Foundations of Astronomy (with AceAstronomy™, Virtual Astronomy Labs Printed Access Card) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Brooks Cole

作者:Michael A. Seeds

出品人:

页数:724

译者:

出版时间:2006-02-10

价格:USD 165.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780495015789

丛书系列:

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天文学基础：探索浩瀚宇宙的基石 本书旨在为读者提供一个全面、深入且引人入胜的天文学入门之旅，无需预设任何专业知识，引领您从我们熟悉的地球环境出发，逐步揭示宇宙的宏伟结构、基本原理以及演化历程。 本书摒弃了对特定辅助工具或实验平台的依赖，专注于构建坚实而独立的理论框架，确保读者能够凭借纯粹的科学思维和观察理解宇宙的运行规律。我们的目标是培养读者的批判性思维和对自然现象的好奇心，使他们不仅能“知道”天文学的事实，更能“理解”这些事实背后的物理机制和逻辑推导。 第一部分：我们立足的宇宙 本书首先将目光聚焦于我们所处的局部环境，为后续的深空探索打下坚实的基础。 地球与月球系统：行星的邻居 我们将从对地球的细致考察开始，探讨地球如何成为一个天文学观察的理想平台。内容涵盖地球的结构、大气层的特性如何影响天文观测（如光污染和大气消光），以及地球的自转和公转如何定义了我们测量时间、定位天体（如赤经、赤纬系统）的基础。随后，我们将深入研究月球的形成历史、地质特征以及它对地球潮汐和稳定自转轴的关键作用。月食和日食的精确预测与观测，将作为对轨道力学和几何学的初步实践展示。 太阳系之旅：我们的恒星与行星家族 这一部分将系统性地介绍太阳系的构成。我们从太阳开始，详细剖析其内部结构、能源机制（核聚变）、以及太阳活动（如黑子、耀斑、日冕物质抛射）如何影响太阳系内的环境，特别是地球。 对于八大行星，我们将逐一进行深入的比较分析。对于类地行星（水星、金星、火星、地球），重点在于其岩石结构、地质演化、大气组成及潜在的宜居性。对于气态巨行星（木星、土星、天王星、海王星）及其卫星系统，我们将探讨其独特的内部结构、强磁场、以及环系统。例如，对木星大红斑的形成机制、土星环的物质构成与动态平衡，以及欧罗巴、泰坦等特殊卫星上可能存在地下海洋或复杂化学过程的探讨，都将作为核心内容。 此外，本书还将系统梳理太阳系中其他重要成员：矮行星（如冥王星）、小行星带、柯伊伯带和奥尔特云的起源与分布。我们将探讨行星形成理论——吸积模型——如何解释当前太阳系中各组成部分的差异性。彗星的“回归”现象及其由冰、尘埃构成的本质，也将作为太阳系物质来源和演化的线索被详细解析。 第二部分：恒星的生命周期 掌握了太阳的特性后，我们将目光投向更广阔的恒星世界，理解恒星如何诞生、演化并最终消亡。 光、距离与星等：天文学的语言 在深入恒星物理之前，我们需要建立精确的测量工具。本章将详细解释电磁波谱，从无线电波到伽马射线，以及不同波段如何揭示天体的不同物理信息（温度、化学成分、运动速度）。我们将详细推导和应用距离测量的方法，从视差法到标准烛光（如造父变星和Ia型超新星），建立起我们对宇宙尺度的直观认知。星等系统的定义、绝对星等与光度的关系，将作为衡量恒星内在亮度的核心概念被系统阐述。 