时空的大尺度结构 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:湖南科学技术出版社

作者:[英] 史蒂芬·霍金

出品人:

页数:391 页

译者:王文浩

出版时间:2006年5月1日

价格:48.0

装帧:平装

isbn号码:9787535745705

丛书系列:

图书标签:

• 霍金
• 物理学专著
• 科学人文
• 物理
• 科普及科技史
• 相对论
• 物理教材
• 数学物理
• 宇宙学
• 天文学
• 物理学
• 结构形成
• 暗物质
• 暗能量
• 宇宙大尺度结构
• 观测宇宙学
• 数值模拟
• 红移巡天

好的，这是一本关于宇宙学和广义相对论的图书简介，不涉及《时空的大尺度结构》的内容，旨在深入探讨宇宙演化中的关键物理过程和理论框架： --- 《星系形成与宇宙网的动力学演化》 内容简介 本书深入剖析了现代宇宙学中关于物质在宇宙尺度上如何聚集和分布的核心问题——星系形成与宇宙网的动力学演化。本书旨在为读者构建一个从微观粒子到宏观结构形成的全景图，侧重于冷暗物质主导的结构形成理论（Lambda-CDM模型）的详细阐述，并结合最新的观测数据，特别是大型星系巡天和宇宙微波背景辐射（CMB）的发现，来检验和完善现有模型。 第一部分：宇宙背景与早期宇宙 本书的开篇将回顾标准宇宙学模型的基本框架，从爱因斯坦的广义相对论出发，推导出弗里德曼方程，奠定描述宇宙膨胀和演化的理论基础。我们将详细探讨暴胀理论（Inflation），解释其如何解决早期宇宙中的视界问题和磁单极子问题，并阐明暴胀如何作为结构形成的“种子”——在极早期产生的量子涨落如何被放大并固化为原初密度扰动。 接着，我们将聚焦于早期宇宙的等离子体。这部分将详细介绍宇宙的复合（Recombination）时期，电子与质子结合形成中性氢原子的关键事件。我们不会仅仅停留在事件本身，而是深入解析宇宙微波背景（CMB）的物理起源，解释其温度和极化各向异性的物理意义，特别是声子振荡（Acoustic Oscillations）如何在CMB中留下清晰的物理印记，这些印记是检验暗物质和暗能量本质的关键线索。 第二部分：冷暗物质与线性引力扰动 理解宇宙网的形成，关键在于理解冷暗物质（CDM）的作用。本书将详细阐述CDM的特性——非相对论性、弱相互作用，以及它如何主导了宇宙中绝大多数的引力势能。我们将建立线性引力理论下的物质密度扰动方程。在这阶段，物质的演化主要由引力驱动，密度对比度 $delta(mathbf{x}, t)$ 随时间近似以幂律增长。 我们会详细推导功率谱 $P(k)$ 的演化过程。功率谱是描述宇宙中结构初始分布的统计量，它捕捉了不同尺度上密度波动的强度。重点讨论物质迁移函数（Transfer Function），它描述了早期暴胀产生的功率谱如何被早期宇宙的流体动力学（声子阻尼、重子声速）以及暗物质的自由漂移（Free Streaming）效应所塑造。功率谱的精确计算是连接理论预测与观测数据之间的桥梁。 第三部分：非线性结构形成与暗物质晕的演化 随着宇宙的膨胀，密度较高的区域开始坍缩，结构形成进入非线性阶段。本书将引入斯塔茨（Press-Schechter）理论，这是一种半解析方法，用于估计特定质量阈值下暗物质晕（Halo）的丰度。我们将推导斯塔茨公式，并讨论其局限性，例如它主要基于球对称坍缩的近似。 为了更精确地模拟非线性演化，我们将详细讨论N体模拟（N-body Simulations）的方法论。这部分会介绍如何将宇宙学参数转化为初始条件，如何利用层次化方法（如树码或粒子网格法）来高效计算引力相互作用，以及如何从模拟数据中提取出关键的结构属性，例如晕的质量函数（Halo Mass Function）和晕的密度剖面（如NFW剖面）。 第四部分：星系的诞生与宇宙网的拓扑结构 暗物质晕是星系形成的“骨架”。本书将深入探讨星系形成过程（Galaxy Formation），即如何将冷暗物质晕中的气体冷却、塌缩并转化为恒星。我们将分析反馈机制（Feedback）在调节星系形成中的关键作用，特别是来自超新星爆炸和主动星系核（AGN）的能量注入如何抑制低质量星系中过度的恒星形成，从而解释观测到的星系丰度与质量之间的关系。 最后，本书将把焦点从单个结构扩展到宇宙网的整体拓扑结构。我们将探讨宇宙网的几何特征，如长城、空洞和纤维结构。通过团簇分析（Foam Analysis）或最小生成树（Minimum Spanning Tree）等拓扑学工具，我们将研究不同环境中（高密度团簇核心、稀疏的空洞边缘）星系演化的差异性，揭示引力作用下物质分布的内在秩序与随机性。 本书特色： 理论与模拟并重： 严谨地推导了从线性理论到非线性动力学的关键解析公式，并结合现代大规模N体模拟的结果进行验证。 深入物理机制： 不仅描述了现象，更侧重于解释如暴胀、复合、流体不稳定性和反馈机制等物理驱动力。 面向前沿： 讨论了暗物质性质（例如温暗物质的效应）如何影响早期功率谱的衰减，以及未来观测（如詹姆斯·韦伯太空望远镜、欧几里得任务）将如何检验这些模型。 本书适合高年级本科生、研究生以及从事天体物理学、宇宙学研究的专业人员和爱好者。它提供了一套完整的工具箱，用于理解我们宇宙宏观结构的形成与演化。

