The Distribution of the Galaxies pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Cambridge Univ Pr

作者:Saslaw, William C.

出品人:

页数:522

译者:

出版时间:2013-2

价格:$ 84.75

装帧:HRD

isbn号码:9780521394260

丛书系列:

图书标签:

• 天文学
• 星系
• 宇宙学
• 星系分布
• 观测天文学
• 宇宙结构
• 哈勃定律
• 红移
• 宇宙距离标度
• 大型结构

好的，这是一本关于星系分布的图书的简介，它不包含您提到的那本书的内容，并且力求详尽、自然： --- 星空下的结构：宇宙尺度的物质聚集与演化 一本深入探索宇宙大尺度结构的开创性著作 导言：从微观粒子到宏大织网 宇宙，这一广袤无垠的舞台，并非均匀填充着物质。从我们熟悉的太阳系、银河系，到更宏大的星系群、星系团，乃至横跨亿万光年的超星系团，物质的分布呈现出一种令人着迷的、层级分明的结构。这种结构，被天文学家称为“宇宙大尺度结构”（Large-Scale Structure of the Universe）。它不仅是宇宙演化历史的物理记录，更是检验我们关于暗物质、暗能量以及宇宙学基本原理的试金石。 《星空下的结构：宇宙尺度的物质聚集与演化》旨在为读者构建一个关于宇宙物质如何聚集、如何形成今日之网状图景的全面认知框架。本书并非仅仅罗列观测到的星系位置，而是深入探讨了驱动这些结构形成的物理机制、所依赖的数学工具，以及我们如何通过观测这些结构来反推宇宙的早期状态和未来命运。 第一部分：观测的基石与历史的回响 本部分着重于构建我们理解宇宙结构所需的观测基础和历史背景。我们从对近邻星系的绘制开始，逐步拓展到对遥远宇宙的深度巡天。 第一章：星系与团簇的“地图绘制” 在讨论宏观结构之前，必须理解构成这些结构的基本单元。本章详细介绍了现代星系分类法（如哈勃序列的局限与拓展），以及星系如何聚集形成星系群（如本星系群）和更庞大的星系团。我们将探讨星系团的物理性质，包括其热气体成分（X射线辐射的证据）、成员星系的动力学状态（弛豫过程），以及它们作为宇宙中最大的、相对稳定的引力束缚系统的角色。 第二章：红移巡天：维度与深度的突破 要理解三维结构，我们需要距离信息。本章聚焦于红移测量技术及其在构建大规模三维星系图谱中的革命性作用。我们将详细介绍Sloan数字巡天（SDSS）等标志性巡天项目如何从二维的天空覆盖转向三维空间的描绘，并讨论早期如CfA红移巡天（CfA Redshift Survey）对“体素”（voxel）概念的引入如何首次揭示了宇宙中纤维状和空洞的初步结构。 第三章：历史的遗迹：宇宙微波背景（CMB）的涟漪 结构并非凭空产生，它们源于早期宇宙的微小密度涨落。本章将连接可见物质结构与宇宙的最早快照——宇宙微波背景辐射。我们将阐释CMB的各项异性如何编码了早期物质密度的种子，并介绍利用CMB的功率谱分析来推导宇宙学参数，这些参数直接决定了结构增长的潜力。 第二部分：理论的驱动力——引力、暗物质与结构增长 理解结构的形成，核心在于理解支配物质运动的物理定律。本部分将深入研究引力在不同宇宙学背景下的行为，以及不可见的暗物质在结构形成中的主导作用。 第四章：线性与非线性引力增长 在宇宙早期，密度涨落很小，结构增长可以用线性理论来描述。本章将推导和分析描述物质密度随时间增长的线性方程，并探讨“引力不稳定性”如何导致物质的聚集。随后，我们将过渡到非线性阶段，即当涨落变得足够大，引力塌缩开始主导结构形成时，线性理论失效后的复杂性处理。 第五章：暗物质的主导角色：冷暗物质模型（CDM） 现代宇宙学框架的核心是冷暗物质模型。本章将详细阐述暗物质如何提供结构形成的“骨架”。