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出版者:高等教育出版社

作者:宋逢明

出品人:

页数:257

译者:

出版时间:2006-5

价格:23.50元

装帧:简裝本

isbn号码:9787040189735

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探寻宇宙的奥秘：天体物理学前沿进展 本书简介 本书旨在为对现代天体物理学有浓厚兴趣的读者提供一份详尽而深入的导览，涵盖了当前该领域最激动人心、最具颠覆性的研究方向和前沿进展。我们不会止步于经典理论的复述，而是将焦点集中于那些正在重塑我们宇宙观的新发现和待解难题。 第一部分：极端环境下的宇宙物质 第一章：中子星与脉冲星的“新生”与“死亡” 本章深入探讨了致密星体的极端物理性质。我们将分析最新观测到的关于中子星内部状态的约束，特别是通过对毫秒脉冲星引力波信号的分析，以期揭示超核物理学的奥秘——夸克物质的形成边界。重点关注了磁星（Magnetars）的磁场演化模型，以及它们的耀斑事件（SGR Flares）如何影响周围的星际介质。此外，我们将梳理当前对中子星合并事件（Kilonovae）的观测数据，特别是关于重元素（如金、铂）起源的最新光谱分析，论证这些事件在宇宙化学演化中的核心地位。 第二章：黑洞的视界与信息悖论的最新交锋 黑洞，作为时空曲率的终极体现，依然是理论物理学的核心战场。本章详述了事件视界望远镜（EHT）对M87和人马座A的最新成像进展，特别是对阴影边缘精确测量的意义。我们将详细阐述“防火墙假说”与“软毛理论”的最新发展，探讨它们如何试图调和量子力学与广义相对论在黑洞信息丢失问题上的矛盾。此外，书中还探讨了“引力波余晖”的概念，即来自黑洞并合的早期宇宙信号，及其对早期宇宙物质分布的探测潜力。 第二部分：宇宙学的宏大叙事与暗物质的探寻 第三章：暗能量的动态模型与宇宙加速膨胀的新证据 暗能量，占据宇宙总能量密度的约68%，其本质仍然是最大的谜团之一。本章将超越传统的宇宙学常数（Λ）模型，详细介绍“第五种力”模型，如Quintessence和K-essence，以及它们如何通过对宇宙微波背景（CMB）和大规模结构（LSS）观测的拟合得到检验。我们重点分析了最新的巡天项目（如DESI、Euclid）对重子声学振荡（BAO）的测量精度提升，这些精度如何帮助我们约束暗能量的动态演化参数$w(z)$。 第四章：暗物质的粒子谱与直接/间接探测的新前沿 本书对暗物质的探索采取多管齐下的策略。在粒子物理层面，我们详细介绍了超对称理论（SUSY）预测的WIMP（弱相互作用重粒子）的最新排除结果，并转向对更轻量级候选者，如轴子（Axions）的探测实验（如ADMX）。在天体物理层面，我们将审视暗物质晕（Dark Matter Halo）的结构模拟，以及如何利用伽马射线背景、特别是银河系中心（GC）的微弱信号来推断暗物质的湮灭或衰变截面。对宇宙早期暗物质冷却效应的数值模拟也被纳入讨论范围，以期解释星系形成初期的观测异常。 第三部分：系外行星的生命信号与宜居带的重新定义 第五章：下一代望远镜对系外行星大气的革命性分析 詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的观测已极大地拓宽了我们对系外行星多样性的理解。本章集中展示了JWST对“迷你海王星”和“超级地球”大气成分的最新光谱数据。我们详细剖析了对TRAPPIST-1系统行星的观测结果，特别是水蒸气、甲烷和二氧化碳的丰度测量，以及这些发现如何挑战了我们对行星形成模型的假设。 第六章：生物标记物（Biosignatures）的筛选与“技术标记物”（Technosignatures）的搜索 寻找地外生命是天体生物学的核心目标。本章深入探讨了新的、非传统生物标记物的理论预测，例如磷化氢（PH3）的争议性发现，以及如何区分真正的生物成因信号与地质或大气过程的假信号（False Positives）。更进一步，本书引入了对“技术标记物”的系统性搜索框架，包括寻找非自然的热力学非平衡态、大规模工程结构（如戴森球的迹象）的红外特征，以及对SETI（搜寻地外文明计划）数据的新型机器学习分析方法。 第四部分：早期宇宙的物理学与宇宙暴胀的终极检验 第七章：原初引力波的探测与暴胀理论的终结？ 宇宙暴胀理论是解释宇宙平坦性、视界问题的核心。本章的核心是寻找原初引力波对CMB偏振信号造成的“B模”信号。我们详细介绍了BICEP/Keck阵列、SPT-3G等实验的最新限制，并探讨了如“再加热”过程对后续结构形成的影响。书中也讨论了替代暴胀理论，如对偶性驱动的宇宙学模型（Ekpyrotic models），及其在低阶CMB特征上的预测差异。 第八章：第一批恒星（Population III）的形成与重金属的播撒 宇宙中的第一代恒星，完全由氢和氦构成，它们的形成和死亡是宇宙化学富集的起点。本章基于最新的星系形成模拟，推演了这些超大质量、短寿命恒星在暗物质晕中的冷却机制。重点在于探讨如何通过观测极其贫金属的矮星系（如J0023+0307）中特定元素的丰度比例，来间接“捕捉”到第三星族恒星爆炸的化学遗迹，从而揭示宇宙早期恒星形成的物理条件。 结语：未竟的征途 本书的最后部分将对未来十年天体物理学的发展方向进行展望，重点关注下一代巨型望远镜（如ELT、TMT）以及空间引力波探测器（如LISA）的潜力，勾勒出人类理解宇宙终极命运和自身在其中位置的宏伟蓝图。我们强调，科学的魅力恰恰在于那些尚未被解答的问题。

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