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出版者:

作者:Roger Priddy

出品人:

页数:26

译者:

出版时间:2005-6

价格:$ 5.95

装帧:

isbn号码:9780312495169

丛书系列:

图书标签:

• 婴儿书籍
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《星辰之歌：宇宙深处的秘密》 引言：探索无垠的寂静 自古以来，人类便对头顶那片浩瀚的夜空充满了无尽的好奇与敬畏。那片由亿万光点编织而成的帷幕，不仅是古人吟诗作赋的灵感源泉，更是现代科学探索的终极疆域。本书《星辰之歌：宇宙深处的秘密》并非聚焦于具体的计数或幼儿启蒙，而是旨在带领读者进行一次深入、广阔且充满思辨的宇宙之旅。我们探讨的，是时间、空间、物质的起源与终结，是那些隐藏在观测极限之外的宏大叙事。 本书的叙事线索，如同宇宙的膨胀一般，层层递进，从我们脚下的地球生态系统，延伸至遥远的星系团乃至暗物质的神秘领域。我们拒绝浅尝辄止的科普，力求呈现一个多维度、相互印证的宇宙图景。 第一部分：回溯时间的起点——大爆炸的余晖 宇宙的开端，是所有物理学和宇宙学理论的核心谜题。本部分将细致解析当前最被广泛接受的“标准宇宙学模型”。我们首先要理解“奇点”的概念，虽然它在现有物理框架下存在诸多争议，但它是我们理解宇宙有限年龄的基石。 我们将详细阐述宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其意义。CMB不是简单的“回声”，而是宇宙“婴儿期”的照片，它携带了早期物质分布的微小扰动——那些最终演化成星系和星系团的“种子”。我们会探讨CMB温度的微小波动如何转化为我们今天观测到的宇宙结构，从量子涨落到宏观尺度的演化，这是一条跨越了38万年时空的关键路径。 接着，我们深入探讨暴胀理论。为了解决视界问题和磁单极子问题，暴胀被提出作为大爆炸理论的必要补充。本书将以严谨的数学推导（对非专业读者进行概念性阐释）来描绘宇宙在极短时间内经历的指数级膨胀，以及这种膨胀如何“熨平”了早期宇宙的曲率，使其看起来近乎平坦。我们还将审视那些试图验证或推翻暴胀模型的实验证据，例如引力波的原始信号。 第二部分：物质的编织——从恒星工厂到元素周期 宇宙的宏大结构是由恒星和星系构成的，但这些结构的本质，是核聚变和核衰变的结果。本书花费大量篇幅，细致剖析恒星的生命周期。我们从质量最小的红矮星，到太阳级别的黄矮星，再到那些注定以壮丽的超新星爆发终结的超巨星。 重点在于核合成的过程。氢和氦如何通过质子-质子链或CNO循环转化为更重的元素？我们会深入研究“热核过程”，即恒星内部的氦聚变产生碳和氧，直至铁的形成。铁的形成标志着能量生成的终结，因为铁核聚变会消耗能量而非释放能量。 恒星的死亡是宇宙化学元素再分配的关键。我们将区分Ia型超新星（白矮星质量失控）和II型超新星（大质量恒星核心坍缩）。特别是中子星和黑洞的形成，它们是极端物理条件的体现。中子星内部的物质密度令人难以置信，我们探讨“夸克物质”和“奇异星”的可能性。对于黑洞，本书不仅介绍事件视界和奇点，更引入了信息悖论、霍金辐射等前沿概念，探讨信息在黑洞蒸发过程中是否真的丢失。 第三部分：黑暗的统治——暗物质与暗能量的几何学 当我们审视星系旋转曲线时，一个令人不安的事实浮现出来：我们所能“看到”的物质，不足以提供所需的引力来维持这些星系的稳定旋转。这就是暗物质的引入。本书将详细介绍支持暗物质存在的五大观测证据（旋转曲线、引力透镜、星系团碰撞、CMB各向异性、大尺度结构形成）。我们不会止步于“WIMP”或“轴子”等候选粒子，而是会探讨它们在粒子物理学标准模型之外的理论定位，以及直接探测实验的困境与希望。 如果暗物质是宇宙质量的“骨架”，那么暗能量则是支配其演化的“推手”。本书将深入探讨暗能量——那个导致宇宙加速膨胀的神秘斥力。我们检视哈勃常数的测量历史，从最初的测量误差到当前精确的“$Lambda$CDM模型”。$Lambda$（宇宙学常数）的本质，与真空能密度相关联，但其理论预测值与观测值之间存在惊人的$10^{120}$倍的差异，这被称为“宇宙学常数问题”。本书将侧重于介绍“第五种力”的理论探索，如托斯（quintessence）模型，以及未来观测如何可能区分这些不同的加速机制。 第四部分：时空与存在的边界——引力波的聆听 引力波，爱因斯坦广义相对论的终极预言，现已成为天体物理学的新窗口。本书将追溯从理论预测到LIGO和Virgo探测器实际捕捉到双黑洞合并信号（GW150914）的全部历程。 我们不仅仅是描述事件，而是探讨引力波天文学如何改变我们对宇宙的认知。引力波信号（“啁啾”）直接反映了极端致密天体的动力学，它们不受电磁辐射的阻碍，能够揭示宇宙的“震动”。我们会分析中子星并合事件（如GW170817）所产生的电磁对应体——千新星（Kilonova），它是宇宙中重元素（如金、铂）的主要锻造厂，为我们理解宇宙的化学演化提供了全新的维度。 最后，本书将思考时空的本质。广义相对论与量子力学的冲突，构成了理论物理学最大的挑战。我们探讨圈量子引力、弦理论等试图统一两大支柱的尝试，以及它们对我们理解宇宙“最小尺度”和“时间之初”的哲学暗示。 结语：无限的求索 《星辰之歌》带领读者穿越了138亿年的宇宙史，从量子涨落到星系大尺度结构，从恒星的生与死到暗物质的无形支配。本书旨在展示，科学探索是一个永无止境的过程，每当我们揭开一个古老的谜团，新的、更深层次的问题便会浮现。宇宙的奥秘，远比我们想象的更为宏伟和精妙。

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