由于暗物质不参与电磁相互作用，它能够在宇宙再复合之前就开始引力塌缩，形成引力势阱。我们将探讨暗物质晕（Dark Matter Halos）的性质、质量函数，以及它们如何作为星系和星系团的宿主。 第六章：流体力学与重子反馈 虽然暗物质提供了框架，但可见物质（重子）的物理过程——气体冷却、恒星形成、超新星爆发和活动星系核（AGN）反馈——决定了星系自身的性质和它们最终在结构中的表现。本章将探讨如何将复杂的气体动力学和恒星反馈机制纳入大规模结构模拟中，以解释观测到的星系分布与暗物质分布之间的差异（星系形成偏差，Halo Bias）。 第三部分：宇宙的网状结构与拓扑学 星系并非随机分布，它们构成了令人震撼的“宇宙网”（Cosmic Web）。本部分将聚焦于描述和量化这种复杂的拓扑结构。 第七章：宇宙网的形态学：纤维、墙与空洞 宇宙网由交织的“纤维”（Filaments）、巨大的“墙”（Walls，或片状结构）、以及物质稀疏的“空洞”（Voids）组成。本章将介绍描述这些拓扑特征的数学工具，例如利用“等势面”或“临界阈值”来区分不同的宇宙网元素。我们将分析纤维和空洞的物理特性，例如空洞的膨胀速度和纤维中物质的流向。 第八章：统计工具箱：关联函数与功率谱 如何用量化的语言描述这种不均匀性？本章将详细介绍结构分析中最核心的统计工具。我们将阐释两点关联函数（Two-point Correlation Function, $xi(r)$）如何描述任意两点间星系被发现的概率差异，以及功率谱（Power Spectrum）如何在傅里叶空间中揭示不同尺度的密度波动强度。我们将探讨如何利用这些工具来约束宇宙学参数，例如物质密度参数 $Omega_m$ 和暗能量状态方程 $w$。 第九章：拓扑学分析：沸腾的啤酒泡沫 除了统计密度波动，结构的形状和连通性也至关重要。本章将介绍拓扑学方法，如“持久同调”（Persistent Homology），如何被应用于分析物质分布的“气泡状”或“泡沫状”特征，超越传统的关联函数分析，更精确地捕捉宇宙网的几何形态。 第四部分：模拟、推断与前沿探索 结构研究的最终目标是检验和完善我们的宇宙学模型。本部分将聚焦于数值模拟的威力以及结构如何服务于未来观测。 第十章：从初始条件到今日宇宙：N体模拟的艺术 大规模结构演化的绝大部分知识来源于N体数值模拟（N-body simulations）。本章将详述这些模拟如何工作，从初始的随机涨落，到数万亿个点代表的暗物质粒子在引力作用下自我组织的过程。我们将对比不同的模拟项目（如Millennium, Illustris TNG），分析它们在再现星系形成和演化方面的成功与局限。 第十一章：弱引力透镜：观测暗物质晕的形状 弱引力透镜效应是测量空间物质密度分布的最直接手段之一。本章将详细解释背景星系像的微小扭曲如何揭示前景（暗物质晕）的质量分布和形状。我们将探讨如何利用透镜效应来构建“宇宙剪切图”（Cosmic Shear Maps），从而独立于星系分布，直接探测暗物质的网状结构。 第十二章：未来的视角：下一代巡天与结构探索 结构研究仍在高速发展。本章展望了未来大型观测项目（如欧几里得空间望远镜、鲁宾天文台的LSST、罗马空间望远镜）将如何以前所未有的精度绘制宇宙网，并探讨如何利用更精确的结构测量来探测暗能量的动态性质，以及是否能在这些宏大尺度上发现偏离标准冷暗物质模型的迹象。 --- 本书面向对象： 本书适合高年级本科生、研究生，以及对宇宙学、天体物理学和计算物理学有浓厚兴趣的专业研究人员。它要求读者具备基础的微积分和线性代数知识，并对经典力学和电磁学有所了解。 本书特色： 强调理论框架与最新观测数据（如DESI、Euclid的预期成果）的结合，通过详细的数学推导和对关键物理概念的深入剖析，揭示宇宙宏观结构的形成之谜。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