Origin of Matter and Evolution of Galaxies pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Suda, Takuma (EDT)/ Nozawa, Takaya (EDT)/ Ohnishi, Akira (EDT)/ Kato, Kiyoshi (EDT)/ Fujimoto, Masay

出品人:

页数:518

译者:

出版时间:2008-7

价格:$ 246.34

装帧:

isbn号码:9780735405370

丛书系列:

图书标签:

• 宇宙学
• 星系演化
• 物质起源
• 暗物质
• 暗能量
• 大爆炸
• 宇宙结构
• 引力
• 天体物理
• 观测宇宙学

好的，这是一份关于一本名为《物质起源与星系演化》的书籍的详细简介，内容将完全聚焦于该书可能涵盖的主题，避免提及您给出的书名以外的任何内容。 宇宙的蓝图：从基本粒子到宏伟星系结构 一部深入探索宇宙基本构成与结构形成史诗的权威著作 本书是一部宏大叙事的科学专著，它带领读者踏上了一段跨越138亿年宇宙历史的探索之旅。我们不再将宇宙视为静止的背景，而是将其视为一个充满动态演化、从最微小的量子涨落发展到当前宏大星系网络结构的过程。这部作品的核心目标是解构“我们从何而来，我们如何到达此处”这一根本性问题，通过严谨的物理学原理和精密的观测数据，勾勒出宇宙物质的起源、基本构成的形成，以及这些物质如何聚集、碰撞、重塑，最终塑造出我们今天所见壮丽的宇宙图景。 第一部分：时空的黎明与基本物质的诞生 本书的开篇，我们将时间拨回到宇宙的最初瞬间——大爆炸的奇点与极早期膨胀。 宇宙的创世纪：暴胀与暴胀后的世界 我们首先探讨的是宇宙暴胀理论，这是理解当前宇宙均匀性和结构起源的关键。书中详细阐述了暴胀机制如何通过极速的指数膨胀，将量子尺度的涨落放大至宇宙学尺度，为后续所有结构的形成播下了种子。随后，我们将深入分析暴胀后的再加热过程，以及夸克-胶子等离子体如何冷却并形成我们今天熟悉的物质基本单元。 基本粒子的乐章与对称性的破缺 物质的“积木”——基本粒子物理学构成了本书的基石之一。书中细致回顾了标准模型的构建，并探讨了粒子质量的起源（如希格斯机制）。更关键的是，章节聚焦于宇宙早期温度极高时，物理定律中的对称性是如何破缺的。我们追溯了电弱对称性破缺和夸克-胶子简并的消失，这些事件定义了物质（电子、质子、中子）的诞生，并解释了为什么宇宙最终表现出物质过剩而非纯粹的反物质。 核合成的熔炉：宇宙的第一批元素 随着宇宙冷却到特定阈值，质子和中子开始结合。本书对大爆炸核合成（BBN）进行了详尽的建模和分析。我们不仅重述了 BBN 如何成功预测了氢、氦和微量锂的丰度，这些丰度与当前宇宙学观测结果的惊人一致性，更是早期宇宙物理学的铁证。然而，书中也深入讨论了 BBN 的局限性，特别是它无法解释比锂更重的元素——这为后续恒星内部的核合成留下了悬念。 第二部分：黑暗时代的过渡与第一代恒星的觉醒 在核合成完成后，宇宙进入了漫长的“黑暗时代”。这一阶段的特征是物质高度分散，缺乏有效的光源，直到引力开始发挥其主导作用。 中性时代的宇宙学：复合与宇宙微波背景 我们将详细审视“复合”时期，即电子和原子核结合形成中性原子（主要是氢和氦）的事件。这一事件导致了光子与物质的解耦，形成了我们今天观测到的宇宙微波背景（CMB）。本书对 CMB 的各项观测参数（如温度各向异性、偏振信息）进行了深刻的解读，强调 CMB 提供了早期宇宙物质密度涨落的快照，是理解结构形成的最初图谱。 暗物质的统治与结构的初始骨架 结构形成理论的核心在于暗物质。本书坚信暗物质是驱动宇宙巨尺度结构形成的“骨架”。章节详细阐述了冷暗物质（CDM）模型如何通过引力坍缩形成最初的密度涨落区域——原初晕（Proto-halos）。书中通过数值模拟和理论推导，展示了暗物质晕如何像无形的支架一样，捕获并聚集了普通物质。 宇宙的点亮：第一代恒星（Population III）的诞生 黑暗时代的终结标志着第一批恒星的诞生。这些被誉为“第三星族”的恒星，完全由核合成产生的原始元素（H和He）构成，质量极其巨大，寿命极其短暂。本书重建了这些巨星的形成环境和物理特性，并探讨了它们对早期宇宙的深刻影响：它们是宇宙中所有重元素的初始“播种者”，它们的超新星爆发将碳、氧等元素抛洒到星际介质中，为下一代恒星和行星的形成铺平了道路。 第三部分：从星系形成到宇宙网的构建 随着第一代恒星的死亡和重元素的积累，宇宙的结构演化进入了加速阶段。 星系的童年与合并的驱动力 本书将注意力转向了星系尺度的物理学。我们探讨了星系形成的主要机制：小尺度暗物质晕的不断并合和吸积。书中详细分析了星系并合在塑造星系形态（从矮星系到旋涡星系乃至椭圆星系）中所扮演的关键角色。通过对星系生命周期的追踪，我们审视了恒星形成率的演化、恒星形成的气体供需平衡，以及星系反馈（如超新星和活动星系核喷流）对自我调节的影响。 星系团与宇宙大尺度结构的形成 当单个星系汇集成更庞大的集合体时，宇宙学尺度上的结构开始显现。本书深入研究了星系团和超星系团的形成动力学。我们分析了引力不稳定性和暗物质晕的持续增长如何塑造出我们今天观测到的“宇宙网”——由空洞、纤维和节点构成的三维结构。对星系团内部物理过程的分析，包括星系曳流、气体冷却和中心超大质量黑洞的活动，解释了星系团如何成为宇宙中最热、最有效率的恒星形成抑制区域之一。 黑洞与星系的共同演化 一个重要的主题是中心超大质量黑洞（SMBH）与宿主星系之间的协同演化。本书认为，黑洞的吸积和喷流活动（即活动星系核，AGN）并非仅仅是星系演化中的一个副产品，而是调节星系气体冷却和恒星形成过程的关键反馈机制。通过模型模拟和观测证据，我们揭示了 SMBH 的质量如何与宿主星系的恒星质量或速度弥散度存在精确的标度关系，暗示了它们在宇宙历史中同步成长的命运。 结论：未解之谜与未来展望 在总结部分，本书回顾了当前宇宙学模型的主要成功，并诚实地指出了尚未解决的核心问题。这包括暗物质和暗能量的本质、早期宇宙物理学（如暴胀的精确细节）的进一步验证，以及极端环境下恒星和黑洞的形成过程。本书的结论强调，对宇宙物质起源和星系演化的探索，是人类理解自身在宇宙中位置的永恒追求。它不仅是一部历史记录，更是指引未来观测和理论物理学前沿方向的灯塔。 这部著作的深度和广度，旨在为物理学、天文学和宇宙学领域的学生、研究人员以及对宇宙奥秘充满热情的公众，提供一个全面、整合且富有洞察力的视角，去理解我们所处的这个从极热、极密状态走向无限广袤与结构复杂性的宏伟宇宙。

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