Planets to Cosmology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Stefano Casertano

出品人:

页数:216

译者:

出版时间:2006-04-24

价格:USD 158.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521847582

丛书系列:

图书标签:

• 天文学
• 行星
• 宇宙学
• 天体物理学
• 科学
• 教育
• 非虚构
• 太空
• 观测
• 宇宙

好的，这是一本关于行星地质学、恒星演化以及宇宙学基础概念的深度探索读物，书名为《星辰的轨迹与宇宙的边界》。 --- 《星辰的轨迹与宇宙的边界》 导言：我们身处的宇宙舞台 我们生活的宇宙是一个由引力、时间和物质交织而成的宏伟剧场。从脚下这颗生机勃勃的蓝色行星，到遥远星系团中闪烁的光芒，万物都遵循着一套精密的物理法则。本书旨在为读者构建一幅跨越尺度和时间的宇宙画卷，深入探讨行星系统的形成与演化、恒星的生命周期及其对物质循环的贡献，并最终将目光投向整个宇宙的起源、结构与终极命运。我们不满足于表面的知识，而是试图揭示驱动这些现象背后的深层机制。 第一部分：行星地质学的精妙构造 第一章：行星的诞生与早期分化 行星的形成是一个充满暴力与秩序的漫长过程。本书首先追溯太阳系形成之初的原始星云盘。我们将详细剖析吸积理论（Accretion Theory）如何解释微小尘埃如何聚集形成星子，进而碰撞、合并，最终形成我们今天所见的岩石行星与气态巨行星。重点将放在行星内部的热力学演化上，包括放射性衰变、重力收缩以及铁镍核的形成过程。行星的分异作用——地幔、地核与地壳的层状结构是如何在熔融状态下建立起来的？本书将利用地球、火星和系外岩石行星的数据模型，阐释不同质量和轨道位置的行星所展现出的独特分化路径。 第二章：构造活动的动力学 板块构造是塑造行星表面的主要驱动力之一。然而，板块活动并非宇宙中行星的“标配”。我们将对比地球的活跃板块构造与月球、金星的停滞地壳。深入探讨驱动板块运动的深层机制：地幔对流的模式、热柱的涌现以及俯冲带的形成条件。书中将详细分析岩石圈的力学性质、地幔岩石的流变学特性，以及这些因素如何影响火山喷发、地震活动和大陆漂移。对于类地系外行星而言，判断其是否具备维持地质活动以促进生命宜居性的关键指标，也将是本章的讨论重点。 第三章：大气、水与宜居性 行星的大气是其与外层空间相互作用的界面，也是生命存在的先决条件。我们不仅研究地球大气的演化历史，更将探讨其他行星（如火星稀薄的大气层和木星的深厚氢氦层）的大气逃逸机制，例如光蒸发（Photodissociation）和热逃逸。水的角色至关重要，本书将分析彗星与小行星撞击在早期向内行星输送水资源的可能性，并探讨液态水存在的稳定条件（即“宜居带”的精确定义）。我们将审视各种因素——如磁场保护、温室气体效应以及轨道共振——如何共同决定一个行星最终是成为水世界、沙漠行星还是冰冻星球。 第二部分：恒星的生命周期与元素铸造厂 第四章：恒星的诞生与主序阶段 恒星，宇宙中的能量核心，其生命始于分子云的引力坍缩。本书将详尽描述从原始星云向原恒星的转化过程，强调角动量守恒和磁场在决定初始星盘质量和恒星质量上的作用。随后，我们将进入恒星演化最漫长的阶段——主序星阶段。重点在于核聚变反应的物理基础，特别是质子-质子链（P-P Chain）和CNO循环的效率差异，以及质量如何决定恒星的有效温度、光度和寿命。通过对不同金属丰度恒星的观测对比，我们揭示恒星种群的统计学特征。 第五章：巨星的膨胀与外壳抛射 当核心的氢燃料耗尽，恒星的命运便急转直下。本书将细致描绘大质量恒星和低质量恒星（如太阳）走向红巨星分支的不同路径。我们将深入分析氦闪的物理过程，以及碳、氧聚变（三阿尔法过程）的临界条件。对于质量足够大的恒星，本书将讨论其在核心内层构建“洋葱层”结构，直至形成铁核的不可逆过程。随后，我们将讨论行星状星云的形成，即低质量恒星如何通过缓慢的气体流将外层物质抛射到星际介质中，为下一代恒星的形成提供重元素。 第六章：超新星、中子星与黑洞的终局 恒星演化的高潮是超新星爆发。我们将区分II型（核心塌缩）和Ia型（热核爆炸）超新星的触发机制。对II型超新星的模拟将聚焦于中微子对冲击波的重新加热作用，以及由此产生的中子星的内部结构——探索夸克物质的极限状态。对于质量更大的残骸，本书将转向广义相对论的范畴，详细阐述史瓦西半径的概念，以及黑洞形成过程中时空弯曲的物理图像。这些剧烈的死亡事件是宇宙中除大爆炸之外最有效的重元素工厂，确保了碳、氧、硅乃至铁元素在银河系中的广泛分布。 第三部分：宇宙的结构与终极命运 第七章：星系：物质的岛屿宇宙 恒星并非孤立存在，它们聚集在星系这一宏伟的结构中。本书将从哈勃的观测奠基开始，系统介绍星系的分类学（螺旋、椭圆、不规则），并探讨星系形成的层次模型，即从小尺度的不均匀性演化为巨大的星系团和超星系团。我们将讨论暗物质的作用，它作为宇宙中质量的主导成分，如何通过其引力势阱引导普通物质的聚集。此外，活动星系核（AGN）和超大质量黑洞在星系演化反馈环中的角色，也将被放在重要位置进行分析。 第八章：宇宙学：大爆炸与暴胀的证据 我们将视角提升至宇宙的整体尺度，探讨现代宇宙学建立在两大支柱之上：宇宙膨胀的证据（哈勃定律与红移）和宇宙微波背景辐射（CMB）。本书将详细阐述CMB的起源，即从复合时期（Recombination Epoch）发出的光子如何被宇宙膨胀拉伸至微波波段，并分析其温度的微小波动（各向异性）所蕴含的早期宇宙信息，例如密度扰动和声学振荡。我们还将探讨暴胀理论（Inflation Theory）如何解决了视界问题和平坦性问题，并预测了特定的原初引力波特征。 第九章：暗能量与宇宙的未来 当代宇宙学面临的最大谜团是暗能量。本书将介绍观测到的宇宙加速膨胀现象，并解释暗能量（通常用宇宙学常数 $Lambda$ 表示）如何作为一种具有负压力的物质形态主导着宇宙的动力学演化。我们将对比不同的暗能量模型（如Quintessence），并探讨未来宇宙的几种可能命运：大冻结（Heat Death）、大撕裂（Big Rip）或大挤压（Big Crunch）。最终，本书将引导读者思考，我们所能观测到的普通物质（重子）在整个宇宙能量密度中所占的比例之小，以及人类在理解这个宏大系统中所处的知识前沿。 --- 《星辰的轨迹与宇宙的边界》力求以严谨的物理基础和清晰的逻辑结构，带领读者完成一次从行星地壳到宇宙边缘的史诗级旅程。它不是一本简单的科普读物，而是一部关于物质、能量和时间如何共同塑造我们所见的一切的深度论述。

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