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出版者:University of Chicago Press

作者:Y.B. Zeldovich

出品人:

页数:540

译者:E. Arlock

出版时间:1971-9-30

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780226979557

丛书系列:

图书标签:

• 天体物理学
• 相对论
• 广义相对论
• 黑洞
• 中子星
• 宇宙学
• 高能天体物理学
• 引力波
• 天体物理
• 物理学

好的，这是一本关于现代天体物理学前沿研究的综合性著作的详细图书简介，其内容与您提到的《Relativistic Astrophysics》完全不相关。 --- 《恒星的生命周期与宇宙演化：从原恒星到超新星遗迹的经典物理学描绘》 导言：星际尘埃中的宏伟叙事 本书旨在为读者提供一个全面且深入的视角，聚焦于恒星的生命历程——从它们在分子云中诞生的微观过程，到它们在不同质量区间内经历的核聚变阶段，直至它们以壮观或静默的方式终结其生命，并最终影响其周围星际介质的宏大结局。我们摒弃高度依赖广义相对论和极端高能物理的视角，转而采用经典物理学、统计力学以及成熟的磁流体力学（MHD）框架，来解析恒星演化中最为关键的、可观测的物理机制。 本书的结构围绕恒星的“时间线”展开，逻辑清晰地引导读者穿越数百万乃至数十亿年的演化尺度。 第一部分：原恒星的孕育与前主序星阶段 本部分探讨恒星诞生的初始条件与过程。我们从星际分子云的引力不稳定性开始，详细解析Jeans不稳定性判据在星团形成中的作用。重点章节将阐述： 云核的坍缩动力学： 运用非等温坍缩模型，分析等温坍缩阶段到热核阶段的过渡。这里将深入探讨由于磁场耦合和湍流耗散导致的角动量传输机制，这对于理解形成扁平的吸积盘至关重要。 原恒星的形成与吸积： 详细描述伴随Henyey演化路径的复杂吸积过程。我们将构建一个基于辐射压和对流平衡的一维结构模型，来模拟中心原恒星的质量增长速率以及其周围的吸积柱的动力学行为。我们不涉及黑洞或中子星的形成，而是专注于低至中等质量恒星的初始阶段。 前主序星的辐射与对流： 对于T Tauri星和金牛座T星，本书着重分析其光度主要来源于引力收缩而非核反应的特性。我们将引入模糊边界条件下的结构方程求解，对比理论模型与观测到的赫罗图轨迹。 第二部分：主序星的稳定燃烧与内部结构 主序阶段是恒星生命中最漫长、最稳定的时期。本部分将核心物理定位于核反应速率、流体静力平衡与能量传输。 核聚变反应链： 详细剖析质子-质子链反应（PP链）和碳氮氧循环（CNO循环）的反应截面、能级与温度敏感性。我们将用反应速率理论而非高维量子场论来描述这些过程。 恒星结构方程的求解： 运用经典物理的四大方程——质量守恒、动量守恒（流体静力平衡）、能量产生与能量传输（辐射与对流），构建一个自洽的单层结构模型。对于低质量恒星，我们将重点分析简并电子气在核心的贡献及其对压力的影响；对于中等质量恒星，则侧重于辐射区和对流区的界面。 太阳物理学的启示： 以太阳为例，探讨日光层物理学、太阳活动周期的基本模型（不涉及极端相对论效应的磁场发电机理论），以及 Helioseismology（日震学）如何验证我们内部结构模型的结果。 第三部分：后主序演化与巨星阶段的物理 当核心氢耗尽，恒星的命运开始分化，进入向巨星的转变。这部分是经典恒星演化理论的核心。 氦闪与红巨星分支： 对于低质量恒星，本书详述了电子简并压如何延迟氦核的点火，直至发生灾难性的氦闪。我们利用P–V相图来清晰展示这一热力学不稳定性。 多重壳层燃烧： 随着核心演化，我们将分析壳层氢燃烧和壳层氦燃烧的动态过程。重点在于热不稳定性和脉动周期的产生，例如米拉变星的物理起源。 渐近巨星分支（AGB）阶段： AGB星的特征在于周期性的热脉冲。本书使用热脉冲模型来解释富碳星的形成以及星风的驱动机制，重点放在由辐射压驱动的脉动不稳定性而非极端引力坍缩。 第四部分：恒星的终结：白矮星与行星状星云的形成 本书的收尾集中在恒星“温和”的死亡方式，即质量损失和遗迹的冷却。 行星状星云的形成动力学： 我们探讨由AGB星失稳释放的外层物质如何通过高速的第二轮星风与前一轮的慢速星风相互作用，形成复杂的几何结构（如双极流、环面）。这主要依赖于气体力学和磁场拓扑。 白矮星的结构与冷却： 白矮星的结构完全由费米简并压力支撑。我们将详细推导钱德拉塞卡极限的经典物理基础，并分析白矮星从诞生到冷却的布兰科时间尺度。冷却过程主要通过表面辐射模型和内部的离子晶格化进行描述。 双星系统中的质量转移： 探讨洛希瓣溢流在双星系统中的作用，以及这种质量转移如何加速伴星的演化，可能导致Ia型超新星（基于热不稳定性模型，而非依赖于致密天体合并）。 结语：经典物理学的胜利 《恒星的生命周期与宇宙演化》旨在证明，即便不诉诸于时空几何的扭曲，经典天体物理学依然能提供对宇宙中最普遍的现象——恒星——的深刻理解。本书强调了流体力学、热力学和核物理在揭示恒星演化奥秘中的核心地位。 --- 目标读者： 物理学、天文学及相关工程领域的高年级本科生、研究生，以及希望系统回顾恒星演化经典理论的专业研究人员。 关键词： 恒星结构、核聚变、红巨星、白矮星、行星状星云、磁流体力学、赫罗图、流体静力平衡。

