Particles and Fields pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Bashir, Adnan (EDT)/ Villanueva, Victor (EDT)/ Villasenor, Luis (EDT)/ Perez, Miguel A. (EDT)/ Urrut

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:2006-10

价格:$ 223.74

装帧:HRD

isbn号码:9780735403543

丛书系列:

图书标签:

• 粒子物理
• 量子场论
• 标准模型
• 相对论
• 量子力学
• 场论
• 高能物理
• 基本粒子
• 物理学
• 现代物理

《星河的低语：宇宙演化的宏大叙事》 作者：[此处可替换为一位虚构的知名天体物理学家姓名，例如：艾琳·维斯珀博士] 装帧：精装，附带高清宇宙图像插图与精美星图 页数：约 680 页 ISBN：[虚构的ISBN] --- 内容提要： 《星河的低语》并非一本专注于微观粒子或场论的教科书，而是一部气势恢宏、深入浅出的天体物理学史诗。本书带领读者穿越时空，从宇宙的“无”到我们今日所见的浩瀚星河，详尽阐述了宇宙学、恒星演化、星系动力学以及暗物质和暗能量的最新观测证据。 本书的核心在于构建一个连贯的、基于观测证据的宇宙演化故事。它巧妙地避开了粒子物理学的范畴，将焦点完全聚焦于宏观宇宙结构和现象的形成、发展与最终命运。读者将跟随作者的笔触，探访那些塑造了我们存在之维度的巨大力量与结构。 --- 第一部分：原初的涟漪——宇宙的黎明与膨胀 本部分深入探讨了宇宙学的基础框架，重点阐述了现代宇宙学是如何建立起来的，以及我们对宇宙起源的理解是如何从理论猜想到观测事实的飞跃。 第一章：从以太到哈勃定律——时空概念的革命 本章追溯了人类对宇宙尺度的理解如何从牛顿的绝对时空观转向爱因斯坦的相对论时空。详细讨论了爱因斯坦场方程在描述宇宙整体行为中的应用，而非局限于局部引力场。着重分析了红移现象的本质，以及弗里德曼方程组如何描述一个动态的、不断膨胀的宇宙模型。本章详述了对遥远星系观测数据（如Ia型超新星）的分析，如何确立了膨胀的加速性，从而引入了暗能量的概念，但其内部机制的讨论严格限制在对宇宙学常数或修改引力理论的宏观描述上，不涉及量子场论的细节。 第二章：大爆炸的回响——宇宙微波背景的密码 这是全书的基石之一。本章详尽考察了宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其物理意义。重点分析了COBE、WMAP和Planck卫星测得的CMB各向异性图谱。探讨了这些微小温度涨落的物理起源——即宇宙暴胀理论的宏观现象学预测，例如暴胀模型对平坦性问题的解决。讨论了声子振荡在早期宇宙等离子体中的传播，这些是决定早期物质分布的“种子”。对于暴胀机制本身的量子场论细节被有意地简化为对早期宇宙标度因子增长率的描述。 第三章：原初核合成的熔炉——轻元素的丰度之谜 本章聚焦于宇宙诞生后最初几分钟内发生的核反应，即原初核合成（BBN）。详细计算了氘、氦-3、氦-4和锂在早期宇宙冷却过程中形成的比例。这些丰度与标准宇宙学模型的预测高度吻合，为大爆炸理论提供了最直接的证据。本章侧重于核反应截面在特定温度和密度下的演化，以及这些元素丰度如何约束了重子物质的密度参数（$Omega_b$），完全规避了对弱相互作用或夸克-胶子等离子体相变的深入讨论。 --- 第二部分：结构铸造——恒星的生灭与星系的形成 本部分将叙事焦点从均匀的早期宇宙转向物质如何聚集、冷却，并最终形成了我们今天在夜空中看到的宏伟结构。 第四章：引力坍缩与恒星的诞生——从分子云到主序星 本章细致描绘了第一代恒星（Population III）的形成过程。分析了引力不稳定性在巨大分子云中的触发机制，以及随后热力学平衡下的引力坍缩。