Theoretical Astrophysics

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出版者:Cambridge University Press
作者:T. Padmanabhan
出品人:
页数:596
译者:
出版时间:2001-04-23
价格:USD 75.00
装帧:Paperback
isbn号码:9780521566315
丛书系列:
图书标签:
  • Astrophysics
  • 天体物理学
  • 理论物理
  • 天文学
  • 宇宙学
  • 恒星物理
  • 星系
  • 黑洞
  • 引力
  • 辐射
  • 等离子体物理
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具体描述

This second volume of a comprehensive three-volume work on theoretical astrophysics deals with stellar physics. After reviewing the key observational results and nomenclature used in stellar astronomy, the book develops a solid understanding of central concepts including stellar structure and evolution, the physics of stellar remnants, pulsars, binary stars, the sun and planetary systems, interstellar medium and globular clusters. Throughout, the reader's comprehension is developed and tested with more than seventy-five exercises. This indispensable volume will allow graduate students to master the material sufficiently to read and engage in research with heightened understanding. It can be used alone or in conjunction with Volume 1, which covers a wide range of astrophysical processes, and the forthcoming Volume 3, on galaxies and cosmology.

宇宙的奥秘:从粒子到结构的宏大叙事 本书将带领读者踏上一场穿越宇宙的非凡旅程,探索支配着宇宙从最小尺度到最宏伟结构的物理定律。我们并非聚焦于特定理论体系的详细推演,而是着眼于理论天体物理学所描绘的壮丽图景,理解天体现象背后的基本原理,以及我们如何通过观测和理论相结合来揭示宇宙的真相。 我们将从构成宇宙的基石——基本粒子及其相互作用开始。了解夸克、轻子、玻色子等粒子的性质,以及强力、弱力、电磁力、引力这四种基本力如何在宇宙演化的不同阶段发挥作用,是理解一切物理过程的前提。例如,在宇宙的早期,极端的高温高压环境使得粒子的相互作用异常活跃,而引力的微弱却在宏观尺度上塑造了星系和星系团的形成。 接着,我们将深入恒星的内部,探寻它们为何能够发光发热,并且为何拥有如此多样的性质。从构成恒星的主要燃料——氢和氦,到核聚变反应的各种途径,如质子-质子链反应和碳氮氧循环,我们将理解恒星的能量来源。进一步,我们将探讨恒星的生命周期,从年轻的主序星,到经历红巨星、白矮星、中子星,乃至超新星爆发的壮丽终结。每一种演化路径都受到恒星质量、化学成分以及能量传输机制等多种因素的制约。例如,恒星的质量决定了其核心温度和密度,进而影响核聚变的速率和生命时长。恒星死亡时释放出的物质,如重元素,又会播撒到星际空间,成为下一代恒星和行星形成的原材料。 穿梭于星系之间,我们将审视恒星的集合体——星系的形成与演化。了解星系是如何从宇宙早期微小的密度涨落中逐步增长,如何通过引力坍缩形成盘状、椭圆状等不同形态。我们将探讨星系内部的物理过程,例如恒星形成区中致密气体云的坍缩,以及黑洞在星系演化中的角色,特别是超大质量黑洞对宿主星系核区活动的影响。我们还会认识到星系碰撞与合并如何重塑星系的结构和性质,并将新的恒星和重元素注入其中。 宇宙的宏大结构,从星系团到超星系团,再到宇宙网,它们的形成机制是理论天体物理学的另一个重要研究领域。我们将理解暗物质在其中扮演的关键角色,它虽然不发光,却提供了塑造宇宙大尺度结构所需的额外引力。我们将探讨宇宙学模型,例如 Lambda-CDM 模型,如何解释我们观测到的宇宙结构,以及宇宙膨胀的历史。理解宇宙微波背景辐射的细微温度起伏,正是这些早期密度涨落的遗迹,为我们提供了关于宇宙年龄、成分以及演化历史的宝贵信息。 此外,本书还会触及一些前沿而引人入胜的领域。例如,引力波的探测为我们提供了一种全新的观测宇宙的方式,使我们能够直接“聆听”黑洞和中子星合并等剧烈事件。我们将了解引力波的产生机制,以及它们如何携带关于致密天体的信息。对中子星的研究,也让我们有机会检验极端密度和强磁场下的物质性质,挑战我们对物理定律的理解。 本书旨在为读者提供一个坚实的理论框架,理解那些驱动宇宙运行的基本原理,以及天文学家如何通过精妙的观测和严谨的理论分析,一步步揭开宇宙的神秘面纱。它不是一本堆砌公式的书,而是一次对宇宙壮丽图景的描绘,一次对人类求知精神的颂扬。通过本书,你将更深刻地理解我们在浩瀚宇宙中的位置,以及我们探索未知的好奇心所能抵达的边界。

