Gravitational Waves

Gravitational Waves pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Oxford Univ Pr
作者:Maggiore, Michele
出品人:
页数:576
译者:
出版时间:2007-11
价格:$ 111.87
装帧:HRD
isbn号码:9780198570745
丛书系列:
图书标签:
  • 第二阶段
  • 物理
  • 天文
  • 【教材】
  • GWs
  • GW
  • Astro
  • 引力波
  • 天体物理学
  • 广义相对论
  • 宇宙学
  • 黑洞
  • 中子星
  • 探测器
  • LIGO
  • Virgo
  • KAGRA
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具体描述

The aim of this book is to become a major reference text for gravitational-wave physics, covering in detail both the experimental and the theoretical aspects. It is the only existing book on gravitational waves to date, and it will likely remain unique for its broadness and scope. It brings the reader to the forefront of present-day research, both theoretical and experimental, assuming no previous knowledge of gravitational-wave physics. Part I of Volume 1 is devoted to the theory of gravitational waves. Here we have re-derived - in a coherent way - most of the results that we present, clarifying or streamlining existing derivations. Part II of Volume 1 is devoted to a description of experimental gravitational-wave physics. We discuss in great detail existing and planned experiments, as well as data analysis techniques.

《宇宙的涟漪:探索引力波的奥秘》 在宇宙的浩瀚画卷中,隐藏着无数令人惊叹的现象。恒星的生死、黑洞的吞噬、星系的碰撞,这些宏大的宇宙事件,如同巨石投入平静的湖面,激起层层涟漪,将能量以引力波的形式向外传播。然而,这些宇宙中最剧烈事件所产生的“涟漪”,却如此微弱,以至于在地球上,它们需要最精密、最灵敏的仪器才能被捕捉到。 《宇宙的涟漪:探索引力波的奥秘》这本书,将带您踏上一段穿越时空的旅程,去探寻那些肉眼看不见的宇宙回响——引力波。它并非直接讲述引力波本身的物理属性,而是聚焦于科学家们如何从无到有,一步步揭示这一宇宙信使的真实面貌,以及这些微弱的信号背后所蕴含的无限信息。 第一章:宇宙的耳语——引力波的理论基石 本书的开篇,我们将回到上个世纪初,跟随阿尔伯特·爱因斯坦的智慧足迹,深入理解广义相对论。爱因斯坦大胆地预言,质量的加速运动会扰动时空的结构,如同水中的波纹一样,以光速向外传播,这就是引力波。这一革命性的思想,在当时是如此超前,以至于在很长一段时间内,引力波的存在仅仅停留在理论层面。我们会详细阐述广义相对论中的张量计算、度规张量以及时空曲率等概念,并非以数学公式堆砌,而是通过生动的比喻和清晰的逻辑,让读者领略理论的优雅与深刻。想象一下,时空不再是静止的背景,而是一个充满弹性的“织物”,任何物质的扰动都会让它产生形变,而引力波,正是这种形变的传播。我们会深入探讨引力波的性质,例如它们与电磁波的不同,它们几乎不与物质发生相互作用的特点,这使得它们能够穿越宇宙尘埃和气体,携带着来自宇宙最古老、最遥远事件的信息,成为我们窥探宇宙黑暗角落的唯一窗口。 第二章:寂静的战场——引力波探测的漫漫征途 引力波的理论预言,只是第一步。要证明其存在,就需要能够探测到它们。然而,引力波的探测任务,堪称人类科学史上最艰巨的挑战之一。引力波在经过地球时,对尺度的微小扰动,可能比原子核还要小。想象一下,我们要测量一个比头发丝直径还要小百万分之一的距离变化,而且还要排除掉来自地球自身的各种噪声,例如地震、交通、甚至空气的流动。本书将详细介绍科学家们为了克服这些困难所付出的不懈努力。从早期的、规模相对较小的干涉仪,到如今世界上最大的引力波天文台——激光干涉引力波天文台(LIGO)和处女座干涉仪(Virgo),我们将回顾这些探测器设计的演变过程,以及其中蕴含的精妙工程技术。我们会重点介绍激光干涉仪的工作原理,如何通过激光束在两条长臂中的路径长度微小变化,来捕捉引力波的信号。这不仅仅是技术的胜利,更是人类智慧和毅力的结晶。我们将描绘那些在寂静的探测器旁,夜以继日工作的科学家们,他们是如何在数据中寻找那微弱的信号,如同大海捞针。 第三章:天籁之音——首批引力波事件的揭秘 2015年9月14日,一个具有划时代意义的时刻到来了。LIGO探测到了第一个确切的引力波信号,编号GW150914。这一发现,不仅证实了爱因斯坦百年前的预言,更开启了引力波天文学的新纪元。本书将深入剖析这一历史性的事件。我们将模拟信号的产生过程,例如两个黑洞的并合,它们如何相互绕转、加速,最终融合成一个更大的黑洞。这个过程所释放的巨大能量,产生了强烈的引力波,并被LIGO捕捉到。我们会详细介绍信号的特征,例如其频率的升高和振幅的增强,宛如一段来自宇宙深处的“啁啾”声。更重要的是,我们将探讨这一事件所揭示的宇宙奥秘:我们第一次直接“听”到了黑洞的“歌唱”。通过分析GW150914的信号,科学家们推断出两个黑洞的质量,以及它们并合后形成的黑洞的质量,这与之前的猜测不谋而合,却又提供了前所未有的直接证据。我们将带您走进科学家们的研究团队,感受他们发现时刻的激动与喜悦,以及数据分析过程中的严谨与细致。 第四章:群星的奏鸣曲——引力波天文学的新视野 GW150914的成功只是引力波天文学征程的开端。随着探测技术的不断进步,更多的引力波事件被陆续探测到,每一次的发现都为我们揭示了宇宙的崭新面貌。本书将继续探索后续的引力波探测成果,例如双中子星并合事件(GW170817)。这次事件的意义更为非凡,因为它是首次同时被引力波和电磁波观测到的事件。这意味着,我们不仅“听”到了宇宙的“声音”,还能“看”到它的“影像”。我们将分析双中子星并合的物理过程,例如它们如何碰撞、释放出巨大的能量,并产生金、铂等重元素的合成。这一发现,直接证实了“宇宙工厂”的理论,即宇宙中的大部分重元素,并非诞生于恒星内部,而是源于中子星的剧烈碰撞。本书还会介绍其他类型的引力波源,例如超新星爆发、甚至是理论上可能存在的宇宙早期暴胀产生的引力波。我们将探讨引力波天文学如何与其他天文学观测手段结合,例如光学望远镜、射电望远镜等,形成多信使天文学,为我们提供更全面、更深入的宇宙认知。 第五章:未竟的探索——引力波的未来与宇宙的边界 引力波天文学是一门年轻而充满活力的科学。未来的发展,将更加令人期待。本书将展望引力波探测技术的未来发展方向,例如第三代引力波探测器,例如爱因斯坦望远镜(Einstein Telescope)和宇宙探索者(Cosmic Explorer)。这些新一代的探测器,将拥有更高的灵敏度和更宽的探测频段,能够探测到更遥远、更微弱的引力波事件,甚至可能捕捉到宇宙大爆炸的“余音”。我们还将探讨,引力波研究可能带来的理论突破。例如,引力波是否能够帮助我们理解暗物质、暗能量的本质?是否能够为检验更普适的引力理论提供依据?甚至,引力波是否能为我们打开通往宇宙其他维度的大门?引力波,就像一把解锁宇宙终极奥秘的钥匙,而我们正站在探索的起点。本书将引导读者思考,引力波天文学的未来,将如何改变我们对宇宙的理解,如何帮助我们回答那些关于宇宙起源、演化和命运的最根本的问题。 《宇宙的涟漪:探索引力波的奥秘》并非一本枯燥的物理学教科书,它更像是一部引人入胜的科学史诗,一部关于人类好奇心、智慧与毅力的赞歌。它将带您领略物理学理论的深邃,工程技术的精湛,以及科学发现的激动人心。通过本书,您将不仅仅是了解引力波,更是能够感受到,人类是如何一步步挑战极限,去倾听宇宙最深处的声音,去揭示那些隐藏在时间和空间深处的宏大叙事。这是一次对宇宙本身的探索,也是一次对人类探索精神的致敬。