详细讨论了钱德拉塞卡极限和奥本海默-沃尔科夫极限（作为白矮星、中子星的宏观稳定判据），但对恒星内部的聚变链（如质子-质子链或CNO循环）仅从能量输出和寿命预测的角度进行描述，不深入核反应的微观截面。重点在于恒星如何通过辐射压和引力相抗衡，维持数亿至数十亿年的稳定燃烧阶段。 第五章：恒星的终结——超新星遗迹与元素播撒 本书详细区分了不同质量恒星的死亡方式。对于低质量恒星，讨论行星状星云的形成和白矮星的演化。对于大质量恒星，重点分析了核燃料耗尽后核心的引力坍缩和随后的剧烈爆炸——超新星事件。本章运用流体力学模型解释了激波在星际介质中的传播，以及这些爆炸如何将恒星内部锻造的重元素（碳、氧、硅、铁等）播撒到星际空间，为下一代恒星和行星的形成提供原材料。 第六章：星系的编织——从原初晕到螺旋结构 本部分转向更大的尺度。讨论了暗物质晕（Dark Matter Halo）如何作为宇宙结构形成的“骨架”。采用冷暗物质（CDM）层级组装模型，解释了较小的结构如何合并形成更大的星系和星系团。详细分析了星系分类学（哈勃序列），对比了椭圆星系与旋涡星系的动力学差异，并探讨了星系并合事件对星系形态演化的决定性作用。着重讨论了诸如星系团中的罗素-费德林散射（仅作为动力学弛豫的现象描述）以及星系团内X射线气体的观测。 --- 第三部分：未知的疆域——暗物质、暗能量与宇宙的未来 最后一部分聚焦于现代宇宙学中最大的谜团，但其探讨严格限制在对这些成分的引力效应和观测证据的宏观描述上。 第七章：看不见的引力——暗物质的动力学指纹 本章系统梳理了支持暗物质存在的观测证据链：星系旋转曲线的异常平坦性、星系团的引力透镜效应（如子弹星系团的解耦）、以及CMB涨落的重子物质与总物质密度的差异。本章不探讨候选粒子（如WIMPs或轴子）的粒子物理性质或探测实验的细节，而是将暗物质视为一种弥散分布的、只通过引力相互作用的物质组分，专注于其在宇宙结构形成中的宏观作用。 第八章：加速的宇宙——暗能量的驱动力 本章集中讨论了自上世纪末以来观测到的宇宙膨胀的加速性，这一发现颠覆了此前对宇宙终局的预测。详细分析了Ia型超新星观测数据如何被用来量化暗能量的性质，特别是其状态方程参数 $w$。将暗能量描述为一种均匀分布在整个时空中的负压能量密度，并探讨了它在宇宙未来演化中的主导地位。讨论了不同暗能量模型（如固定的宇宙学常数 $Lambda$ 对动态场模型）对宇宙膨胀历史轨迹的影响。 第九章：宇宙的终极命运——在尺度和时间的尽头 基于当前对 $Lambda$ 的观测，本章预测了宇宙的可能终局。如果暗能量保持不变（即 $Lambda$CDM模型成立），宇宙将进入一个极度稀疏、温度趋近绝对零度的“大冻结”（Heat Death）。本章描绘了遥远未来星系逐渐脱离视界、恒星燃料耗尽、黑洞蒸发等宏大场景。本书在对遥远未来的这种诗意而严谨的推演中结束，强调了人类观测能力在探索宇宙极端条件下的局限与意义。 --- 本书特色： 严格的宏观视野： 全书的讨论严格限制在天文物理学和宇宙学的尺度上。所有涉及物质、能量和时空演化的讨论，均以观测数据和场论（如广义相对论）的宏观方程为基础，避免了对量子场论、粒子对撞或亚原子尺度相互作用的任何具体描述。 叙事驱动的深度： 抛弃了传统教科书的章节式堆砌，采用时间线索和问题驱动的方式，将复杂的物理概念融入到对宇宙历史的宏大叙事中，使非专业读者也能领略宇宙演化的壮丽图景。 前沿观测的整合： 充分整合了近二十年来来自詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对早期星系形成的最新观测，以及对引力波事件对宇宙学参数约束的最新进展。 《星河的低语》是献给所有仰望星空、渴望理解我们所处宏大结构之起源与终结的求知者的不朽之作。

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