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老实说，我对于涉及到高能天体物理的部分一向敬而远之，总觉得那是一片充斥着等离子体、伽马射线暴和夸克星物质的“硬核”地带，非专业人士难以企及。然而，这本书的处理方式出乎意料地平易近人，但绝不失严谨性。它没有使用大量的简化模型来搪塞读者，而是巧妙地运用类比——那种极其巧妙、生活化又精确的类比——来构建读者的直观理解。比如，作者解释超新星爆发时能量的释放机制，不像其他书籍那样堆砌辐射度公式，而是通过对核反应堆失控过程的精妙比喻，让我瞬间领悟了恒星死亡的残酷美学。更让我印象深刻的是，作者对宇宙射线起源的追溯过程，那简直是一场跨越星系的寻踪之旅，每一步推理都建立在扎实的观测数据之上，充满了逻辑的张力。它展现了物理学家是如何像福尔摩斯一样，从宇宙的“噪点”中提炼出“信号”的，这种科学方法的展示，比单纯的理论推导要迷人得多。

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这本书的开篇就给我一种震撼的感觉，作者似乎对宇宙的尺度和其中运行的物理规律有着近乎偏执的理解深度。我原本以为这会是一本晦涩难懂的理论物理教材，但事实是，它在用一种非常叙事性的方式，将那些令人头皮发麻的数学公式和概念，包裹在引人入胜的故事线里。特别是关于黑洞视界和奇点的探讨，那种对“边界”的描绘，让我仿佛真的站在了时空的边缘，感受着引力如何扭曲现实。它并没有止步于教科书式的陈述，而是深入挖掘了这些现象背后的哲学意蕴——我们对“存在”和“时间”的认知，在极端引力场面前会发生怎样的崩塌与重塑。书中对引力波探测的描述尤为精彩，那种将微小的时空涟漪捕捉到极致的工程壮举，被作者描绘得如同史诗一般，充满了人类探索未知的勇气与智慧。读完这部分，你不再只是一个旁观者，而更像是一个参与了这场宇宙级侦探游戏的合作者，试图拼凑出宇宙最深层的秘密。

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这本书的结构设计非常巧妙，它不像传统教材那样线性展开，反而像一张精密的星图，读者可以根据自己的兴趣点自由穿梭。我特别欣赏作者在引入复杂概念时，总会先将其置于一个宏大的历史背景之下。例如，讨论暗物质和暗能量的存在性时，作者没有直接抛出标准的ΛCDM模型，而是先回顾了哈勃的观测如何颠覆了静态宇宙观，再逐步引出需要“额外”物质和能量来解释现有星系运动的困境。这种“发现的旅程”叙事，极大地增强了阅读的沉浸感。它让我们看到，科学知识并非一蹴而就的真理，而是一系列充满争议、修正和突破的动态过程。每一次理论的修正，都伴随着观测工具的进步，这种人文学科式的对科学史的关怀，让这本书多了一层温度，不再是冰冷的公式集合。读起来，你感觉像是在和一位学识渊博但又充满激情的导师对话。

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本书的排版和图示质量，在我阅读过的所有同类专业书籍中，堪称一流水准。很多理论物理书籍的插图往往是草率的示意图，难以辅助理解，但这本书在这方面投入了巨大的心力。那些关于时空弯曲的几何图示，色彩和透视的运用达到了艺术品的级别，特别是对克尔度规和史瓦西度规下测地线轨迹的动态展示，即使没有复杂的数学推导，也能让人对物质在强引力场中的行为产生准确的“视觉记忆”。再者，书中对专业术语的解释，往往不是单一的定义，而是结合了历史背景、实验验证的难度以及它在当前理论体系中的角色，这种多维度的注解，极大地降低了专业词汇的理解门槛。可以说，这本书不仅是知识的载体，更是一份精美的视觉学习资料，它让原本抽象的宇宙图景变得触手可及。

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我必须指出，这本书的“野心”非常大，它试图在介绍理论的同时，也展现前沿研究中尚未解决的问题。这对于资深研究者或许是常识，但对于我这样希望了解“下一步是什么”的爱好者来说，无疑是巨大的吸引力。书中关于量子引力效应在宇宙学尺度上如何体现的讨论，虽然坦承目前仍是推测，但作者勾勒出的几种可能性路径，逻辑清晰，充满启发性。它没有给出最终答案，但却有力地指出了通往答案的几条岔路，这比直接给出已经被接受的结论要更令人兴奋。尤其是对信息悖论的讨论，作者以一种近乎辩论赛的方式，呈现了不同学派的核心观点和相互驳斥的逻辑链条，让我深刻理解到，在物理学的最前沿，思想的碰撞是何等激烈和富有创造力。这促使我不断停下来，思考自己的认知边界在哪里。

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