个别指导式远程学习 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:清华大学出版社

作者:Sigrun Gunnarsdottir

出品人:

页数:264

译者:刘惠芬

出版时间:2004-9-1

价格:19.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302092599

丛书系列:

图书标签:

• 系统思考
• 远程学习
• 个性化学习
• 指导教学
• 在线教育
• 学习方法
• 教育技术
• 教学设计
• 学习策略
• 教育心理学
• 自主学习

《深邃的时空之舞：宇宙学前沿探索》 内容简介 本书并非聚焦于教育方法论或个体辅导的特定技术，而是带领读者深入宇宙最宏大、最神秘的领域——现代宇宙学的前沿。我们探讨的，是关于时间、空间、物质与能量的终极本质，以及我们所处的这个宇宙如何诞生、演化至今，并最终将走向何方的宏大叙事。 本书的叙事结构围绕三个核心支柱展开：极早期宇宙的奥秘、暗物质与暗能量的幽灵、以及引力波时代的全新观测窗口。 第一部分：创世的余晖——极早期宇宙的物理学 我们从“奇点”的边缘开始，审视大爆炸理论（Big Bang Theory）的基石与局限。第一章“暴胀的疆界”详细剖析了宇宙暴胀理论（Cosmic Inflation）如何解决了视界问题和磁单极子问题，并预测了宇宙微波背景辐射（CMB）中极微小的温度涨落。我们引入了量子场论在弯曲时空中的应用，探讨了暴胀结束后，能量如何转化为我们今天所观测到的粒子和辐射——这个被称为“再加热”（Reheating）的过程。 接下来的章节将深入研究宇宙的“婴儿期”。我们将详细介绍原初核合成（Big Bang Nucleosynthesis, BBN）的物理过程，探讨轻元素（氢、氦、锂）的丰度如何作为早期宇宙物理定律的“化石记录”。我们不仅计算了中子与质子的自由转换率，还分析了在不同宇宙常数下BBN可能产生的偏差，这为检验标准宇宙学模型提供了关键的量化依据。 本书的此部分还引入了相变（Phase Transitions）的概念。在宇宙极早期，温度极高，基本力处于统一状态。随着冷却，电弱对称性破缺、夸克禁闭等过程如何发生？我们分析了可能的一阶相变遗留下的“畴壁”（Domain Walls）或“宇宙弦”（Cosmic Strings）等拓扑缺陷，以及它们是否可能留下可被现代仪器探测到的引力波特征。 第二部分：幽灵的构成——暗物质与暗能量的粒子本质 本书的第二部分完全致力于宇宙中占绝大多数（约95%）的神秘成分：暗物质和暗能量。我们不满足于仅仅描述它们对星系旋转曲线和宇宙膨胀的影响，而是深入探讨了粒子物理学与宇宙学的交叉点。 2.1 暗物质的候选者 我们系统地回顾了主流的暗物质理论模型。从最简单的弱相互作用重粒子（WIMPs），通过交叉截面和热遗迹的计算，推导出其在标准模型之外的可能质量范围。随后，我们转向更轻的候选者，如轴子（Axions），探讨了它们如何从解决强CP问题中自然产生，并分析了如ADMX等实验如何试图在超强磁场中“捕获”这些极轻的粒子。 此外，本书还探讨了原初黑洞（Primordial Black Holes）作为暗物质的可能性，分析了它们在引力透镜效应和背景辐射中的信号特征。我们对“冻结出”的暗物质（Freeze-in）和“热遗迹”的暗物质模型进行了详尽的比较，强调了未来地下直接探测实验（如LUX-ZEPLIN）和间接探测（如对高能伽马射线的搜寻）如何协同工作以排除或确认WIMP模型。 2.2 暗能量的挑战与新引力理论 暗能量，驱动宇宙加速膨胀的斥力场，是现代物理学最大的未解之谜之一。本书的这一部分将宇宙学常数问题（Vacuum Catastrophe）置于核心地位，并详细阐述了为什么量子场论对真空能量的预测会比实际观测值高出 $10^{120}$ 量级。 我们超越了最简单的$Lambda$CDM模型，深入研究了动态暗能量理论。昆托斯（Quintessence）模型被详细分析，重点在于其标量场的演化方程和位能函数的选择。我们还探讨了更激进的理论，如哈密顿-雅可比引力（f(R) Gravity），这些理论试图通过修改爱因斯坦场方程来解释加速膨胀，而不必引入新的物质成分。我们利用最新的Supernova Type Ia观测数据（如Pantheon+样本）来约束这些修改引力理论中的关键参数。 第三部分：信息时代的引力学——多信使天文学的革命 随着引力波探测器（LIGO/Virgo/KAGRA）和中微子望远镜的投入运行，我们进入了一个全新的宇宙观测时代。本书的第三部分聚焦于如何利用多信使天文学（Multi-Messenger Astronomy）来检验广义相对论在极端条件下的有效性，并绘制宇宙的动态结构。 3.1 引力波的宇宙学应用 我们详细解析了由双中子星并合（GW170817）事件所带来的革命。通过同时测量引力波信号和电磁对应体，我们首次获得了对哈勃常数的独立测量，这对于解决当前“哈勃张力”（Hubble Tension）问题至关重要。本书分析了引力波信号的“啁啾质量”（Chirp Mass）如何与合并后产生的千新星（Kilonova）的元素合成过程相关联。 此外，我们探讨了超大质量黑洞并合（SMBHBs）产生的低频引力波背景。利用脉冲星计时阵列（PTA）对这些背景噪声的探测，我们期望能揭示宇宙中早期的结构形成史，甚至探测到早期宇宙相变遗留下的引力波“轰鸣声”。 3.2 黑洞、时空结构与信息悖论 本书最后一部分聚焦于广义相对论最极端的预测——黑洞。我们探讨了视界两侧的量子效应，从霍金辐射的半经典推导到著名的黑洞信息悖论。我们检视了防火墙（Firewall）理论与软毛（Soft Hair）理论等前沿解决方案，它们试图在量子力学和广义相对论的冲突中寻求调和。 我们还介绍了事件视界望远镜（EHT）对M87和人马座A的观测。这些观测数据不仅验证了爱因斯坦理论对强引力场的描述，还通过对阴影形状的测量，对替代黑洞模型（如玻色子星或法拉利-金斯圆盘）施加了严格的限制。 总结与展望 《深邃的时空之舞：宇宙学前沿探索》以严谨的物理学基础为依托，辅以最新的实验和观测数据，为读者构建了一幅当前人类认知中最前沿的宇宙图景。它探讨的不是教育的细节，而是我们如何从最基础的数学和物理定律出发，理解整个时空结构、物质的起源以及宇宙的最终命运。本书旨在激发读者对宇宙终极问题的深层思考。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