The Early Universe (Frontiers in Physics) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Westview Press

作者:Edward Kolb

出品人:

页数:592

译者:

出版时间:1994-02-21

价格:USD 63.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780201626742

丛书系列:

图书标签:

• 物理
• 宇宙学
• 第二阶段
• 宇宙学7
• 天体物理
• Cosmology
• Early Universe
• Astrophysics
• Particle Physics
• Big Bang
• Inflation
• Cosmic Microwave Background
• Dark Matter
• Dark Energy
• Theoretical Physics

宇宙的黎明：从量子涨落到星系形成 书名： 宇宙的黎明：从量子涨落到星系形成 作者： [虚构作者姓名，例如：阿历克斯·里德 (Alex Reid)] 出版社： [虚构出版社名称，例如：普罗米修斯科学出版社 (Prometheus Science Press)] 页数： 约 650 页 装帧： 精装 --- 简介 《宇宙的黎明：从量子涨落到星系形成》是一部全面而深入的专著，旨在为高年级本科生、研究生以及致力于理论物理和宇宙学研究的专业人士，提供一个关于宇宙诞生初期阶段的详尽蓝图。本书的核心目标是阐释宇宙从普朗克尺度奇点（或极早期状态）膨胀、冷却，直至结构开始凝结，形成我们今天所观测到的宏大宇宙网的物理过程和数学框架。 本书的叙事逻辑严格遵循时间序列，从宇宙学的“创世记”——暴胀理论的精妙机制，到物质-反物质不对称的起源，再到轻元素核合成的精确窗口，最终聚焦于早期宇宙物质密度波动的演化，为理解暗物质和重子物质如何合作构建宇宙结构奠定坚实的基础。 第一部分：基础与奇点遗迹 本部分将读者带回宇宙学的起点，确立理解早期演化的必要工具和概念框架。 第一章：广义相对论与标准宇宙学模型回顾 本章首先回顾了爱因斯坦的场方程及其在均匀、各向同性背景下的简化形式——弗里德曼方程。我们将详细探讨 $Lambda$CDM 模型的基本参数，包括哈勃常数、物质密度参数 $Omega_m$ 和暗能量密度参数 $Omega_{Lambda}$。重点分析了视界问题和磁单极子问题，这些是驱动我们进入暴胀时代的直接动机。本章强调了度规张量在描述宇宙膨胀中的核心作用，并引入了对时空几何曲率的精确度量方法。 第二章：暴胀的几何与动力学 暴胀理论被视为现代宇宙学最成功的理论扩展。本章深入探讨了暴胀的动力学模型，特别是基于标量场（Inflaton 场）驱动的机制。我们详细分析了指数膨胀阶段的势能（如 Linde 提出的慢滚势能 $V(phi)$），并推导了暴胀结束时的“再加热”（Reheating）过程，即暴胀场能量转化为标准模型粒子能谱的机制。关键地，本章推导了暴胀期间由量子涨落转化为经典密度扰动的微波背景温度各向异性功率谱的理论预测，特别是其接近“原始随机”（nearly scale-invariant）的特征。 第三章：量子场论在弯曲时空中的应用 理解早期宇宙需要将量子场论（QFT）应用于动态背景。本章阐述了共形场论（CFT）在早期宇宙中的应用，并讨论了如何在暴胀背景下对光子、引力子和无质量费米子进行场量的量子化。特别关注了“张量模式”（引力波）和“标量模式”（密度涨落）的量子涨落如何被冻结在宇宙尺度上，并计算了张量-标量比 $r$ 的预期值及其对未来引力波探测的意义。 第二部分：物质的起源与基本粒子冻结 本部分将目光聚焦于暴胀结束后，宇宙的温度和能量密度足以支持复杂物理过程的时期，直至基本粒子和核素的形成。 第四章：重子物质的产生与电荷宇称破坏 (CP Violation) 宇宙学中的一个核心谜团是如何形成多余的物质而非纯粹的能量。本章详细考察了萨哈罗夫条件（Sakharov Conditions）如何指导物质-反物质不对称的产生。