： 全书不涉及任何关于人类居住环境、室内美学、功能布局或具体材料选择的讨论。焦点始终锁定在宇宙的物理学、时间尺度和基础结构上，旨在提供一个关于我们所处宇宙“硬件”和“起源”的全面、深刻的认知框架。

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