作者简介

Prof. Michele Maggiore

Department of Theoretical Physics, the University of Geneva Born in 1963, Michele Maggiore has graduated from University of Pisa in 1986 and has got his Ph.D. from Scuola Normale Superiore in Pisa, in 1989. After postdoctoral positions in Bern and at the University of Minnesota he became a researcher at INFN in Pisa in 1991. Since 2001 he is Professeur Ordinaire (Professor) at the Dept. of Theoretical Physics, University of Geneva.

His research interests cover a broad range of subjects, including quantum field theory, quantum gravity, cosmology, string theory, and the study of gravitational waves of astrophysical or cosmological origin. He is also involved in experimental efforts for gravitational wave detection.

目录信息

读后感

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用户评价

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天哪,这本书简直是宇宙级的体验!我最近读完了一本关于探索宇宙深处奥秘的书,名叫《星际漂流记》。这本书的作者以一种令人屏息的方式,将我们带入了一场跨越光年的旅程。他们不仅仅是在描述那些遥远的星系和奇特的行星,更是在探讨人类在浩瀚宇宙中的渺小与伟大。书中的文字充满了诗意和哲学思辨,让我感觉自己仿佛真的脱离了地球的引力,在冰冷的太空中漂浮,凝视着那些诞生与消亡的恒星。作者对复杂概念的解释清晰而又引人入胜,即便是对天体物理学不甚了解的读者,也能在字里行间感受到宇宙的壮丽与神秘。我尤其喜欢其中关于“暗物质”和“暗能量”的章节,作者没有给出确凿的答案,而是引导我们进行深入的思考,激发了我们对未知领域的好奇心。读完之后,我常常会仰望星空,心中充满了敬畏,那种感觉是任何纪录片都无法给予的震撼。这本书无疑是献给所有对宇宙怀有终极好奇心的探索者的赞歌,它让人重新审视我们所处的位置,并对未来充满无限的遐想。

