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出版者:高等教育

作者:陈志群

出品人:

页数:59

译者:

出版时间:2007-11

价格:7.60元

装帧:

isbn号码:9787040225143

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跨越星辰的旅途：现代天体物理前沿探索 本书并非聚焦于地面物流的精确调度与库存管理，而是将读者的目光引向浩瀚无垠的宇宙深处，深入探讨现代天体物理学的核心概念、最新观测成果及其背后的理论框架。 导言：宇宙的宏大叙事与观测的革命 天体物理学是人类理解自身在宇宙中位置的终极学科。从伽利略的简陋望远镜到詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）捕捉到的红外光芒，观测技术的飞跃彻底改变了我们对宇宙的认知。本书的开篇将回顾天体物理学是如何从描述性的天文学演变为依赖于量子力学、相对论和核物理的精密科学。我们将探讨电磁波谱在信息捕获中的关键作用——从无线电波、可见光到高能的X射线和伽马射线，每一种波段都揭示了宇宙中不同能量和温度的实体。 第一部分：恒星的生命周期与核能的秘密 恒星，是宇宙中最主要的能量源和物质工厂。本部分将详细剖析恒星从分子云坍缩到主序星阶段的演化路径。我们将深入讨论恒星内部的核聚变反应链，特别是质子-质子链和CNO循环，解释它们如何为恒星提供长久的能量输出。 随后，我们将探讨恒星的“死亡”： 低质量恒星的终结： 探讨红巨星阶段的氦闪、行星状星云的形成，以及最终留下白矮星的命运。我们将详细介绍白矮星的电子简并压力及其质量上限——钱德拉塞卡极限。 大质量恒星的壮丽谢幕： 分析恒星在核心燃尽后，如何通过逐层核燃烧形成铁核。重点阐述超新星爆发（特别是II型超新星）的物理机制，解释这些爆炸如何将比铁重的元素抛洒到星际介质中，为下一代恒星和行星的形成奠定物质基础。 第二部分：极端天体：黑洞、中子星与引力波的涟漪 宇宙中存在着一些挑战我们日常直觉的极端环境。本部分将集中于引力塌缩的终极产物。 中子星的奇特世界： 介绍中子星的形成条件、极高的密度（一茶匙物质重达数亿吨）以及它们作为脉冲星（Pulsars）时发出的精确射电信号。我们将讨论中子星内部的物质状态，包括可能存在的夸克物质。 黑洞的几何学与信息悖论： 从史瓦西半径的概念出发，讲解事件视界的物理意义。我们将分析爱因斯坦场方程在强引力场下的近似解，包括克尔黑洞的旋转效应。同时，本书会探讨霍金辐射理论及其对黑洞蒸发和信息悖论的深远影响。 引力波天文学的兴起： 这是一个革命性的领域。我们将详述激光干涉引力波天文台（LIGO）和Virgo的工作原理，分析它们如何首次直接探测到双黑洞并合、双中子星并合事件。这些事件为检验广义相对论提供了前所未有的实验条件，并揭示了宇宙中高能动力学的全新窗口。 第三部分：星系的结构、演化与宇宙学背景 恒星并非孤立存在，它们组织成巨大的星系结构。 银河系的构造与动力学： 详细描绘银河系的螺旋结构、盘面、核球和晕。我们将利用开普勒定律和旋转曲线分析，解释暗物质在维持星系稳定性和旋转速度中扮演的关键角色。 星系群与宇宙网： 探讨星系如何聚集形成星系群、星系团，并最终构成宏大的“宇宙网”结构。我们将区分不同形态的星系（螺旋星系、椭圆星系、不规则星系）及其演化关系，特别是星系合并在驱动宇宙结构形成中的作用。 活动星系核（AGN）与超大质量黑洞： 阐述活动星系核（如类星体、射电星系）的物理模型，即吸积盘围绕中心超大质量黑洞旋转并喷射出高能喷流的机制。这部分将连接星系尺度的演化与中心黑洞的成长。 第四部分：宇宙学：从大爆炸到暗能量 本书的最后一部分将我们的视角提升至宇宙的整体尺度，探索现代宇宙学的基石。 大爆炸模型的证据链： 详细阐述支持大爆炸理论的三大观测支柱：宇宙膨胀（哈勃定律）、宇宙微波背景辐射（CMB）的黑体谱和丰度，以及早期宇宙轻元素的核合成预测。 宇宙微波背景（CMB）的精细结构： 深入分析CMB的各项异性（如$Lambda$CDM模型中的声学峰），这些微小的温度涨落是宇宙中所有结构形成的“种子”。 暗物质与暗能量的谜团： 尽管我们已观测到宇宙中约95%的能量密度来自不可见的组分，但其本质仍是未解之谜。我们将总结暗物质的多种候选粒子（WIMPs、轴子等）的搜寻进展，并阐述暗能量如何通过其负压驱动宇宙加速膨胀的现象，这是当代物理学面临的最大挑战。 结论：未竟的探索 本书旨在为读者提供一个理解现代天体物理学前沿的坚实基础，展示人类如何利用最尖端的科学工具，解开宇宙的起源、结构和终极命运之谜。宇宙的探索永无止境，新的观测数据正不断挑战和修正我们现有的理论模型。

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