Lasers and Nuclei pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Schwoerer, Heinrich (EDT)/ Magill, Joseph (EDT)/ Beleites, Burgard (EDT)

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:

价格:$ 145.77

装帧:HRD

isbn号码:9783540302711

丛书系列:

图书标签:

• Lasers
• Nuclei
• Quantum Optics
• Atomic Physics
• Nuclear Physics
• Spectroscopy
• Laser Physics
• Nonlinear Optics
• Optical Physics
• Photonics

好的，这是一份关于一本名为《宇宙的边界：星系演化与暗能量的奥秘》的图书简介，该书内容与“Lasers and Nuclei”无关，并力求详尽与专业。 --- 宇宙的边界：星系演化与暗能量的奥秘 作者： 艾莉森·韦伯斯特 博士 / 亚历山大·科瓦奇 教授 出版社： 天体物理前沿出版社 (AstroFrontiers Press) 出版日期： 2024年秋季 ISBN： 978-1-987654-32-1 内容概述： 《宇宙的边界：星系演化与暗能量的奥秘》是一部宏大叙事与尖端数据分析相结合的专著，旨在为天体物理学、宇宙学专业人士以及高阶物理学爱好者提供一个全面且深入的框架，用以理解宇宙自大爆炸以来的结构形成过程，并探讨驱动当前宇宙加速膨胀的神秘力量——暗能量的本质。 本书摒弃了对微观粒子物理和量子光学等领域的探讨，将焦点完全锁定在宇宙学尺度的问题上。全书共分为六大部分，结构严谨，逻辑推进层次分明，从观测基础构建起对宇宙学的现代理解。 --- 第一部分：观测宇宙学的基石（The Foundations of Observational Cosmology） 本部分着重于现代宇宙学赖以建立的观测证据和理论工具。我们首先回顾了哈勃-勒梅特定律的精确测量，并深入分析了来自不同波段（射电、红外、光学、X射线）的星系普查数据，例如斯隆数字巡天（SDSS）和暗能量巡天（DES）的最新成果。 核心章节聚焦于： 1. 宇宙微波背景（CMB）的精细结构分析： 重点阐述了普朗克卫星数据的多极矩分析如何限定了早期宇宙的物质密度和几何形状。我们详细讨论了极化信息（E-模和B-模）在区分宇宙早期扰动类型中的关键作用。 2. 宇宙距离阶梯的校准： 摒弃了仅依赖特定光源的局限性，我们系统性地评估了造父变星、Ia型超新星（作为标准烛光）、以及引力透镜效应等多种独立测量方法之间的系统误差关联性，并探讨了如何利用“标准汽笛”（Standard Sirens，即引力波事件与电磁对应体的联合观测）来突破传统距离测量的限制。 3. 物质波动的线性增长理论： 对弗里德曼方程的求解和物质功率谱 $mathcal{P}(k)$ 在不同宇宙学参数下的演化进行了详尽的数学推导，为理解后续的结构形成打下基础。 --- 第二部分：星系形成与演化的驱动力（Drivers of Galaxy Formation and Evolution） 本部分是本书的核心内容之一，专注于星系如何从早期宇宙的微小密度涨落演化为我们今天观测到的宏伟结构。这部分内容完全基于冷暗物质（CDM）的层次化结构形成理论进行展开。 关键领域探讨： 1. 暗物质晕的形成与并合： 详细介绍了N体模拟（N-body Simulations）的结果，阐述了暗物质晕如何通过引力坍缩和多次并合事件（Hierarchical Merging）成为星系诞生的骨架。书中特别分析了“子结构问题”（Substructure Problem）的最新解决思路，以及半解析模型（Semi-Analytic Models, SAMs）如何将物理过程融入模拟框架。 2. 恒星形成与反馈机制： 探讨了气体的冷却、辐射压力、超新星爆发（Supernova Feedback）和活动星系核（AGN Feedback）在调节恒星形成效率中的复杂作用。我们深入分析了“星系形貌转变”（Morphological Transformation）——从早期的不规则或致密星系到当前的旋涡星系和椭圆星系的演化路径。 3. 环境对星系演化的影响： 研究了星系团和星系群环境对恒星形成、气体剥离（Ram Pressure Stripping）和星系合并频率的显著影响。通过对星系团核心和外围星系的对比分析，揭示了环境是如何成为加速星系“死亡”的关键因素。 --- 第三部分：暗能量的宇宙学证据（Cosmological Evidence for Dark Energy） 本部分严格聚焦于支持宇宙加速膨胀的观测证据链，探讨了暗能量作为宇宙主导成分的必然性。 1. Ia型超新星的红移-亮度关系（The Pantheon Sample）： 对数十万计的Ia型超新星观测数据进行了贝叶斯分析，精确计算了暗能量对宇宙膨胀历史的贡献参数 $Omega_{Lambda}$。书中详细讨论了超新星演化时间的系统不确定性对结果的影响。 2. 重子声学振荡（Baryon Acoustic Oscillations, BAO）： BAO被视为“宇宙的尺子”。本章详细分析了从星系分布中提取的BAO信号，如何独立地提供了宇宙在不同红移下膨胀率的约束，并与超新星结果形成强有力的交叉验证。 3. 宇宙学参数的联合拟合： 阐述了如何利用CMB、BAO和超新星数据的联合拟合来确定当前宇宙的物质密度 $Omega_m$ 和暗能量密度 $Omega_{Lambda}$，并确立了标准宇宙学模型 $Lambda$CDM 的参数值。 --- 第四部分：暗能量的理论模型与检验（Theoretical Models and Testing Dark Energy） 如果说第三部分是“观测到什么”，那么本部分就是“这可能是什么”。我们深入探讨了当前主流的暗能量理论模型，并评估了未来实验如何区分它们。 1. 宇宙学常数 $Lambda$： 作为爱因斯坦方程的最简单解，本书探讨了 $Lambda$ 的起源问题（即真空能的理论值与观测值之间的巨大差异），但重点放在了 $Lambda$ 在当前数据下的完美拟合。 2. 动态暗能量模型（Quintessence）： 对标量场驱动的动态暗能量模型进行了详细的数学描述。书中对描述暗能量状态方程的参数 $w(z)$（其中 $w=P/ ho$）的时间演化进行了建模，并分析了与$Lambda$CDM的偏离情况。 3. 修正引力理论（Modified Gravity）： 讨论了暗能量是否为引力理论本身的缺陷所致，而非引入新的能量形式。重点考察了 $f(R)$ 引力理论和张量-矢量-标量引力（TeVeS）等模型，并讨论了它们如何通过改变引力在宇宙尺度上的行为来模仿加速膨胀。 --- 第五部分：星系团规模的结构与暗能量（Structure Formation on Cluster Scales and Dark Energy） 本部分将结构形成与暗能量的研究结合起来，探讨暗能量如何通过影响引力塌缩的效率来塑造最大的宇宙结构。 1. 结构生长因子 $f(sigma_8)$： 分析了星系团的质量函数和星系团的统计特性（如弱引力透镜效应的剪切信号），如何直接测量引力在宇宙尺度上物质密度的增长速度。暗能量的排斥效应会减缓这种增长，因此对 $f(sigma_8)$ 的精确测量是检验 $Lambda$CDM模型的关键。 2. 星系团内部动力学与热星系团气体： 利用钱德拉X射线天文台的数据，我们分析了星系团核心的X射线气体分布，这些气体受到暗能量影响下的背景膨胀的制约，是研究广域动力学的重要探针。 --- 第六部分：未来的观测前沿（The Next Frontiers in Cosmology） 本书的收官部分展望了未来十年内将如何检验并可能超越当前 $Lambda$CDM模型的关键项目。 1. 詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的早期宇宙贡献： 探讨了JWST如何以前所未有的深度和红移（$z>10$）观测早期星系，这将极大地约束恒星形成与再电离时代的精确时间线，并为结构形成的初始条件提供更严格的检验。 2. 大型综合巡天项目（如LSST/Vera Rubin天文台）： 重点介绍了大面积、深度的光度测量和星系光谱巡天将如何大幅缩小 $w(z)$ 参数空间的不确定性，有望揭示暗能量是否随时间变化。 3. 下一代引力波探测器（如LISA）： 展望了空间基引力波探测器如何通过探测超大质量黑洞并合产生的“引力波标准汽笛”来提供对宇宙膨胀率的全新、不受电磁辐射限制的独立测量，从而精确锚定宇宙距离标尺，并可能突破当前对暗能量的认知。 --- 读者对象： 本书适合具备扎实经典物理和高等数学基础的研究生、博士后研究人员，以及致力于理解宇宙学前沿进展的专业天体物理学家。书中包含大量的数学推导、统计分析方法以及对复杂模拟结果的解读。 --- 本书无任何关于激光技术、核物理、核聚变、或量子力学在特定介质中应用的内容。

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