Integrable Systems in Celestial Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Birkhäuser

作者:Diarmuid Ó'Mathúna

出品人:

页数:234

译者:

出版时间:2008-8-12

价格:USD 169.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780817640965

丛书系列:

图书标签:

• Celestial Mechanics
• Integrable Systems
• Hamiltonian Systems
• Dynamical Systems
• Nonlinear Dynamics
• Mathematical Physics
• Classical Mechanics
• Perturbation Theory
• KAM Theory
• Space Dynamics

好的，以下是针对您提供的书名《Integrable Systems in Celestial Mechanics》之外，编写的一份详细的图书简介，字数约1500字。 --- 现代天体物理学：宇宙演化的动力学基础 书籍信息： 书名： 现代天体物理学：宇宙演化的动力学基础 (Modern Astrophysics: Dynamical Foundations of Cosmic Evolution) 作者： [虚构作者姓名，例如：艾伦·麦克唐纳] 出版社： [虚构出版社名称，例如：宇宙科学出版社] 内容简介： 《现代天体物理学：宇宙演化的动力学基础》是一部全面深入的教科书与参考著作，旨在为读者提供理解宇宙尺度上物质分布、运动和演化所需的经典力学、电磁学和热力学的核心原理。本书聚焦于天体物理学的动力学基石，系统地阐述了从单个恒星系统到星系团乃至宇宙大尺度结构的形成和演化过程。 本书的叙事结构旨在建立一个坚实的理论框架，首先从牛顿引力理论的精确形式出发，过渡到广义相对论在弱场近似下的应用，为处理星际和星系尺度的问题奠定基础。我们深刻认识到，天体物理学的核心挑战在于处理大量粒子的集体行为及其在引力场中的长期稳定性。因此，本书投入了大量篇幅来探讨玻尔兹曼方程的建立与求解，这是理解星系碰撞、恒星动力学和星系晕结构的关键工具。我们详细分析了涨落（collisionality）的物理机制，探讨了“撞击参数”（impact parameter）对系统演化的决定性影响，并引入了梅林变换等数学工具来处理非线性动力学问题。 第一部分：基础框架与微扰理论 本书的第一部分奠定了现代天体物理学的理论基石。我们从经典的牛顿N体问题出发，超越了简单的二体解，深入研究了系统能量和角动量守恒的更一般形式。 随后，我们将重心转向相对论性引力。在天体物理学背景下，光线在星系晕中的弯曲、引力时间延迟效应以及对脉冲星双星系统的观测，都需要更精细的描述。本书采用后牛顿近似（Post-Newtonian Formalism, PPN），详细推导了从牛顿极限到一阶、二阶修正项的演化方程，这对于精确预测水星近日点进动和未来引力波探测中的双星旋进至关重要。 第二部分：星系动力学：玻尔兹曼方程与分布函数 动力学是理解星系结构的“生命线”。本书的第二部分是全书的理论核心。我们详细构建了玻尔兹曼方程（或称福克-普朗克方程在某些情况下的近似形式），该方程描述了相空间中粒子数密度随时间的变化，它本质上是统计力学在引力场中的应用。 我们首先推导了碰撞项（Collision Term）的建立，这是理解星系弛豫（relaxation）过程的关键。随后，我们探讨了等温球模型（Isothermal Sphere）和密度梯度定律（Density Profile Laws），如南波-杰恩斯（Janssen-Jeans）公式，并将其应用于理解球状星团的稳定性和核坍缩现象。本书特别强调了能量均分（Virial Theorem）在确定星系总质量和暗物质晕尺度方面的应用。我们详细分析了不同类型的恒星分布——从球形到扁平的盘状结构——如何影响系统的稳定性与演化路径。 第三部分：星系形成与结构演化 在掌握了基本动力学工具后，第三部分将视角放大至星系团和宇宙网。我们探讨了引力不稳定（Gravitational Instability）在物质坍缩中的作用。从线性扰动理论出发，我们推导了增长因子，解释了初始微小的密度起伏如何通过引力反馈被放大，最终形成我们今天观测到的星系和星系团。 本书深入探讨了暗物质晕的作用。通过子结构形成理论（Substructure Formation Theory），我们模拟了小尺度结构如何合并形成更大的晕。我们详细分析了星系合并动力学：从双星系到多星系系统的并合过程，包括潮汐尾的形成、星系形态的改变，以及对恒星形成率的影响。 此外，本书还涵盖了星系团的动力学平衡。我们利用维里定理来估算星系团的总质量，并讨论了星系团内部的浸没效应（Ram Pressure Stripping），这一过程如何剥离星系的气体成分，从而影响其星系演化路径。 第四部分：特殊系统的动力学案例 最后，本书通过几个关键的、具有前沿性的案例来巩固和展示所学理论： 1. 吸积盘动力学： 详细分析了围绕黑洞和中子星的吸积盘中角动量传输的机制，强调了磁场对粘滞性和能谱的影响。 2. 活跃星系核（AGN）反馈： 探讨了超大质量黑洞喷流和风如何向周围环境注入能量，并影响星系和星系团尺度的气体冷却。 3. 潮汐瓦解过程： 阐述了恒星或小型星系在巨大引力势场中被拉伸和瓦解的精确动力学描述，以及由此产生的流浪恒星群体（stellar streams）。 《现代天体物理学：宇宙演化的动力学基础》的优势在于其对动力学工具的深度和广度，避免了对复杂且高度专业化的特定模型（如完全可积系统或特定拓扑结构的动力学）的过度侧重，而是将精力集中在最能解释观测现象的通用统计力学和经典场论框架上。本书旨在为研究生和高级本科生提供一个坚不可摧的理论工具箱，以应对未来天文学中日益复杂的动力学挑战。 ---

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