我们探讨了基于电弱相变期间的 GUT 标度或电弱标度下的重子生成 (Baryogenesis) 机制，如电弱球形吸积、或更现代的鞍点生成模型。本章的数学分析集中于解析 CP 破坏的源头，并量化了最终的重子数密度 $n_b$ 与光子密度 $n_gamma$ 的比值 $eta = n_b / n_gamma$。 第五章：夸克-胶子等离子体与早期相变 随着宇宙冷却，夸克-胶子等离子体（QGP）经历了一次关键的相变——色荷禁闭 (Color Confinement)。本章利用格子 QCD（Lattice QCD）的最新成果，描述了 QGP 在约 $T approx 150$ MeV 时的减压过程，以及质子和中子的形成。我们探讨了QCD临界点的性质，以及这种相变是否可能以一级或二级相变的形式发生，这直接影响了后续的引力波信号和磁单极子（若存在）的冻结过程。 第六章：太初核合成 (Big Bang Nucleosynthesis, BBN) BBN 是对标准模型早期宇宙预言最精确的实验验证之一。本章精确模拟了从 $T approx 10^9 ext{ K}$ 开始的核合成过程。我们详细分析了关键反应链，如中子俘获、氘的形成及其在 BBN 窗口期避免“氘光解”的重要性。本章的焦点是计算出轻元素丰度——氢（$^1 ext{H}$）、氦-4（$^4 ext{He}$）、氘（$^2 ext{H}$）和锂-7（$^7 ext{Li}$）的理论丰度，并将其与普朗克卫星和地面观测数据进行对比，特别是锂丰度危机（Lithium Problem）的当前研究进展。 第三部分：结构形成的种子与宇宙背景 本部分转向引力作用占主导地位的时期，解释了如何在均匀的早期宇宙中播下结构形成的种子。 第七章：物质主导期的开始与物质-辐射解耦 本章处理的是中期的宇宙演化，大约在 $t approx 50,000$ 年到 38 万年之间。我们分析了物质密度 ($ ho_m$) 如何超越辐射密度 ($ ho_r$)，标志着宇宙进入物质主导阶段，这对于后续的结构生长至关重要。本章还详细探讨了物质-辐射解耦的物理机制，重点在于汤姆逊散射过程如何终止光子与重子物质的紧密耦合。 第八章：宇宙微波背景辐射的形成与最后散射面 宇宙冷却到约 $3000 ext{ K}$ 时，质子和电子复合形成中性原子，使得光子得以自由传播——这就是最后散射面 (Surface of Last Scattering)。本章深入探讨了康普顿散射截面如何决定退耦的精确时间点 $z_{dec} approx 1090$。随后，我们推导了光子离开该面后，其波长如何随着宇宙膨胀发生红移，从而形成观测到的偶极子和温度各向异性。本章还包括对声学振荡 (Acoustic Oscillations) 的深入分析，解释了在 CMB 功率谱中观察到的“声学峰”的物理起源。 第九章：暗物质与重子物质的协同演化 暗物质在早期宇宙结构形成中扮演了决定性角色。本章区分了冷暗物质 (CDM) 和热暗物质 (HDM) 对早期密度波动的不同影响。我们推导了线性的、在物质主导期内增长的密度扰动方程，并分析了暗物质晕 (Dark Matter Halos) 如何在引力势阱中先于重子物质坍缩。本章将重子物质（受光压阻碍）的演化与暗物质（不受光压影响）的演化进行对比，为理解星系形成的自顶向下 (Top-Down) 和自下而上 (Bottom-Up) 两种模型提供了理论基础。 第十章：原始引力波背景与未来探测前景 最后，本章回到暴胀理论的遗留物——原始引力波（Primordial Gravitational Waves）。我们将分析由暴胀期间的量子涨落产生的时空曲率扰动。这些张量模式在 CMB 的 B 模偏振中留下了独特的印记。本章详细介绍了如何通过测量 B 模的功率谱来反推暴胀势能的精确形状，以及当前和未来实验（如 CMB-S4 计划）在探测这些极微弱信号方面的技术挑战和物理目标。 --- 总结 《宇宙的黎明》不仅是对标准物理模型的检验，更是对人类理解自身起源的探索。本书的严谨性在于其对数学推导的完整性和对实验数据的批判性参照，确保读者不仅理解了早期宇宙的“是什么”，更理解了“为什么”我们相信这些物理过程是宇宙演化的真实路径。本书适合那些渴望超越现象描述，深入探究宇宙学最深层物理机制的研究者。

