Galaxy Formation and Evolution pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Cambridge University Press

作者:Houjon Mo

出品人:

页数:840

译者:null

出版时间:2010-05-31

价格:USD 99.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521857932

丛书系列:

图书标签:

• 天体物理
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• 宇宙背景
• 星系动力学

恒星的诞生与宇宙的演化：从原子云到星系群落 本书导言：探寻宇宙的宏伟史诗 自古以来，人类便对头顶的星空充满好奇与敬畏。那些闪烁的光点，究竟是如何聚集、诞生并演化成今日我们所见的浩瀚宇宙？本书旨在带领读者深入探索宇宙演化的核心机制，聚焦于物质从最原始的、近乎均匀的分布，逐步凝结成恒星、星系乃至星系团的漫长历程。我们将以严谨的物理学基础为指导，结合最新的天文观测数据，构建一幅关于宇宙结构形成与演化的宏伟画卷。这不是一本关于特定“星系形成与演化”的教科书，而是对驱动整个宇宙结构“基础设施”的构建过程的全面剖析。 第一部分：宇宙的黎明——早期宇宙的物理条件与微扰的起源 在本书的第一部分，我们将回溯至宇宙大爆炸后不久的时代。我们首先需要理解宇宙的早期状态：一个极度炽热、高能、充满等离子体的环境。我们将详细讨论宇宙微波背景辐射（CMB）的物理起源及其对早期宇宙密度的敏感编码。 关键在于理解线性密度微扰（Linear Density Perturbations）的产生机制。这些微扰，尽管幅度极小（约十万分之一），却是未来所有宇宙结构诞生的“种子”。我们将深入探讨暴胀理论（Inflationary Theory），阐释量子涨落如何在暴胀时期被拉伸至宇宙学尺度，并成为后续结构形成过程的初始条件。 随后，我们将分析物质的演化方程。在宇宙膨胀的背景下，重力如何作用于这些初始微扰？我们必须区分重子物质（Baryonic Matter）和暗物质（Dark Matter）。由于重子物质受到光子的强烈辐射压力（声波振荡），其在早期宇宙中难以坍缩。本书将详尽描述声学振荡（Acoustic Oscillations）如何塑造了早期物质的分布，并如何通过CMB和重子声学振荡（BAO）被观测到。暗物质，由于不与光子耦合，则可以不受抑制地开始聚集，为后来的星系奠定引力“脚手架”。 第二部分：引力支配下的坍缩——暗物质晕的形成与非线性增长 当宇宙膨胀减缓，温度下降到足以让物质自由复合（Recombination）时，引力开始占据主导地位。本书的第二部分聚焦于暗物质晕（Dark Matter Halos）的形成过程。 我们将运用傅里叶空间分析来描述物质密度的演化，并引入普朗克线性理论来预测结构增长的初始阶段。然而，随着时间推移，密度高的区域聚集了更多的物质，进入了非线性演化阶段。理解这个阶段至关重要。我们将介绍斯库茨克-伍尔夫（Press-Schechter）公式的物理基础，该工具允许我们根据特定时间点的密度峰值，估算具有特定质量的暗物质晕的丰度。 本书将详述分层形成（Hierarchical Formation）的理念：小的结构先形成，然后通过持续的引力合并，逐步“吞噬”或并合形成更大的结构。我们将探讨晕的合并树（Merger Trees）的概念，这是一个追踪单个暗物质结构从最初的微扰到今天巨大团块演化历史的数学框架。在此过程中，我们将讨论潮汐力（Tidal Forces）在解构较小结构和塑造较大晕形状中所起的作用。 第三部分：物质的汇聚与恒星的启动——气体动力学与第一批恒星 暗物质晕提供了引力势阱，但它们本身并不发光。真正的发光天体——恒星——的诞生，依赖于正常物质（气体）的冷却和坍缩。 本部分深入探讨星际介质（Interstellar Medium, ISM）的复杂物理学。气体如何从广阔的宇宙网（Cosmic Web）流入暗物质晕？我们必须考虑冷却机制：氢原子和氦原子如何辐射能量并失去热量，从而允许引力克服热压力？我们将分析不同密度和温度下主要的冷却路径，例如自由态冷却（Free-free emission）和金属线冷却。 特别地，本书将详细描绘第一代恒星（Population III Stars）的形成。这些恒星完全由早期宇宙的原始元素（氢和氦）构成，它们的形成过程与现代富含金属的气体云截然不同。由于缺乏有效辐射冷却的金属，第一代恒星倾向于坍缩成质量极大的天体（可能达到数百个太阳质量），它们的寿命极短，但它们的死亡（超新星爆炸）对宇宙的化学演化具有里程碑式的意义。我们将分析它们的爆炸模型及其对周围环境的反馈效应，这些效应极大地影响了后续恒星和星系的诞生速率。 第四部分：宇宙网的结构与星系团的形成——大尺度结构的几何学 宇宙并非均匀分布着孤立的星系。它们被组织在一个巨大的、类似蜘蛛网的结构中，即宇宙网（Cosmic Web），它由巨大的空洞（Voids）、稀疏的壁（Walls）、细长的纤维（Filaments）和高密度的星系团（Clusters）构成。 本书将用拓扑学和统计物理学的方法来描述这种网络结构。我们将介绍团块理论（Halo Excursion Set Theory）的演进，该理论可以从统计学上预测哪些区域的物质密度足以脱离背景密度而形成连接的结构。纤维作为气体输送的主要通道，其动力学特性至关重要。我们将分析气体在这些纤维中流动，最终汇聚到星系团中心的过程，这被称为冷却流（Cold Flows）。 最后，我们将聚焦于星系团这一宇宙中最大的、已达稳定结构的系统。我们将探讨星系团的内部动力学平衡（如维里定理的应用），以及它们如何通过不断并合而增长。这些过程不仅决定了星系的最终位置，也通过星系团反馈（Cluster Feedback）——如星系团中炽热的、高压的星系团介质（Intracluster Medium, ICM）的加热——深刻地影响了其中星系的演化历史。 结语：开放的前沿 本书提供了一个从微观涨落到宏观结构形成的统一框架。尽管我们已取得长足进步，但宇宙演化的研究仍充满挑战，特别是暗能量对结构生长的抑制效应以及星系内部复杂恒星形成与反馈过程的精确模拟，依然是当前天体物理学的前沿课题。本书的最终目标是为读者提供必要的理论工具和概念基础，以理解驱动宇宙物质形态演化的基本物理定律。

