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出版者:Elsevier Science Health Science div

作者:Smith, Margaret E./ Morton, Dion G.

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2001-6

价格:$ 56.44

装帧:Pap

isbn号码:9780443062452

丛书系列:

图书标签:

• 消化系统
• 人体
• 健康
• 医学
• 生物学
• 解剖学
• 生理学
• 营养学
• 肠道
• 消化

探索宇宙的浩瀚：一本关于现代天体物理学的导论 书名：宇宙的交响：从量子泡沫到星系团的现代天体物理学 作者：[此处留空，供实际作者署名] 装帧：精装，附有全彩高清星图与模拟图像 页数：约 750 页 --- 内容简介： 《宇宙的交响：从量子泡沫到星系团的现代天体物理学》并非一本关于生命内部运作的简单指南，它将带领读者进行一次宏大而深刻的宇宙之旅。本书聚焦于当代天体物理学的最前沿发现、核心理论框架以及那些尚未解开的终极谜团，内容完全围绕着宇宙的结构、演化、物质构成及其基本物理定律展开。 本书的结构设计旨在引导初学者逐步深入，同时为专业人士提供深入的理论回顾与最新进展的综述。它摒弃了对生物学或化学过程的任何探讨，专注于引力、电磁力、强核力与弱核力在极端宇宙环境下的表现。 第一部分：宇宙学的基石与标准模型 本部分奠定了理解现代天体物理学的理论基础。我们首先回顾爱因斯坦的广义相对论，将其视为描述时空几何与物质分布的根本工具。详细阐述了黎曼几何在描述弯曲时空中的应用，特别是洛伦兹流形的概念。 随后，我们深入探讨了标准宇宙学模型——ΛCDM（Lambda-Cold Dark Matter）。这部分将详细解析弗里德曼方程（Friedmann equations）的推导及其在描述宇宙膨胀历史中的作用。重点分析了关键的宇宙学参数，如哈勃常数、物质密度参数 ($Omega_m$)、暗能量密度参数 ($Omega_Lambda$) 以及物质的物质-辐射密度比。 一个核心章节专门献给了宇宙微波背景辐射（CMB）。我们将剖析 CMB 的各项异向性（各向异性）的物理起源，讨论萨克斯-沃尔夫效应（Sachs-Wolfe effect）和由早期宇宙密度扰动产生的温度涨落。通过分析这些观测数据，读者将理解暴胀理论（Inflationary Theory）如何解决了视界问题和磁单极子问题，以及暴胀如何播下了今日宇宙结构的“种子”。 第二部分：恒星的诞生、生命与死亡 本部分将目光聚焦于宇宙中的基本发光体——恒星。我们从分子云的引力坍缩开始，详细分析了拜耳-冯·卡门（Bok Globules）的形成过程。在恒星形成过程中，关键的物理机制如湍流、磁场与角动量的有效传递被置于核心位置进行讨论。 恒星内部的能量产生机制是本书的重点。我们将从质子-质子链反应（p-p chain）到 CNO 循环，详尽描绘不同质量恒星内部的核聚变路径。对恒星结构方程（包括流体静力平衡方程、能量传输方程等）的求解，将使读者理解恒星内部的辐射区、对流区以及不同类型恒星（如红巨星、蓝矮星）的演化路径。 恒星的终极命运被划分为两个主要分支：低质量恒星的白矮星阶段，以及大质量恒星经历的超新星爆发。对 Ia 型和 II 型超新星的物理机制、能谱及重元素（如铁以上的元素）的核合成过程（r-过程和 s-过程）进行了严谨的阐述。对于超新星遗迹，我们考察了激波在星际介质中的传播与能量释放。 第三部分：极端物理环境与奇异天体 本章探索那些挑战我们对物质与时空理解的极端天体对象。 黑洞物理： 我们将从史瓦西半径的概念入手，深入探讨克尔（Kerr）黑洞的结构，包括事件视界、奇点与能层（ergosphere）。霍金辐射理论的量子场论基础将被详细介绍，并讨论信息悖论（Information Paradox）的当前研究进展。关于吸积盘的物理模型，特别是盘的辐射机制（如薄盘与厚盘模型，Shakura-Sunyaev 理论），也将被细致分析。 中子星与脉冲星： 中子星内部的物质状态是核物理学的极端考验。本书将讨论夸克物质、超流性以及中子星的方程状态（Equation of State, EOE）的构建难题。对脉冲星的电磁辐射机制（如磁场偶极辐射、抛射区模型）进行了全面的考察，并讨论了双星系统中的脉冲星质量测量方法。 引力波天文学： 引力波作为时空涟漪的直接探测，是近十年的重大突破。我们详细分析了 LIGO/Virgo 探测到的事件（如双黑洞并合 GW150914），阐述了末期旋进-并合-环绕（Inspiral-Merger-Ringdown, IMRI）的波形理论模型，并探讨了引力波如何作为研究极端相对论性系统的探针。 第四部分：宇宙的宏观结构与暗物质之谜 最后一部分将视线拉回到宇宙的大尺度结构。我们将探讨星系是如何从早期宇宙的密度涨落中“生长”出来的。这涉及到冷暗物质的引力作用，以及星系团和超星系团的形成与演化。 本书专门设置了关于暗物质性质的深度讨论。从对星系旋转曲线的观测证据出发，我们梳理了验证暗物质存在的多种间接和直接实验方法。我们探讨了主流的唯象候选体（如 WIMPs、轴子）的理论模型，并回顾了地下直接探测实验（如 XENONnT）和间接探测（如中微子观测）的最新局限性。我们也会简要回顾修正牛顿动力学（MOND）等替代性理论的论点，但核心仍是当前粒子物理学与宇宙学对冷暗物质的强力偏好。 最后，本书以对暗能量性质的探讨收尾，强调了宇宙加速膨胀对未来宇宙学测量的深远影响，并展望了詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）和未来的大型巡天项目（如 LSST）在揭示宇宙演化历史中的关键角色。 总结： 《宇宙的交响》是一部旨在为读者构建一个全面、严谨且与时俱进的现代天体物理学图景的著作。它是一座连接基础理论（广义相对论与粒子物理学）与前沿观测（引力波、深空成像）的坚实桥梁，旨在激发读者对宇宙最深层奥秘的探索热情。本书内容涵盖了从亚原子尺度的夸克物质到最大尺度的宇宙网的全部物理现象。

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