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当我第一次看到《The Early Universe (Frontiers in Physics)》这本书的名字时，我immediately就意识到，这可能是一本真正深入探索宇宙奥秘的书籍，不仅仅是停留在表面科普。作为一名对物理学理论和宇宙学研究有着浓厚兴趣的读者，我一直渴望能找到一本既严谨又不失可读性的著作，能够带领我深入了解宇宙的开端。这本书的副标题“Frontiers in Physics”更是让我期待，它意味着这本书会涵盖最新的研究成果和最前沿的理论。我迫不及待地翻开了它，而这本书也完全没有辜负我的期望。作者（这位作者的功力深厚，文字驾驭能力极强）以一种非常清晰且有条理的方式，为我展开了一幅宇宙创生的宏伟画卷。他并没有回避那些复杂的物理概念，比如量子场论、弦理论等，但他总是能够找到恰当的方式，将它们融入到宏大的宇宙演化叙事中。我特别欣赏他对宇宙大爆炸模型的详细阐述，从最初的奇点到早期宇宙的各个阶段，他都进行了细致的讲解，并且结合了大量的观测证据来支持这些理论。书中对宇宙暴胀理论的深入探讨，也让我对宇宙如此巨大的规模和如此均匀的分布有了更深刻的理解。这本书让我感觉，我不再只是一个旁观者，而是能够跟随科学家们的脚步，一起去探索那些最根本的物理定律是如何塑造了我们今天的宇宙。

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我第一次看到《The Early Universe (Frontiers in Physics)》的书名时，就被深深吸引了。作为一名对宇宙充满好奇的普通读者，我总是希望能读到一些能够真正启迪我思考，并让我对宇宙的奥秘有更深刻理解的书籍。而这本书的名字，尤其是“Frontiers in Physics”这个副标题，让我预感到它会是一本非常深入且前沿的著作。打开这本书，我发现我的预感是对的。作者（这位作者的笔触真是太棒了，把这么复杂的科学讲得如此引人入胜）并没有把我当作一个什么都不知道的门外汉，而是以一种非常尊重读者的姿态，循序渐进地引导我进入宇宙最古老的时光。他没有回避那些构成现代宇宙学的核心理论，比如大爆炸模型、宇宙膨胀、宇宙微波背景辐射等，但他总是能够用非常清晰且形象的方式来解释它们。我特别喜欢他对宇宙早期各种基本粒子如何形成的描述，以及它们是如何在极短的时间内演化出我们今天所熟悉的物质。书中关于宇宙中轻元素丰度的讨论，也让我印象深刻，它不仅仅是一个天文观测数据，更是检验宇宙学模型是否正确的有力证据。这本书让我觉得，我正在与最顶尖的科学家们进行一场思想的对话，去理解那个决定了宇宙今天样貌的最初时刻。

