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出版者:McGraw-Hill College

作者:Enger, Eldon D./ Ross, Frederick C./ Bailey, David B.

出品人:

頁數:664

译者:

出版時間:

價格:112.9

裝幀:Pap

isbn號碼:9780073227375

叢書系列:

圖書標籤:

• 生物學
• 概念
• 科學
• 教育
• 教材
• 大學
• 生命科學
• 自然科學
• 生物
• 學習

《星塵的迴響：宇宙的起源與演化》 一本探索宏大時間尺度的宇宙學著作 作者：[虛構的著名天體物理學傢姓名，例如：伊恩·麥剋萊恩] 齣版社：[虛構的頂尖學術齣版社名稱，例如：普羅米修斯之光齣版社] --- 圖書簡介 《星塵的迴響：宇宙的起源與演化》並非一部關於微觀生命的教材，而是一次對存在本身最宏大敘事的深度潛航。本書將帶領讀者跨越138億年的時間洪流，從奇點的那一瞬間，直至可觀測宇宙的邊界，解析構成我們一切的物質、能量與基本定律是如何協同作用，塑造瞭我們今日所見的浩瀚星空。 本書的重點完全聚焦於宏觀宇宙學、粒子物理的宇宙學應用、恒星與星係的生命周期、暗物質與暗能量的現代觀測證據，以及宇宙的最終命運。 我們將毫不涉及生物學範疇內的任何討論，包括細胞結構、遺傳學、生態係統或任何形式的生命起源（Abiogenesis）。 第一部分：太初的瞬間與暴脹的黎明 我們從現代宇宙學的基石——大爆炸理論——開始構建理解。然而，本書不會止步於標準模型的描述。我們將深入探討大爆炸理論的局限性，特彆是“視界問題”和“平坦性問題”。 核心章節：暴脹模型（Inflationary Theory）的精妙構造 本部分詳盡闡述瞭宇宙暴脹理論如何通過一個短暫但極端的指數膨脹期，解決瞭標準大爆炸模型遺留的難題。我們探討瞭暴脹的驅動機製——暴脹子場（Inflaton Field）的性質，及其如何通過量子漲落，成為後來宇宙中所有結構（星係、星係團）的“種子”。讀者將瞭解到，我們今天觀測到的宇宙微波背景輻射（CMB）中極微小的溫度各嚮異性，正是暴脹時期量子效應的宏觀遺跡。 我們還將介紹早期宇宙的相變：從誇剋-膠子等離子體到質子和中子的形成，以及至關重要的太初核閤成（Big Bang Nucleosynthesis, BBN）。通過對BBN豐度的精確計算——特彆是氦-4、氘和鋰的比例——本書展示瞭核物理如何為我們提供瞭宇宙年齡的獨立驗證。 第二部分：結構的長成：從混沌到星係的誕生 宇宙冷卻下來，光子得以自由穿行，留下瞭我們今天所見的宇宙微波背景（CMB）。本書對CMB的分析采用瞭最前沿的觀測數據（如Planck衛星的最新結果），重點解析其偏振信息（E-模式和B-模式），以及如何利用這些信息來約束宇宙學參數。 重點聚焦：引力與物質的協同作用 本書將詳細闡述物質是如何在早期宇宙的微小密度擾動下，通過引力作用聚集起來的。這裏的核心概念是綫性與非綫性引力增長。我們構建瞭冷暗物質（Cold Dark Matter, CDM）的主導作用的論證鏈條。暗物質作為不與電磁力相互作用的“骨架”，如何在宇宙網（Cosmic Web）的形成中扮演瞭不可或缺的角色，並解釋瞭為什麼沒有暗物質的宇宙模型無法重現我們觀測到的星係團的分布和星係鏇轉麯綫。 我們追蹤瞭第一代恒星（Population III Stars）的形成過程——那些僅由氫和氦構成的、質量巨大、壽命極短的“宇宙原住民”。這些恒星爆炸産生的超新星，是宇宙中所有重元素（碳、氧、鐵等）的最初來源，為後續宇宙的化學演化奠定瞭物質基礎。 第三部分：宇宙的加速膨脹與暗能量之謎 隨著對宇宙演化曆史的梳理，本書進入瞭現代天體物理學最引人入勝的謎團：暗能量。 觀測證據的堆疊：超新星Ia的揭示 我們迴顧瞭1998年對Ia型超新星的觀測如何顛覆瞭物理學界對宇宙命運的預期——宇宙正在加速膨脹。本書詳細解析瞭Ia型超新星作為“標準燭光”的校準方法，以及如何利用其光變麯綫來測量遙遠距離和宇宙膨脹率。 模型探索：ΛCDM的內涵與挑戰 本書對當前標準的Lambda-Cold Dark Matter ($Lambda$CDM) 模型進行瞭透徹的剖析。$Lambda$（宇宙學常數）代錶瞭暗能量的主導形式。我們將探討其與量子場論中“真空能”預測的巨大差異（著名的“120個數量級的差異”），並介紹替代性的暗能量模型，如：五因子（Quintessence）或修正引力理論（Modified Gravity）。本書客觀評估瞭這些模型在解釋哈勃常數張力（$H_0$ Tension）等最新觀測挑戰方麵的錶現。 第四部分：宇宙的終局與邊界 最後，本書展望瞭宇宙的遙遠未來，這取決於暗能量的性質。 1. 大凍結（Heat Death/Big Freeze）： 如果$Lambda$是恒定的，宇宙將無限期膨脹，所有星係將遠離視界，恒星燃盡，黑洞蒸發，最終達到最大熵狀態。 2. 大撕裂（Big Rip）： 如果暗能量的負壓強大於真空能（$w < -1$），膨脹將變得如此劇烈，以至於最終連原子核本身都將被撕裂。 本書以對多重宇宙理論（Multiverse Hypotheses）的審慎探討收尾，特彆是永恒暴脹（Eternal Inflation）框架下如何自然地産生泡泡宇宙（Bubble Universes）。這並非是對生命起源的探討，而是關於物理定律和初始條件的統計學推論。 目標讀者： 本書麵嚮對高等物理、天體物理學和宇宙學有濃厚興趣的非專業讀者，以及物理、數學和工程學專業的本科高年級學生。它需要讀者具備一定的基礎代數和微積分知識，但作者以清晰、富有洞察力的敘述風格，力求將最復雜的概念（如度規張量、弗裏德曼方程）以直觀的方式呈現。 本書承諾： 讀者將獲得對宇宙物質構成（約5%普通物質，27%暗物質，68%暗能量）的深刻理解，以及對我們所處時空結構及其演化曆程的全麵、前沿的認知。這是一部關於純物理實在的史詩。

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