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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Zhang, Jie (EDT)

出品人:

页数:183

译者:

出版时间:2006-6

价格:$ 316.34

装帧:HRD

isbn号码:9780750310109

丛书系列:

图书标签:

• X-ray lasers
• Coherent radiation
• Plasma physics
• High harmonic generation
• Free electron lasers
• Short wavelength lasers
• Laser physics
• Nonlinear optics
• Ultrafast phenomena
• X-ray optics

深入理解宇宙的奥秘：天体物理学与宇宙学前沿进展 本书聚焦于当代天体物理学和宇宙学领域最引人注目、最具突破性的研究方向，旨在为物理学、天文学及相关工程领域的研究人员、高年级本科生和研究生提供一份全面而深入的知识导览。本书不涉及任何关于“X射线激光”技术或其特定应用（如材料科学或生物医学成像）的内容，而是将视野投向宏大的宇宙尺度，探索极端天体环境下的物质行为、时空结构演化以及暗物质、暗能量等基础性谜团的最新观测证据与理论模型。 第一部分：极端天体环境下的高能过程 本部分深入探讨了宇宙中能量密度最高、物理条件最极端的区域，这些区域是检验基本物理定律的天然实验室。 1. 活动星系核（AGN）与喷流物理 我们将详细剖析超大质量黑洞在其宿主星系中心吸积物质时所产生的巨大能量释放机制。重点关注AGN的谱线形成区、导引光子辐射（Comptonization）过程，以及如何通过多波段观测（从射电波段到伽马射线）来约束中心吸积盘的结构和温度梯度。 喷流动力学是本章的核心。我们将从磁场驱动的帕尔克-托马斯（Blandford-Znajek）或潘诺夫斯基-布拉德（Blandford-Payne）机制出发，解析相对论性等离子体喷流的形成、加速和准直过程。通过对高能粒子加速机制（如弓激波加速、磁重联）的深入讨论，结合对伽马射线暴（GRBs）和blazar耀斑数据的分析，揭示喷流中非热辐射的起源及其对星系演化的反馈作用。书中将包含了对最近观测到的高红移类星体光度和喷流几何形状的最新分析模型。 2. 中子星与脉冲星的物理特性 中子星作为密度达到原子核级别的致密天体，其内部结构和物质状态仍是前沿课题。本书将系统回顾中子星的质量-半径关系（EOS，状态方程）的约束，重点讨论来自引力波事件（如双中子星并合GW170817）对超大质量中子星状态方程的限制。 脉冲星现象的讲解将侧重于其磁层结构和辐射机制。我们会详细探讨“缝隙模型”（Slot Gap Model）和“束状辐射模型”的优劣，并分析快速射电暴（FRBs）的潜在起源。特别是，近期对毫秒脉冲星（MSPs）观测所得出的重力波背景信号与地壳振动（glitches）对中子星内部核物理的启示，将占据重要篇幅。 3. 引力波天体物理学的新纪元 本书将全面回顾LIGO/Virgo/KAGRA探测器带来的引力波天文学的最新成果。除了对双黑洞并合事件的参数估计外，我们将着重分析以下前沿领域： 超大质量黑洞并合的迹象：分析低频引力波探测（如Pulsar Timing Arrays, PTA）的进展，以及对宇宙中级质量黑洞（IMBHs）形成路径的理论探索。 中子星的潮汐效应：利用并合事件的“啁啾信号”末端，精确提取中子星的潮汐失真参数，从而对奇异物质（如夸克物质）的存在进行间接探测。 瞬态引力波源的电磁对应体：总结对Kilonovae（千新星）光谱分析的进展，以及如何利用多信使天文学来确定重元素（特别是r-过程元素）的宇宙起源。 第二部分：宇宙学基础与暗物质/暗能量探索 本部分将焦点从单个天体转向整个宇宙的演化历史、大尺度结构形成，以及宇宙学标准模型面临的挑战。 4. 大尺度结构与宇宙演化模型 我们将从宇宙微波背景（CMB）辐射的精确观测出发，回顾$Lambda$CDM模型的成功之处，特别是对早期宇宙的密度涨落的描述。接着，深入探讨重子声学振荡（BAO）作为标准尺度的应用，以及利用星系团、星系红移巡天数据来约束哈勃常数($H_0$)的最新方法。 哈勃常数张力问题将被作为核心议题之一。我们将对比早期宇宙（CMB）和晚期宇宙（本地测距）对$H_0$的不同测量结果，并系统评估修改引力理论或引入新物理（如早期暗能量）来解决这一不一致性的可能性。 5. 暗物质的性质与探测 本书不会涉及任何关于人造光源或光束聚焦技术的内容，而是聚焦于暗物质在宇宙学中的作用。我们将详细考察弱引力透镜技术在映射宇宙中暗物质晕结构方面的应用，特别是对星系晕质量函数的最新约束。 暗物质粒子候选体的理论和实验进展将被全面梳理： WIMPs (弱相互作用大质量粒子)：回顾直接探测（如XENONnT, LZ实验）的灵敏度提升及其对质量窗口的排除。 轴子（Axions）：重点介绍谐振腔探测器（如ADMX）的最新成果，以及它们如何作为潜在的“第五种力”载体。 温热暗物质（Warm Dark Matter）：分析低质量暗物质对早期星系形成和矮星系丰度的影响，以及如何通过观测最小星系来区分冷暗物质模型。 6. 暗能量的本质与观测检验 暗能量作为主导当前宇宙加速膨胀的神秘力量，其性质是现代物理学的终极挑战。本书将深入分析对状态方程$w(z)$的观测限制： Ia型超新星的改进型光度-红移关系：引入对样本选择效应、星系平均性质影响的最新校正方法。 星系团计数与演化：利用星系团丰度随时间的变化来约束暗能量的动态性。 修正引力理论：探讨替代暗能量的尝试，例如$f(R)$引力、张量-矢量-标量理论（TeVeS），并分析其在太阳系内和宇宙学尺度上如何通过观测被严格限制。 结语：连接微观与宏观的未来展望 本书最后将展望未来十年的关键观测项目（如詹姆斯·韦伯太空望远镜的深场数据、欧几里得任务、平方公里阵列射电望远镜SKA）将如何进一步深化我们对极端物理过程、黑洞形成、早期宇宙相变以及暗能量本质的理解。本书致力于提供一个扎实的、基于最新观测数据的理论框架，以指导读者站在当前宇宙学研究的最前沿。

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