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出版者:Facts on File

作者:Wyman, Bruce C./ Stevenson, L. Harold

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:2007-7

价格:$ 55.94

装帧:HRD

isbn号码:9780816064373

丛书系列:

图书标签:

• 环境科学
• 科学词典
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• 环境问题
• 可持续发展
• 生态学
• 污染
• 自然资源
• 科学普及

浩瀚宇宙的微光：当代天文学探索与未来展望 一本聚焦于宇宙的起源、演化、结构以及人类对外空探索历程的深度著作，旨在为广大学者、专业人士及所有对星辰大海充满好奇的读者，提供一个全面、前沿且引人入胜的知识图景。 本书并非一本基础的科学词典，而是一部紧密围绕现代天文学最前沿研究成果、理论模型构建与尖端观测技术的综合性专著。它系统地梳理了自伽利略时代以来，人类理解宇宙的范式是如何被革命性地颠覆，并聚焦于21世纪以来，在引力波探测、系外行星普查、暗物质与暗能量研究等领域取得的突破性进展。 第一部分：宇宙的宏大叙事——从大爆炸到结构形成 本书的开篇，深入探讨了宇宙学这一核心学科的基石——标准宇宙学模型（Lambda-CDM模型）的精妙与局限。我们追溯了宇宙诞生之初的瞬间，详细解析了暴胀理论如何解决了视界问题和磁单极子问题，并阐述了宇宙微波背景辐射（CMB）的物理意义，如何成为大爆炸“余晖”的直接证据。 随后，章节转向物质与能量的演化。书中详细描述了从早期宇宙中的夸克-胶子等离子体到核合成阶段，轻元素（氢、氦、锂）的丰度如何被精确计算并与观测数据完美契合。我们花了大量篇幅阐述大尺度结构形成的物理机制，包括冷暗物质（CDM）如何作为“骨架”，通过引力作用吸积普通物质，最终形成星系、星系团和超星系团的宇宙网。书中引入了最新的N体模拟结果，用以可视化和验证这些理论预测。 第二部分：恒星的生与死——恒星结构、演化与极端天体物理 本书的中间部分，将视角聚焦于构成宇宙可见物质的主体——恒星。我们不仅复习了恒星内部的能量产生机制（如质子-质子链和CNO循环），更深入剖析了恒星演化的各个阶段：从主序星的平衡到红巨星分支的氦闪，直至渐近巨星分支（AGB）的物质抛射。 重点关注章节详述了恒星生命终结时的壮丽场景： 1. 白矮星与钱德拉塞卡极限： 探讨了简并压力如何抵抗引力坍缩，以及在双星系统中，白矮星吸积物质可能触发的Ia型超新星，作为宇宙标准烛光的关键作用。 2. 中子星与脉冲星的奥秘： 深入解析了恒星核心在引力作用下发生超新星爆发后形成的超致密天体，特别是其高速自转、强大磁场导致的脉冲星现象，以及如何利用其精确的时间信号进行时空测试。 3. 黑洞物理学： 详尽讨论了史瓦西半径、事件视界、史瓦西度和克尔度规的数学结构。书中对吸积盘的物理过程进行了深入分析，解释了如何通过X射线辐射来探测中等质量黑洞和超大质量黑洞的活动。 第三部分：系外行星的搜寻与宜居性评估 随着观测技术的飞速发展，系外行星（Exoplanets）的研究已成为天文学最热门的分支之一。本部分系统回顾了开普勒太空望远镜、TESS任务的科学成就，并详细介绍了寻找和表征系外行星的主要方法： 凌星法（Transit Method）：如何通过光度曲线的微小下降来确定行星的半径和轨道周期。 视向速度法（Radial Velocity Method）：如何利用多普勒频移测量行星对母星的引力拖曳，从而推算出行星质量。 直接成像法与引力微透镜法：针对遥远和不同类型行星的最新突破。 更重要的是，本书将大量的篇幅用于探讨“宜居性”的定义和评估标准。这包括对“适居带”（Habitable Zone）的重新定义，对系外行星大气层的光谱分析（寻找生物特征信号如氧气、甲烷的可能存在），以及对不同恒星类型（如红矮星）行星面临的潮汐锁定和耀斑风险的深入讨论。 第四部分：宇宙学的前沿挑战与未来展望 本书的最后部分，着眼于当前天文学界面临的两大核心未解之谜：暗物质（Dark Matter）与暗能量（Dark Energy）。 对于暗物质，我们不仅回顾了其存在的间接证据（旋转曲线、引力透镜效应），还详细介绍了全球范围内正在进行的直接探测实验（如LUX-ZEPLIN、PandaX）的原理和灵敏度提升，以及间接湮灭信号的搜寻努力。 对于暗能量，本书探讨了对哈勃常数（$H_0$）测定结果的“张力”（Hubble Tension），对比了基于早期宇宙（CMB）和晚期宇宙（Ia型超新星、重子声学振荡BAO）测量结果之间的系统性差异。书中还对修正引力理论和精细结构常数随时间变化等替代性解释进行了审慎的评估。 最后，我们展望了下一代观测设施，如詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）在红外波段对早期宇宙星系的穿透能力，以及欧洲平方公里阵列（SKA）在射电波段对宇宙低频信号的捕获潜力，预示着人类理解宇宙的边界将被进一步拓宽。 总结： 本书旨在成为一本跨越理论与观测鸿沟的参考书，它不满足于对现有知识的罗列，而是侧重于解释“我们如何知道”，以及“下一步我们将去哪里探索”，为读者提供一个清晰、深入且充满挑战精神的当代天文学全景图。

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