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《The Early Universe (Frontiers in Physics)》这个书名，对于我来说，就如同打开了一扇通往宇宙最神秘领域的大门。我一直对宇宙的起源充满着浓厚的兴趣，但往往在阅读一些科普读物时，会觉得它们过于浅显，或者又过于专业，难以找到一个平衡点。这本书的名字，特别是“Frontiers in Physics”这个强调，让我看到了它在科学探索深度上的决心。当我翻开这本书，我并没有被晦涩的术语吓倒。作者（这位作者的文字非常有感染力，我感觉自己仿佛置身于那个混沌初开的年代）以一种非常生动且富有逻辑的方式，为我构建了宇宙早期的一幅壮丽图景。他没有直接抛出“大爆炸”这个概念，而是先从宇宙膨胀的观测证据出发，一步步地引导读者去理解宇宙是如何从一个极小的尺度，在极短的时间内迅速扩张开来的。我特别欣赏他对宇宙微波背景辐射的细致解读，它不再仅仅是天文学家观测到的一个信号，而是被作者赋予了“宇宙婴儿的照片”的意义，其中蕴含着关于宇宙早期温度、密度等关键信息。书中对早期宇宙相变、基本粒子演化等内容的阐述，也让我对宇宙的形成过程有了更清晰的认识。这本书让我感觉，我不再是远远地眺望着宇宙，而是能够走进它，去感受它的诞生，去理解那些塑造了它最根本的物理规律。

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我一直以来都对宇宙的起源充满了好奇，而《The Early Universe (Frontiers in Physics)》这个书名，无疑是直接击中了我的兴趣点。不过，我不得不承认，我在打开它之前，心里还是有些忐忑的。毕竟，“Frontiers in Physics”这个副标题，听起来就充满了挑战性，我担心这本书会过于专业，远离我的认知范畴。然而，事实证明我的担忧是多余的。作者（这位作者写得真的太好了，我迫不及待想知道他是谁）并没有直接用晦涩难懂的语言来“轰炸”我。他非常有技巧地，以一种循序渐进的方式，带领我进入了宇宙最初的几分钟，甚至可以说是最初的瞬间。我特别喜欢他对于“普朗克时期”的描绘，虽然那是一个我们几乎无法想象的极端状态，但他通过类比和描述，让我能够感受到那个物理定律可能失效、空间和时间都尚未形成的奇妙景象。书中对暴胀理论的阐述也十分精彩，他没有仅仅停留在概念上，而是深入浅出地解释了为什么需要暴胀理论来解决视界问题、平坦性问题等宇宙学难题。他所描绘的宇宙微波背景辐射，不再是某个遥远的天文名词，而是变成了宇宙婴儿时期的“照片”，其中蕴含着关于宇宙早期温度不均匀性的宝贵信息。整本书给我一种“抽丝剥茧”的感觉，仿佛作者是一位经验丰富的向导，耐心地指引我穿越迷雾，去窥探宇宙最深处的秘密。

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《The Early Universe (Frontiers in Physics)》这本书的名字，一开始就让我感觉它非常“硬核”，我担心它会是一本充斥着各种晦涩概念和复杂公式的书，阅读起来会非常吃力。我平常喜欢读一些关于天文学史、探索故事或者宇宙未解之谜的书籍，这种直接深入物理学最前沿的题目，我通常会望而却步。然而，我被“Early Universe”这个极具吸引力的主题所吸引，最终决定鼓起勇气尝试一下。令我惊喜的是，这本书并没有让我失望。作者（这位作者的叙述能力真是令人赞叹）并没有一上来就给我“下马威”，而是以一种非常优美和富有启发性的方式，将我引入了宇宙最古老的时空。他并没有直接去计算宇宙有多大，温度有多高，而是先构建了一种“想象”的框架。他用非常生动的语言，描述了宇宙从一个无限小的点开始膨胀的奇妙过程，让我能够大致地理解宇宙的尺度是如何在极短的时间内急剧增大的。书中对早期宇宙相变（比如物质从一种状态转变为另一种状态）的描述，也让我耳目一新，他将这些抽象的概念，通过与日常生活中的现象进行类比，使得理解变得更加容易。我特别喜欢他对于“为什么宇宙是现在这个样子”的追问，他将宇宙的结构、物质的分布，都与宇宙早期发生的一些关键事件联系起来，让我觉得宇宙的历史仿佛一部跌宕起伏的史诗。