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我最近沉迷于一本小说,名叫《失落的图书馆员》。说实话,最初是被它那带着一丝哥特式神秘感的封面所吸引,但真正读进去之后,才发现这不仅仅是一个寻宝故事。故事围绕着一个传说中隐藏了所有被遗忘知识的地下图书馆展开。作者的笔触极其细腻,他将场景描绘得栩栩如生,那种尘封的羊皮纸气味、潮湿石墙上的苔藓痕迹,都仿佛能透过文字直达鼻腔。更引人入胜的是人物塑造,主人公那种对知识近乎偏执的渴望,以及他所面临的道德困境,让整个故事充满了张力。这本书的核心似乎在探讨“知识的边界”——哪些知识应该被保存,哪些又该被销毁?它巧妙地融入了许多现实中晦涩难懂的符号学和古代密码学的元素,但作者处理得非常高明,即便你一窍不通,也能感受到解密过程中的那种肾上腺素飙升的快感。总的来说,它是一部融合了悬疑、历史和存在主义思考的杰作,读完后让人久久不能释怀那些被埋藏的秘密。

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这本名为《时间的迷宫》的书,实在是一部结构精巧、思维敏捷的力作。它并非传统意义上的历史著作,而更像是一部关于人类社会演变中关键“时间节点”的剖析。作者采取了一种非线性的叙事手法,将文艺复兴、工业革命、信息时代的爆发点像散落的珍珠一样串联起来,探讨了这些节点如何彻底重塑了我们的时间观念和生活节奏。我发现自己仿佛被卷入了一场宏大的时空辩论中,每一次翻页都伴随着心智上的跳跃。作者的文笔犀利而又不失幽默,尤其是在批判现代社会对“效率”的过度崇拜时,那种入木三分的洞察力让人拍案叫绝。这本书的伟大之处在于,它迫使你思考:我们真的在掌控时间,还是被时间推着走?书中的案例分析非常扎实,从古代计时工具的演变到现代“即时通讯”对人类耐心的消磨,每一个论点都有力地支撑着核心论点。对于那些对社会学、哲学以及现代生活节奏感到困惑的人来说,这本书无疑是一剂强效的清醒剂,它让你慢下来,重新校准自己与“时间”的关系。

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读完《数字生命的黎明》后,我的世界观被彻底颠覆了。这本书大胆地探讨了人工智能(AI)达到奇点后可能出现的社会形态,但它并非那种充斥着机器人叛乱的俗套科幻。作者的视角非常冷静且具有前瞻性,他聚焦于“意识上传”和“数字永生”的技术伦理困境。书中的论证逻辑严密到令人头皮发麻,每一个技术推演都建立在扎实的计算机科学和神经科学基础上。我印象最深的是关于“身份连续性”的讨论:一个被完美复制到云端的“你”,是否还是原来的“你”?如果旧的肉体消亡了,新的数字实体拥有了你的所有记忆,那么人类的“灵魂”究竟是代码,还是某种更玄妙的东西?作者没有给出简单的答案,而是通过一系列极其真实的模拟场景,让我们直面这些未来将要爆发的哲学危机。阅读过程就像是进行一场高强度的脑力激荡,它要求你不断跳出舒适区,去思考生命、存在和人性的终极定义。对于任何对未来科技发展方向感到好奇的人来说,这都是一本不容错过的“预言式”著作。

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我最近看了一本关于“城市生态学”的非虚构作品,书名叫《水泥丛林下的脉动》。这本书彻底改变了我对身边环境的看法。它没有宏大的理论推导,而是将焦点放在了我们日常通勤路上那些被忽视的生命体——从屋顶上的苔藓到地铁隧道中生存的特殊细菌群落。作者的观察力令人叹服,他用一种近乎生物学家的严谨态度,去记录和分析现代城市作为一个复杂生态系统的运作机制。他展示了城市规划的每一个微小决策,是如何对生物多样性产生巨大影响的。比如,书中详细描述了不同类型的路面材料如何影响地下水渗透和昆虫栖息地,这种细节的捕捉让我开始以全新的眼光审视我居住的街道。阅读这本书的过程,感觉就像是获得了一副“生态透视眼镜”,让你看到钢铁和玻璃背后隐藏的生命网络。它的文字平实却充满力量,没有指责或说教,只是客观地呈现了人类活动与自然世界之间微妙而脆弱的平衡。强烈推荐给所有希望与自己所处环境建立更深层次联系的人,它让你重新意识到,即使在最喧嚣的都市,生命依然以各种不可思议的方式坚持着它的“脉动”。

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