评分☆☆☆☆☆

本书的一个亮点就是数学水平低了你看不懂······这是唯一的一点促使他成为专业化的专业书·····

评分☆☆☆☆☆

本书的一个亮点就是数学水平低了你看不懂······这是唯一的一点促使他成为专业化的专业书·····

评分☆☆☆☆☆

霍金說1973年他和喬治.埃利斯合作出版了這本兒書之後，他一度感到有些無所事事了。他的研究工作證明了廣義相對論在奇點處崩潰，所以，很明顯下一步是將非常大的理論（廣義相對論）和非常小的理論（量子論）結合起來。 他本人特別想知道，可以存在一個這樣的原子嗎？它的核是在...  

评分☆☆☆☆☆

霍金說1973年他和喬治.埃利斯合作出版了這本兒書之後，他一度感到有些無所事事了。他的研究工作證明了廣義相對論在奇點處崩潰，所以，很明顯下一步是將非常大的理論（廣義相對論）和非常小的理論（量子論）結合起來。 他本人特別想知道，可以存在一個這樣的原子嗎？它的核是在...  

评分☆☆☆☆☆

本书的一个亮点就是数学水平低了你看不懂······这是唯一的一点促使他成为专业化的专业书·····

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书时，我原本以为会是一本晦涩难懂的专业著作，但出乎意料的是，它的叙事节奏张弛有度，非常引人入胜。作者似乎深谙如何将复杂的物理学概念转化为引人入胜的故事。它巧妙地穿插了历史上的科学辩论，比如对宇宙常数的争论，以及不同观测手段（如引力透镜、宇宙微波背景辐射）如何一步步揭示出宇宙的大尺度图景。这种将科学发现过程“戏剧化”的处理手法，极大地提升了阅读的乐趣。我尤其赞赏其中关于观测挑战的描述，那些科学家们如何克服技术限制，一点点拼凑出宇宙地图的艰辛历程，读来令人动容，充满了对人类求知欲的赞美。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我这种痴迷于宇宙起源和演化的人量身定做的！它没有过多纠缠于枯燥的数学公式，而是用一种近乎诗意的语言，将我们从熟悉的地球引向了浩瀚无垠的宇宙尺度。作者对于暗物质和暗能量的探讨非常深入且富有洞察力，尤其是在描述星系团如何通过引力相互作用形成宏伟的宇宙网结构时，那种画面感让人仿佛真的置身于数十亿光年之外，目睹着物质的聚集与分离。我特别喜欢它对“早期宇宙不均匀性”的剖析，那是万物之始的种子，书中将这个概念阐释得极为清晰，使得读者能更好地理解我们今天看到的宇宙结构的形成脉络。那种从微观量子涨落到宏观宇宙纤维状结构演变的全景展示，让人对时间和空间的概念有了全新的敬畏感。

评分☆☆☆☆☆

最让我惊喜的是，这本书将宇宙学的宏大叙事与我们对基本物理定律的理解巧妙地结合了起来。它探讨了在最大的尺度上，我们所依赖的物理定律是否依然保持着原有的形态，以及我们如何通过观测这些超大尺度的结构来检验爱因斯坦的广义相对论的有效性。那种跨越了实验室尺度和宇宙尺度的思维跳跃，令人拍案叫绝。它不仅仅是在描述“有什么”，更是在探讨“为什么是这样”以及“我们如何知道”。这种对科学方法论本身的深入探讨，使得这本书超越了一般的科普读物，成为了一部关于人类认知边界拓展的精彩记录。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论深度着实令人印象深刻，它没有回避现代宇宙学中的尖端问题。对于诸如“重子声学振荡”（BAO）如何被用作宇宙尺度的“标准尺”来测量宇宙膨胀历史的解释，简直是教科书级别的清晰。我花了很长时间才理解这些概念，但书中的图表和类比非常到位，有效地架起了理论与可观测证据之间的桥梁。对于那些想要从科普层面跨越到半专业理解的读者来说，这本书无疑是一个绝佳的跳板。它那种严谨又不失启发性的笔调，让人感觉自己正在与一位顶尖的宇宙学家并肩站立在观测站里，共同解读来自遥远过去的信号。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是，我们对“空旷”的理解被彻底颠覆了。过去总觉得宇宙是空无一物的广袤黑暗，但这本书极其细致地描绘了宇宙中那些肉眼不可见的“骨架”——那些巨大的气体和星系长城，它们如同漂浮在真空中的蛛网，占据了绝大部分体积。作者对不同尺度下结构演化的模拟结果进行了详尽的解读，清晰地展示了引力如何像一个无形的雕刻家，在数十亿年的时间里塑造了这些宏伟的结构。那些关于“空洞”和“纤维”的论述，不仅提供了扎实的知识，更引发了我对于“尺度感”和“存在性”的哲学思考。这是一本能让你彻底重新审视自己在宇宙中位置的书。

评分☆☆☆☆☆

还是添上来吧。这是我阅读最多次数的一本书了。

评分☆☆☆☆☆

写的很简练，所以很难读，但是内容十分好

评分☆☆☆☆☆

还是添上来吧。这是我阅读最多次数的一本书了。

评分☆☆☆☆☆

写的很简练，所以很难读，但是内容十分好

评分☆☆☆☆☆

译者要是读一下老梁的书就好了。。