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出版者:Cornell University Press

作者:Robert G. B. Reid

出品人:

頁數:405

译者:

出版時間:1985-8

價格:USD 49.95

裝幀:

isbn號碼:9780801418310

叢書系列:

圖書標籤:

• 進化論
• 生物學
• 自然選擇
• 遺傳學
• 達爾文
• 物種起源
• 生命科學
• 科學
• 進化
• 生物進化

跨越星辰的史詩：關於宇宙大爆炸與早期宇宙的探索 書名： 宇宙的黎明：從奇點到星係的誕生 作者： 艾莉亞·凡德爾（Aria Vandel） 齣版社： 穹頂之光齣版（Celestial Dome Press） --- 內容簡介： 《宇宙的黎明：從奇點到星係的誕生》是一部宏大敘事與精微計算並重的科普巨著，它帶領讀者深入人類知識的邊界，追溯宇宙誕生之初那段最為神秘、也最為激烈的曆史。本書的核心目標是解構宇宙從一個無限緻密、無限熾熱的“奇點”狀態，如何演化為我們今天所見的浩瀚、結構化的時空。 這不是一部關於生物演化或物種變遷的著作，而是聚焦於物理宇宙學的根基，探索物質、能量、空間和時間如何形成的基本框架。 第一部分：時間之初——奇點與暴脹的時代 本書的第一部分將讀者置於“時間零點”的前後。我們從對愛因斯坦廣義相對論在極高能量密度下的局限性入手，探討瞭當前理論物理學如何試圖描述普朗剋時期（$10^{-43}$秒）的物理狀態。作者並未停留於抽象的數學概念，而是通過生動的類比，解釋瞭量子引力理論（如弦理論或圈量子引力）試圖解決的根本矛盾：如何將引力納入量子力學的框架。 隨後，本書詳細闡述瞭宇宙暴脹理論。暴脹不僅僅是宇宙快速膨脹的一個假設，它成功解釋瞭可觀測宇宙的平坦性、視界問題和磁單極子缺失問題。書中深入剖析瞭“暴脹場”（Inflaton Field）的性質，描繪瞭宇宙在$10^{-36}$秒到$10^{-32}$秒之間，以指數級速度膨脹的壯闊景象。這一時期的物理學是高能物理的終極戰場，作者詳細迴顧瞭對暴脹模型進行驗證的間接證據——早期宇宙背景輻射（CMB）中的微小溫度波動。 第二部分：熾熱的湯——誇剋紀元與核閤成 暴脹結束後，宇宙進入瞭再加熱階段，能量轉化為物質與反物質。本書的第二部分專注於描述這鍋“基本粒子湯”的演化。 誇剋-膠子等離子體： 讀者將跟隨作者的筆觸，經曆宇宙溫度從數萬億開爾文逐漸下降的過程。在極高的溫度下，物質以誇剋和膠子的形式存在，無法結閤成穩定的質子和中子。作者詳細介紹瞭電弱對稱性破缺，這是導緻宇宙中物質多於反物質的關鍵事件，並探討瞭重子發生不對稱性的潛在機製（如CP破壞）。 質子與中子的形成： 當溫度降至約$10^{-6}$秒時，宇宙冷卻到足以使誇剋禁閉（Confinement），形成瞭我們熟悉的質子和中子。本書詳細分析瞭強相互作用力的精確行為，解釋瞭為何這些基本構件能夠穩定存在。 太初核閤成（BBN）： 宇宙誕生後約三分鍾，溫度降至約十億開爾文，此時核聚變開始。本書詳盡地模擬瞭這一關鍵時期，解釋瞭宇宙中氫、氦以及微量鋰的豐度是如何確定的。BBN的結果是現代宇宙學最堅實的證據之一，它精準預測瞭宇宙中輕元素的比例，而這些比例與今天觀測到的星係氣體豐度驚人地吻閤。 第三部分：黑暗時代的降臨與第一束光 在核閤成結束後，宇宙進入瞭一個漫長的“黑暗時代”。這一時期持續瞭約三十八萬年，沒有恒星發光，宇宙是一片不透明的等離子體迷霧。 復閤時期（Recombination）： 本書用大量的篇幅來解析這一宇宙曆史上的轉摺點。當溫度降至約3000開爾文時，自由電子終於被原子核捕獲，形成瞭中性原子。這一事件的意義在於，它使得光子首次能夠自由傳播，撕開瞭宇宙的“麵紗”。這第一束自由光，經過138億年的漫長旅程，到達我們今天觀測到的形式，便是宇宙微波背景輻射（CMB）。 本書將CMB視為“嬰兒宇宙的X光片”，詳細解析瞭普朗剋衛星和WMAP等任務的數據，解釋瞭溫度漲落的各嚮異性（Anisotropy）所蘊含的物理信息，包括暗物質和暗能量的密度參數。 黑暗時代的結構形成： 復閤期之後，宇宙中充滿瞭中性氫和氦，以及看不見的暗物質。本書重點探討瞭暗物質在引力坍縮中的核心作用。暗物質不發光、不與光發生相互作用，但其引力充當瞭“種子”，吸引普通物質聚集。本書詳細描述瞭冷暗物質（CDM）模型如何解釋早期宇宙中的微小密度擾動如何演化成巨大的引力勢阱。 第四部分：黎明的曙光——第一代恒星的誕生 本書的最後部分，將目光聚焦於黑暗時代的終結——再電離時期的開始。 第一代恒星（Population III Stars）： 隨著暗物質暈的不斷聚集和冷卻，第一團氣體雲在引力作用下坍縮。這些恒星完全由核閤成産生的氫和氦構成，不含任何重元素（金屬）。本書推測瞭這些恒星的極端性質：它們可能質量巨大（數百倍於太陽），壽命極短，並且燃燒溫度極高。它們的爆發（超新星）是宇宙中第一個將碳、氧等重元素播撒到宇宙空間的事件。 再電離： 這些初代恒星發齣的強烈紫外綫輻射，開始將周圍的中性氫重新電離化，將宇宙從黑暗時代推嚮瞭可見的黎明。這是一個復雜的多尺度過程，涉及到星係、類星體和宇宙網的相互作用。 總結與展望 《宇宙的黎明》並非旨在提供終極答案，而是梳理瞭我們理解宇宙起源所依賴的理論基礎、觀察證據和未解之謎。它詳盡地描繪瞭從一個無結構、高能的量子泡沫，如何通過暴脹、對稱性破缺、核閤成、復閤期，最終孕育齣構成今天所有結構——從星係到生命——的原材料。 本書的讀者將獲得對宇宙學標準模型（Lambda-CDM）的深刻理解，同時也將被帶到物理學的前沿，思考諸如量子引力、暗物質本質以及宇宙最終命運等宏大議題。它是一封寫給宇宙最早期曆史的情書，一本關於物質、能量和時空起源的百科全書。

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