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这本书的封面设计给我一种非常沉静而深邃的感觉，淡蓝色和深邃的黑色交织，仿佛宇宙诞生之初的那片混沌，又像是无数星辰在无尽黑暗中闪烁。我是一名业余的天文爱好者，平时喜欢阅读一些科普读物，但这本书的名字《The Early Universe (Frontiers in Physics)》一开始让我有些犹豫。我担心它会过于学术化，充斥着我难以理解的公式和理论，让我望而却步。然而，当我翻开第一页，就被作者（我暂时不知道作者的名字，但他的文字功底可见一斑）描绘的宇宙图景所吸引。他并没有一开始就抛出艰深的数学模型，而是用一种非常生动形象的方式，引导我去想象那个万物初始的时刻。他描述了宇宙大爆炸的“前夜”，那个密度无限大、温度无限高的奇点，用类比和哲学性的思考来触及这个科学前沿的难题。我特别喜欢他对于“为什么会有大爆炸”这个问题的探讨，虽然没有给出确切的答案，但他梳理了科学家们对此提出的各种猜想和理论，包括量子涨落、真空能量等概念，并试图以一种易于理解的方式解释它们。他没有回避科学的局限性，反而通过强调未知，激发了我进一步探索的兴趣。整本书的语言流畅自然，即使是对于一些抽象的概念，也通过丰富的意象和类比来帮助读者建立直观的认识。我感觉自己仿佛化身为一名勇敢的探险家，穿梭在时间和空间的长河中，去追溯那个最最遥远的起点，去感受宇宙从无到有的壮丽过程。这本书让我明白，物理学不仅仅是冰冷的数字和公式，更是关于我们从何而来的最深刻的追问。

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这本书的名字《The Early Universe (Frontiers in Physics)》，光听名字我就觉得它“不一般”。我是一名对宇宙充满好奇但物理学基础相对薄弱的读者，所以当看到“Frontiers in Physics”时，心里还是有些打鼓的，生怕它是一本“天书”。不过，我对宇宙诞生之初的神秘景象一直很着迷，所以还是决定一探究竟。我非常庆幸自己做了这个决定。作者（这位作者真的太有才了，把这么难的题目讲得这么生动）并没有一开始就给我灌输各种专业术语，而是像一位耐心的老师，一步步地引导我走进宇宙最古老的时光。他没有直接给出“宇宙大爆炸”的定义，而是先从“宇宙在膨胀”这个基本事实出发，然后慢慢地引申出其必然的逻辑推论。我特别喜欢他对宇宙微波背景辐射的解读，它不仅仅是天文学家观测到的一个信号，而是被作者描绘成“宇宙婴儿的啼哭”，是窥探宇宙早期秘密的一扇窗口。书中关于宇宙早期温度和密度的讨论，也并非枯燥的数据罗列，而是通过形象的比喻，让我能够大致感受到那个极端环境下物质的演化。我尤其赞赏作者对于科学的不确定性的坦诚，他并没有试图给我一个“万能的答案”，而是清晰地展现了科学探索的边界，以及我们正如何努力去拓展这些边界。

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作为一个对天文学抱有浓厚兴趣，但非专业背景的读者，我第一次看到《The Early Universe (Frontiers in Physics)》的书名时，确实有过一丝畏惧。我担心它会是一本只适合物理学专业人士阅读的鸿篇巨著，充斥着我难以消化的数学公式和理论模型。我平常更喜欢阅读一些关于黑洞、星系形成或者太空探索的科普读物，这类聚焦于宇宙起源、深入到物理学前沿的书籍，对我来说一直是一个挑战。然而，在我翻阅这本书的最初几页后，我的顾虑便烟消云散了。作者（这位作者的文笔真是太棒了，引人入胜）没有一开始就让我感到沮丧，而是以一种非常宏观和哲学性的视角，开启了对宇宙起源的探讨。他没有直接跳到“大爆炸”本身，而是先引导我思考“我们如何开始认识宇宙”。他对宇宙学原理的阐述，比如宇宙的均匀性和各向同性，以及它们是如何通过观测来验证的，都让我茅塞顿开。我特别欣赏他对宇宙微波背景辐射的解读，它不再是一个遥远的物理现象，而是变成了宇宙诞生的“余晖”，是理解宇宙早期状态最直接的证据。书中对原初核合成的讨论也让我印象深刻，他解释了为什么宇宙早期形成的氢和氦的比例，能够成为检验宇宙学模型的重要依据。这本书让我觉得，即使是最高深的科学理论，也可以通过巧妙的叙述和恰当的类比，变得触手可及，甚至引人入胜。