评分☆☆☆☆☆

2003年第一次见到莫老师的时候这部书的电子版书稿就已经在中国星系形成圈子里流传了好多时候了。那时还没有范登保加入作者行列。后来2007年去ＵＭＡＳＳ的时候，莫老师还在改这本书。直到我2009年回国，这书才终于付印。真是“都云作者痴，谁解其中味。” 星系形成领域近十年...

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自从我第一次在星空下仰望那片璀璨的银河，我就深深地被宇宙的神秘所吸引。这本书的名字，Galaxy Formation and Evolution，就像一把钥匙，似乎能够打开我心中长久以来对宇宙奥秘的探求之门。我对于书中会如何描绘宇宙从混沌走向秩序的过程感到无比期待。我想象着书中会有一章专门讲述早期宇宙的“婴儿期”，那里可能充满了原始的气体云，在引力的作用下，逐渐坍缩，点燃第一颗恒星，最终汇聚成最初的星系。我特别想知道，书中是否会提供一些关于宇宙早期化学演化的信息，比如第一代恒星死亡后，是如何将更重的元素散播到宇宙空间的，这些元素又是如何影响了后续恒星和行星的形成？而且，对于那些形状各异的星系，比如旋涡星系、椭圆星系，它们的形成过程和演化路径是否会有详尽的解读？我希望书中能够深入剖析星系合并、相互作用等动态过程，让我能够理解宇宙并非一成不变，而是一个充满活力、不断变化的动态系统。我也很想知道，书中是否会提及一些观测上的证据，比如来自哈勃望远镜或者詹姆斯·韦伯空间望远镜的最新图像，是如何帮助我们揭示星系形成和演化的秘密的。

评分☆☆☆☆☆

每当我凝视夜空，看到那些遥远的星光，我就不禁思考，这些点点星光是如何汇聚成今天我们所见的星系的？Galaxy Formation and Evolution 这个名字，仿佛就是一条通往宇宙深处的导航。我期望书中能够深入探讨星系演化中的关键驱动因素，例如超新星爆发、黑洞吸积盘的辐射，以及星系碰撞带来的“扰动”。我特别好奇，恒星的“死亡”过程，比如超新星爆发，是如何将元素播撒到宇宙空间，并为下一代恒星和行星的形成提供“原料”的？书中是否会详细介绍不同质量恒星的演化路径，以及它们对星系化学演化的贡献？而且，我对于星系中心超大质量黑洞的作用也充满疑问，它们是如何影响星系内部恒星的运动，以及抑制或者促进恒星形成的？书中是否会提供一些关于黑洞活动区（AGN）的研究成果，以及它们如何通过反馈机制影响星系演化？我也希望书中能够涵盖一些关于观测方法和理论模拟的介绍，比如如何通过光谱分析来研究星系的化学成分和运动学特征，或者如何利用数值模拟来重现星系的形成和演化过程。