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读后感

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用户评价

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我发现这本书最让我惊喜的地方,在于它对历史脉络的梳理和对不同学派观点的平衡性处理。作者并没有将某些理论奉为圭臬,而是非常公正地回顾了它们是如何一步步发展和完善的。比如,在恒星结构和演化理论的章节中,从早期对恒星能量来源的猜测,到钱德拉塞卡极限的建立,再到后来的核合成模型,每一步的理论突破都配有当时科学界的争论背景。这种“情境化”的教学方法,使得抽象的物理定律背后有了鲜活的人类探索史。我感觉自己不是在背诵公式,而是在重温科学史上的伟大时刻。此外,作者在对比不同国家和学派对同一问题的不同解读时,展现了极高的学术素养和客观性,避免了任何带有偏见的陈述。这种对科学发展史的尊重和细致描摹,极大地丰富了这本书的内涵,让读者在学习“是什么”的同时,也理解了“为什么会是这样”。它教会我的,不仅仅是知识本身,更是一种严谨的科学求索精神。

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我的天呐,这本书的排版和插图简直是一场视觉盛宴!我必须承认,我最初被它那精美的全彩图谱吸引了。那些关于星系演化、超新星爆发和脉冲星图像的展示,其清晰度和艺术性都达到了令人惊叹的程度。通常这类专业书籍要么是枯燥的黑白文字堆砌,要么就是插图质量粗糙,但这本完全打破了常规。作者在解释那些艰涩的辐射机制和等离子体动力学时,配上的图表和流程图都经过了精心设计,复杂的概念被分解成了易于理解的视觉模块。我特别留意了关于引力波探测原理的那一章,作者不仅提供了详尽的干涉仪工作原理图解,还用动态模拟的描述文字,让人仿佛亲眼见证了时空涟漪被捕捉的瞬间。这种注重“体验感”的写作方式,极大地降低了阅读门槛,让原本令人生畏的理论变得触手可及。这本书的设计哲学似乎是:知识的深度不应以牺牲读者的阅读愉悦感为代价。对于视觉学习者来说,这本书无疑是教科书级别的典范之作。

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这本书简直是为那些对宇宙奥秘充满好奇心的人准备的终极指南。从它厚重的装帧和沉稳的封面设计就能感受到其中蕴含的深厚学问。我花了整整一个周末才大致翻阅完前三分之一的内容,感觉自己像是在攀登一座知识的珠穆朗玛峰。作者的叙事风格非常老练,他没有急于抛出那些复杂的数学公式,而是先用生动翔实的例子将读者带入到宏大的宇宙背景中。比如,他对黑洞视界形成过程的描述,简直可以媲美最精彩的科幻小说,但其背后却是严谨的物理学推导。我尤其欣赏其中对早期宇宙暴胀理论的梳理,作者巧妙地将几种主流观点并列阐述,清晰地指出了各自的优势和目前存在的观测难题,这让一个非专业人士也能大致把握住前沿研究的脉络。阅读这本书的过程,更像是一次与宇宙最顶尖思想家的深度对话,它不断挑战你已有的认知框架,迫使你重新审视我们所处的时空维度。如果你期待的不仅仅是教科书式的知识罗列,而是对天体物理学精髓的深度剖析和哲学思考,那么这本书绝对不会让你失望,它提供的知识深度和广度,是市场上大多数同类书籍难以企及的。

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这本书在“未来展望”部分的处理上,可以说是做到了兼具前瞻性与警示性。许多天体物理学的书籍往往在介绍完现有知识后就戛然而止,但这本则用相当大的篇幅探讨了当前尚未解决的重大难题,并指出了未来十年内最有希望取得突破的方向。作者大胆预测了对系外行星大气光谱分析技术的最新应用前景,以及对宇宙学常数谜团的几种潜在新解法。令人印象深刻的是,他对目前观测数据限制的坦诚剖析,没有过度夸大科学进展的速度,而是脚踏实地地指出了实验物理和数据处理的瓶颈所在。这种务实而又充满激情的笔调,让人读完后不是感到满足,而是被一种强烈的“下一步该做什么”的冲动所驱动。这本书仿佛为你打开了一扇通往前沿研究的大门,让你窥见那些尚未被证明的科学猜想和正在进行的激烈辩论。它成功地将阅读体验从“学习已知”转化为了“参与未知”,这种对未来科学的引导作用,是这本书最宝贵的价值之一。

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说实话,这本书的深度非常惊人,但对于初学者来说,可能需要一些耐心和背景知识的支撑。我个人背景偏向于理论物理的入门阶段,在阅读到关于广义相对论和量子场论在宇宙学中应用的章节时,感觉压力陡增。作者在处理这些前沿交叉领域时,毫不留情地使用了大量的数学符号和专业术语,完全没有“稀释”内容的倾向。这既是它的优点——保证了理论的严谨性,但也可能是它的一个“门槛”。例如,在讨论暗物质的候选粒子模型时,作者对WIMP、轴子等概念的讨论非常深入,需要读者对粒子物理学有相当的了解才能跟上其推导思路。然而,如果你能够克服最初的障碍,这本书提供的回报是巨大的。它不像那些只停留在现象描述的科普读物,而是真正深入到了驱动宇宙运转的核心机制。我更愿意把它看作是一本高级研讨班的讲义合集,而不是一本轻松的睡前读物。对于有志于在天体物理领域深耕的人来说,这本就是一本值得反复研读的“字典”。

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