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《The Early Universe (Frontiers in Physics)》这本书的书名，一开始就吸引了我，让我觉得它是一本能够真正触及宇宙最深层秘密的书。我是一名业余的天文爱好者，平时喜欢阅读一些关于宇宙学和天体物理学的书籍，但很多时候，我总觉得有些书流于表面，无法真正深入到核心的问题。这本书的名字，尤其是“Frontiers in Physics”，让我看到了它具备了深入研究的潜质。当我打开这本书，我并没有被复杂的公式和术语所淹没。作者（这位作者的叙述风格非常独特，引人入胜）非常巧妙地将那些艰深的物理概念，融入到了对宇宙起源的宏大叙事之中。他没有简单地告诉你“宇宙是如何开始的”，而是先引导你思考“我们是如何知道宇宙的起源”。他对宇宙微波背景辐射的深入解读，让我看到了这微弱的信号背后所蕴含的巨大信息量，它不仅仅是宇宙诞生的“回声”，更是我们理解宇宙早期物理定律的关键。书中对宇宙暴胀理论的解释，也让我对宇宙的巨大尺度和均匀性有了全新的认识，不再觉得它们是某种神秘的巧合，而是理论能够解释的必然结果。整本书让我感觉，我正在跟随作者的视角，一步步地解开宇宙最古老的谜团，感受物理学在探索未知领域时的力量。

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老实说，这本书的名字《The Early Universe (Frontiers in Physics)》一开始让我觉得有点“吓人”，我担心它会是一本枯燥的教科书，充斥着我完全不熟悉的物理术语和复杂的数学方程。我平常更喜欢读一些关于星座、星系演化或者外星生命探索的通俗读物，这种直接聚焦于宇宙起源的书籍，我通常会敬而远之。然而，出于对“宇宙最早期”这个话题的好奇心，我还是决定尝试一下。当我翻开这本书，令我惊喜的是，它并没有一开始就让我陷入公式的海洋。作者（我还没有来得及细看作者的背景，但他的叙述方式功不可没）以一种非常引人入胜的笔触，为我勾勒出了一个宏大的开端。他并没有直接告诉我“宇宙是如何开始的”，而是先引导我思考“我们是如何知道宇宙是如何开始的”。他提到了诸如宇宙微波背景辐射、元素丰度等关键的观测证据，并将这些证据与理论模型巧妙地结合起来。我尤其欣赏他对宇宙膨胀的解释，他没有简单地用“空间在扩张”来敷衍，而是通过类比，比如在气球表面画点，或者在一块拉伸的面团上放葡萄干，来形象地展现了宇宙膨胀的非欧几何特性。书中对暗物质和暗能量的讨论也让我印象深刻，他没有将它们简单地描述为“神秘的物质”，而是解释了它们是如何被发现的，以及它们在宇宙演化中扮演的关键角色，尽管我们对它们的本质仍知之甚少。这本书让我意识到，科学探索是一个不断修正、不断逼近真相的过程，而我们今天对宇宙早期的认知，正是建立在无数科学家前赴后继的努力之上。

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推导和其他细节较多，如果只是想要有个big picture、想入个行的话得学着跳着看。另外这本书确实比较适合有particle physics 背景人士入门宇宙学。

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