恒星的诞生与内部运作 恒星的形成被视为引力坍缩的宏伟过程。我们将探讨分子云的引力不稳定性、原恒星的形成阶段、以及“金发姑娘区”（Goldilocks Zone）对核心点火的意义。一旦核聚变启动，恒星便进入主序阶段。恒星的质量被证明是决定其所有特性（寿命、光度、温度）的最关键因素。我们将详细分析氢燃烧的质子-质子链和CNO循环，以及能量如何通过辐射区和对流区向外输运。赫罗图（H-R图）的构建与解读，是理解恒星演化路线图的关键工具，本书将花大力气剖析如何利用赫罗图来判断恒星的年龄和未来走向。 恒星的死亡：命运的终结 恒星的晚期演化取决于其初始质量。对于低质量恒星，我们将追踪其离开主序线、膨胀为红巨星、最终抛射外层形成行星状星云并留下一颗白矮星的完整过程。白矮星的结构，特别是简并态物质的压力支持，将引导我们进入量子力学的宏观应用。 对于大质量恒星，其命运则更为壮观。我们将分析碳燃烧、氧燃烧等重元素聚变过程，直至形成铁核。铁核的无法提供能量支持，最终导致灾难性的核心坍缩和超新星爆发（II型）。超新星爆发作为宇宙中重元素的主要制造厂的地位，将被重点强调。 恒星遗迹的极端物理学 超新星遗迹之后，留下的可能是中子星或黑洞。本书将介绍脉冲星现象，揭示中子星极高密度和快速自转的物理基础。对于黑洞，我们将从广义相对论的基本概念出发，解释事件视界、史瓦西半径的物理意义，以及黑洞如何通过吸积盘辐射能量，而非简单地“吞噬”一切。 第三部分：银河系与更广阔的宇宙 在理解了单个恒星的物理之后，我们将把视角扩展到恒星的聚集体以及宇宙的整体结构。 银河系：我们的家园 我们将详细构建银河系的结构模型，包括银盘、银心、银晕的组成。对银盘的旋臂结构及其动力学的分析，将展示旋转、速度弥散和密度波理论之间的复杂关系。恒星在银河系内的运动轨迹，特别是对银心超大质量黑洞——人马座A——的观测证据，将作为引力在星系尺度上作用的有力证明。银河系的形成和演化历史，包括可能的并合事件，也将被纳入讨论范围。 星系的世界 星系是宇宙的基本构件。本书将系统地分类星系：螺旋星系、椭圆星系和不规则星系，并解释它们之间的形态演化路径。我们将探讨星系群、星系团以及超星系团的宇宙网结构。星系间的气体交换和碰撞过程，是驱动星系形态变化的重要动力。 暗物质与宇宙学基础 星系的旋转曲线和星系团的运动速度远远超出了可见物质所能提供的引力。这引出了宇宙学中最引人入胜的难题之一——暗物质。本书将详细回顾支持暗物质存在的关键观测证据（如引力透镜效应），并讨论当前主流的候选粒子理论，尽管我们尚不能直接探测到它们。 大爆炸与宇宙的膨胀 宇宙学的核心在于理解宇宙的起源和演化历史。都卜勒效应在天文观测中的应用，特别是红移现象，直接指向了哈勃定律和宇宙的膨胀。我们将详细探讨宇宙微波背景辐射（CMB）作为大爆炸“余晖”的意义，以及它对早期宇宙状态的揭示。此外，本书也将引入宇宙的物质能量密度——包括普通物质、暗物质和暗能量——如何决定了宇宙的几何形状和最终命运（平坦、开放或闭合）。暗能量在驱动当前宇宙加速膨胀中的主导作用，将作为现代物理学面临的最大挑战之一被严肃对待。 行星、生命与地外探索 最后，本书将讨论系外行星的发现方法（凌星法、视向速度法），以及当前对系外行星大气分析的进展。我们将探讨生命存在的必要条件，并在天体生物学的框架下，讨论地外生命存在的可能性及其探索的科学意义。 本书以一种自洽、逻辑严密的方式，构建起一个完整的现代天文学知识体系，专注于核心概念的深度解析和物理机制的阐释，为读者提供一扇通往理解我们宏大宇宙的坚实门户。

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