评分☆☆☆☆☆

我一直以来都对星系这个宏大的概念充满敬畏。Galaxy Formation and Evolution 这个书名，勾起了我对宇宙最根本的疑问。我希望书中能够清晰地阐述星系形成的基本物理原理，比如引力在物质聚集中的作用，气体冷却和辐射对星系形成的影响，以及不同环境下星系形成可能存在的差异。我特别想了解，在宇宙早期，是否存在一些特别有利的条件，使得第一批星系能够迅速形成？书中是否会介绍一些关于宇宙“重子声学振荡”的理论，以及它在解释早期宇宙结构形成中的作用？而且，对于那些孤立的星系，以及星系团中的星系，它们的形成和演化过程是否会有所不同？书中是否会探讨星系在不同环境中的行为差异，比如在致密星系团中，星系的演化是否会受到更强烈的潮汐力或者气体剥离的影响？我也希望书中能够提及一些关于星系“生命周期”的概念，它们是如何从诞生走向成熟，又将如何经历衰老和可能的“死亡”？

评分☆☆☆☆☆

对于任何一个对宇宙充满好奇的人来说，理解星系是如何形成和演变的，就像是解开宇宙最核心的秘密之一。Galaxy Formation and Evolution 这个书名，本身就充满了吸引力。我希望书中能够以一种循序渐进的方式，从最基本的物理概念讲起，逐步深入到复杂的星系演化理论。我特别期待书中能够提供一些关于星系形成过程中“物质流入”和“物质流出”机制的详细解释，比如星系的“吸积”过程，以及黑洞喷流和星风如何将物质从星系中“吹走”。书中是否会详细介绍这些过程对星系质量、恒星形成率以及化学成分的影响？而且，我对于星系在宇宙中的“大尺度结构”中的地位也充满好奇，它们是如何聚集形成星系团和超星系团的？书中是否会介绍一些关于宇宙网格结构形成和演化的理论，以及星系在其中的分布规律？我也希望书中能够涵盖一些关于星系演化的“未解之谜”，比如为什么有些星系的恒星形成会突然停止，或者为什么有些星系中心存在着如此巨大的黑洞？

评分☆☆☆☆☆

我一直对宇宙的“过去”和“未来”充满遐想。这本书，Galaxy Formation and Evolution，这个名字本身就承载着一份对时间维度的探索。我希望书中不仅仅是停留在描述星系“现在”的样子，而是能带我穿越时空，去见证星系的诞生、成长、以及可能的消亡。我特别期待书中能够有关于星系动力学方面的内容，比如星系内部恒星的运动规律，黑洞在星系演化中所起到的作用，以及星系团的形成和结构。我很好奇，在浩瀚的宇宙中，是否有一些“特殊”的星系，它们的形成过程与众不同，或者它们经历了更加戏剧性的演化？书中是否会介绍一些我们目前还无法完全解释的现象，比如为什么有些星系看起来如此古老，而有些又显得非常年轻？而且，我对于宇宙的“终极命运”也充满好奇，星系最终会走向何方？它们会继续碰撞合并，还是会被黑暗能量逐渐拉远，最终消失在视线之外？我希望这本书能够提供一些关于宇宙未来演化的最新理论和预测，让我能够对宇宙的长期发展有一个更清晰的认知。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，星系不仅仅是恒星的集合，更是宇宙演化史的宏大画卷。Galaxy Formation and Evolution 这个书名，承诺着一次深刻的宇宙探索之旅。我期望书中能够深入剖析星系演化中的不同阶段，从早期宇宙的“黎明”，到星系形成和增长的“活跃期”，再到如今的“成熟期”，甚至可能走向“老年期”。我特别想了解，宇宙膨胀是如何影响星系形成和演化的？书中是否会讨论暗能量在宇宙演化中所扮演的更深层次的角色，以及它如何影响星系的聚集和分布？而且，我对于那些“特殊”的星系，比如矮星系、超致密矮星系，它们的形成过程是否与我们常见的星系有所不同？书中是否会提供一些关于这些小型星系的形成机制和演化路径的深入探讨？我也希望书中能够涵盖一些关于观测技术进步如何推动我们对星系理解的讨论，比如韦伯望远镜等新一代观测设备的出现，是如何帮助我们观测到更遥远的早期星系的？

