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页数:219

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出版时间:2010-11

价格:23.80元

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isbn号码:9787807244431

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《宇宙的低语：星辰与行星的秘密》 揭开浩瀚宇宙的面纱，探索那些令人屏息的天体现象与深空奥秘。 自古以来，人类便对头顶那片缀满星光的黑色天幕充满了无尽的好奇。我们仰望星空，试图解读那遥远光芒中蕴含的宇宙密码。本书《宇宙的低语：星辰与行星的秘密》，并非是一本面向初学者的科普读物，而是一次深入天文学核心、挑战现有认知边界的深度探索之旅。它旨在为那些已经掌握基础天文知识，渴望了解宇宙深层运作机制的读者，提供一个全面、严谨且充满思辨性的知识框架。 本书聚焦于现代天体物理学的核心议题，涵盖了从太阳系内部的复杂动力学到遥远星系演化的宏大叙事。全书结构精妙，逻辑递进，分为四大卷，层层深入地剖析了我们所处宇宙的真实面貌。 第一卷：恒星的生命周期与极端天体物理 本卷专注于恒星——宇宙中最基本的发光实体——的诞生、演化及其终结。我们不满足于仅描述恒星如何通过核聚变发光，而是深入探讨了恒星大气层中复杂的磁流体力学过程，以及它们如何影响围绕它们的行星环境。 恒星内部结构与能量传输： 详细阐述了辐射区、对流区的能量传递效率模型，特别是对“对流不稳定性”在晚期恒星演化中的作用进行了详尽的数学物理推导。探讨了不同金属丰度（Z值）的恒星在赫罗图上的精确漂移路径。 超新星爆发的物理机制： 核心章节深入解析了Ia型和II型超新星的触发机制。对于II型超新星，本书构建了核心坍缩模型，细致描绘了中微子驱动的爆炸波如何挣脱铁核的引力束缚，并分析了不同质量恒星死亡时所产生的奇特核（如快速旋转的中子星或引力坍缩黑洞）的形成概率与初始条件的关系。对于Ia型超新星，则重点分析了白矮星的钱德拉塞卡极限与伴星吸积模式之间的微妙平衡。 黑洞与引力波天文学： 这一部分是本书的亮点。我们不再仅仅介绍史瓦西半径的概念，而是深入研究了克尔黑洞（旋转黑洞）的能层结构、事件视界附近的潮汐效应，以及普朗克尺度上的信息悖论。随后，本书详细回顾了LIGO和Virgo探测器捕获的引力波事件（GW150914及后续事件），并利用广义相对论的场方程，模拟了双中子星并合（Kilonovae）过程中重元素（如金和铂）的快速r-过程核合成路径。读者将得以一窥宇宙中最极端引力场中的物理定律是如何被“拉伸”和“扭曲”的。 第二卷：行星系统动力学与宜居性模型 本卷将视角收回至恒星周围的行星系统，探讨行星形成理论的最新进展以及系外行星的复杂环境。 原行星盘的演化与巨行星形成： 讨论了“核吸积模型”与“引力不稳定性模型”之间的争论，并引入了“气态盘碎裂模型”对快速形成气态巨行星的解释力。重点分析了圆盘中的雪线（Frost Line）对形成岩石行星和气态行星的决定性作用。 系外行星的表征与大气分析： 详细介绍了开普勒望远镜与TESS任务的数据处理方法，特别是如何通过凌星法精确计算出行星的半径和轨道周期。对于大气分析，本书引入了詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的中红外/近红外光谱数据，解析了HD 189733b等热木星的化学成分，探讨了大气逃逸机制及其对行星长期气候的影响。 系内行星的长期稳定性： 利用N体动力学模拟，分析了多体系统中的混沌现象。讨论了“利萨如区间”（Kirkwood Gaps）和“拉格朗日点”的稳定性边界。对于太阳系，本卷特别关注了柯伊伯带天体与奥尔特云天体的动力学起源，以及“尼斯模型”（Nice Model）对太阳系外行星迁移的解释力度。 第三卷：星系结构与宇宙大尺度结构 本卷将目光投向银河系之外，探索宇宙的宏观结构——星系如何形成、演化，以及它们如何组织成我们今日所见的宇宙网。 星系的形成与合并： 阐述了“自下而上”的星系形成理论，即小星系（矮星系）不断并合形成大星系。分析了星系合并对恒星形成率的影响（如“星系合并触发的恒星爆发”）。对比了螺旋星系（如我们的银河系）和椭圆星系的演化路径差异，重点讨论了星系中心的超大质量黑洞（SMBH）如何通过“活动星系核”（AGN）反馈机制，调节宿主星系的恒星形成速率，防止其过热。 暗物质的动力学证据： 深入探讨了暗物质在星系旋转曲线中的作用。本书将重点讲解“修正牛顿动力学”（MOND）理论如何试图在不引入暗物质的情况下解释观测现象，并随后利用宇宙微波背景辐射（CMB）数据和引力透镜效应，证明了冷暗物质（CDM）模型在解释大尺度结构中的不可替代性。 宇宙学原理与空间平直性： 本卷的理论高潮在于对宇宙学原理的探讨。读者将接触到弗里德曼方程组的推导，并分析了宇宙加速膨胀的观测证据——Ia型超新星的红移数据。最后，通过对CMB各向异性（如WMAP和普朗克卫星的B模式极化）的分析，确认了当前宇宙几何学的平直性。 第四卷：量子引力边缘与前沿猜想 作为本书的收官部分，本卷触及了当代理论物理学的前沿地带，探讨了试图统一广义相对论和量子力学的宏大理论。 弦理论与M理论的景观： 概述了弦理论如何将基本粒子视为振动的弦，并介绍了其对额外维度（Compactified Dimensions）的预测。详细讨论了M理论如何统一五种超弦理论，以及“全息原理”（Holographic Principle）在黑洞信息论中的应用。 循环宇宙与时间箭头： 探讨了超越标准大爆炸模型的理论，如“反弹宇宙”（Bouncing Cosmology）模型。分析了热力学第二定律如何定义时间的方向，并讨论了在低熵的早期宇宙中，引力熵（Gravitational Entropy）所扮演的关键角色。 信息的本质与时空结构： 本部分对物理学的基本构件提出了哲学层面的质疑。探讨了信息是否是宇宙的基本实体，以及时空是否只是更深层次物理定律的涌现现象。对量子纠缠和虫洞（Wormholes）在理论物理中的潜在关联进行了审慎的讨论。 《宇宙的低语：星辰与行星的秘密》要求读者具备扎实的微积分和基础物理学知识。它不仅仅是一本描述“已知”的书，更是一份邀请函，邀请读者一同站在现代科学的最前沿，聆听来自宇宙深处最细微、最深刻的低语。

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