评分☆☆☆☆☆

我对宇宙的敬畏感，很大程度上源于对星系形成和演化过程的好奇。Galaxy Formation and Evolution 这个书名，正好击中了我内心深处对宇宙奥秘的渴望。我希望书中能够全面地介绍星系的分类方法，从最初的哈勃序列，到更精细的分类标准，以及不同类型星系在形成和演化过程中所表现出的独特性。我特别想了解，为什么有些星系呈现出明显的螺旋结构，而有些则完全没有？书中是否会详细解释形成螺旋臂的机制，比如密度波理论？而且，我对于“星系合并”这一过程也充满了探究的兴趣，它在星系演化中扮演着怎样的角色？书中是否会提供一些关于星系合并对星系形态、恒星形成活动以及中心黑洞成长的影响的案例分析？我也希望书中能够涉及一些关于星系“生命周期”的理论，比如“熄灭”的星系是如何形成的，以及星系在宇宙大尺度结构中的分布有何规律？

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引人，那种深邃的蓝色背景，点缀着无数璀璨的星辰，仿佛将整个宇宙的宏伟尽收眼底。我作为一个对宇宙充满好奇的普通读者，拿到这本书的时候，内心涌动着一种莫名的激动，期待着能够在这字里行间找到我一直以来对宇宙起源和星系演化的疑问的答案。我尤其对那些关于早期宇宙的描述感兴趣，比如大爆炸之后的第一个恒星是如何形成的，第一批星系又是在怎样的条件下孕育出来的。我希望书中能够用清晰易懂的语言，即使是对于非专业人士，也能理解那些复杂的物理过程和天文现象。我期待的不仅仅是理论知识的堆砌，更希望能够通过精美的插图和图表，直观地感受宇宙的浩瀚与神奇。例如，我希望书中能够有详细描绘星系碰撞合并过程的动画模拟或者精美的艺术想象图，能够让我感受到宇宙中发生的那些波澜壮阔的“大事件”。同时，我也非常好奇那些关于暗物质和暗能量的最新研究成果，它们在星系形成和演化过程中扮演着怎样的角色？书中是否会深入探讨这些神秘的组成部分，并解释它们是如何影响我们所见的宇宙结构的？我希望这本书能够解答我心中关于宇宙的一些“为什么”，让我能够更好地理解我们所处的这个宏伟宇宙。

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我一直对宇宙中那些壮丽的星系景象着迷，从螺旋臂优雅的旋涡星系，到弥散的椭圆星系，它们各自诉说着不同的故事。这本书，Galaxy Formation and Evolution，似乎正好能满足我这份探求的欲望。我特别希望书中能够详细介绍星系形成初期的“原材料”——原始宇宙中的冷气体和暗物质。这些物质是如何在引力作用下聚集，形成最初的“结构”的？书中是否会深入探讨暗物质在星系形成中的关键作用，以及我们是如何通过观测星系旋转曲线等证据来推断暗物质存在的？我对于早期宇宙中的第一批恒星和第一批星系也充满好奇，它们与我们现在看到的星系有何不同？书中是否会提及一些关于“第一代”恒星和星系的观测发现，以及它们是如何为后来的宇宙演化奠定基础的？而且，我非常想知道，星系的“合并”过程是如何进行的，它对星系的形态、结构以及恒星形成活动会产生怎样的影响？书中是否会提供一些经典的星系合并案例分析，以及相关的模拟结果？

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作为一名对天文现象怀有浓厚兴趣的爱好者，我一直在寻找一本能够系统性地介绍星系形成和演化过程的书籍。Galaxy Formation and Evolution 这个书名，正是我所追求的。我非常希望书中能够包含对不同类型星系形成机制的详细阐述，例如，旋涡星系的盘状结构是如何形成的？椭圆星系为什么通常是球状或者椭球状的？书中是否会讨论星系形成过程中，物质聚集的“种子”究竟是什么？是宇宙微波背景辐射中的微小密度涨落，还是其他我们尚未知晓的机制？我期待书中能够提供清晰的图示，展示从原始气体云到早期原星系，再到如今我们所见的复杂星系结构的演变过程。此外，我对于星系内部的恒星形成区域，比如星暴星系，以及它们为何会如此活跃，也充满好奇。书中是否会深入探讨驱动这些星暴过程的物理机制，以及它们对星系整体演化的影响？我也希望书中能够涉及一些最新的观测技术和理论模型，比如利用引力透镜效应来研究遥远星系，或者通过数值模拟来重现星系的形成过程。

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