The Big Splat, or How Our Moon Came to Be pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Wiley

作者:Dana Mackenzie

出品人:

页数:240

译者:

出版时间:2003-03-31

价格:USD 33.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471150572

丛书系列:

图书标签:

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具体描述

The first popular book to explain the dramatic theory behind the Moon's genesis This lively science history relates one of the great recent breakthroughs in planetary astronomy-a successful theory of the birth of the Moon. Science journalist Dana Mackenzie traces the evolution of this theory, one little known outside the scientific community: a Mars-sized object collided with Earth some four billion years ago, and the remains of this colossal explosion-the Big Splat-came together to form the Moon. Beginning with notions of the Moon in ancient cosmologies, Mackenzie relates the fascinating history of lunar speculation, moving from Galileo and Kepler to George Darwin (son of Charles) and the Apollo astronauts, whose trips to the lunar surface helped solve one of the most enigmatic mysteries of the night sky: who hung the Moon? Dana Mackenzie (Santa Cruz, CA) is a freelance science journalist. His articles have appeared in such magazines as Science, Discover, American Scientist, The Sciences, and New Scientist.

宇宙的尘埃与行星的交响：一个关于行星起源的宏大叙事书名：恒星之舞：从星云到世界的演化史诗作者： [此处留空，由读者自行想象] 字数：约 1500 字 --- 内容简介：《恒星之舞：从星云到世界的演化史诗》带领读者进行一场穿越时空的史诗级旅程，探索宇宙中最基本、却又最引人入胜的奥秘之一：行星是如何诞生的？本书避开了对特定卫星形成事件的细致描述，转而聚焦于整个太阳系乃至其他星系的行星形成机制的普适性原理和宏大背景。我们生活的世界，乃至我们头顶的夜空，都源于数十亿年前一场寂静的、却又充满能量的宇宙舞蹈——原始星云的引力坍缩与盘状结构的不懈演化。本书从宇宙的“原材料”——星际介质（Interstellar Medium, ISM）中的尘埃和气体云——开始，描绘了恒星点燃的熔炉如何播撒重元素，为行星的构建奠定了物质基础。第一部分：星云的低语与引力的觉醒本书的第一部分深入探讨了分子云的物理特性。这些寒冷、致密的区域是恒星和行星的摇篮。我们剖析了湍流（Turbulence）在触发局部引力不稳定性中的关键作用，以及磁场如何与物质相互作用，引导着气体向中心聚集。这不是一个平滑的塌缩过程，而是一个充满复杂反馈的动态系统。我们将详细考察金斯不稳定性（Jeans Instability）在不同密度和温度梯度下的表现，解释为何并非所有星云都能成功孕育恒星系统。随后，焦点转向了原行星盘（Protoplanetary Disk）的形成。当气体坍缩时，角动量守恒迫使物质形成一个扁平的盘状结构。本书详尽地介绍了这个盘的垂直结构——高温、致密的内区与寒冷、稀疏的外区之间的鲜明对比。我们探讨了气体动力学如何塑造了盘的密度波和螺旋结构，这些结构是物质输运和行星“饥饿地带”形成的基础。第二部分：从微米到千米：吸积的漫长爬升行星的构建始于微观世界。本书详细阐述了“从尘埃到星子”（From Dust to Planetesimals）的过程，这是一个在传统模型中常被过度简化的阶段。我们深入研究了“粘性增长”的局限性，即静电力和范德华力如何能将微米级的尘埃颗粒粘合在一起。然而，当颗粒达到毫米到厘米级时，它们面临着致命的“漂移危机”（Radial Drift Problem），它们会迅速螺旋落入恒星之中。为了克服这一危机，本书引入了现代天体物理学中至关重要的概念：气动捕获（Aerodynamic Capture）和质量集中效应（Concentration Effects）。我们分析了盘中的气流不连续性——如密度波或涡流——如何作为“陷阱”，将微小的固体颗粒汇集到高密度区域，从而加速了星子（Planetesimals）的形成，使它们能够逃脱被恒星吞噬的命运。第三部分：星子的碰撞与巨行星的引力塑造一旦星子形成，行星的增长就进入了碰撞和合并的主导阶段。本书细致描绘了从星子到原行星（Protoplanets）的增长曲线。我们研究了随机碰撞的概率模型，以及不同轨道倾角和离心率对碰撞成功率的影响。这是一个高风险的“弹珠游戏”，失败的碰撞可能导致碎片化，成功的碰撞则推动了核心的质量积累。核心吸积模型（Core Accretion Model）是本书的核心论述之一。在冰线（Frost Line）之外，水冰和挥发性物质的丰富性允许这些区域的岩石核心快速增长到地球质量的数倍。一旦核心质量超过了一个临界阈值（约10-20个地球质量），它们就获得了捕获周围富余氢和氦气体的能力，从而催生了气态巨行星。本书对这一“失控气体吸积”（Runaway Gas Accretion）阶段的物理机制进行了严谨的数学和模拟验证。第四部分：迁移、重排与系统的成熟行星系统并非静止不动。本书的最后一部分探讨了行星与周围残余气体的相互作用，即行星迁移（Planetary Migration）。通过角动量交换，年轻的行星可以向内或向外漂移，重新排列系统的结构。我们分析了“发条效应”（Type I/II Migration）如何解释了许多系外行星系统中观察到的“热木星”现象，以及这种迁移对系统内部稳定性的深远影响。最后，本书展望了太阳系后期的动态演化，包括大型天体散射事件和系统内剩余物质的清除。通过对动力学模型的考察，我们理解了行星的最终位置和轨道特征，是如何由早期快速演化阶段中发生的剧烈碰撞和引力相互作用所决定的。《恒星之舞》是一部面向对宇宙构造有深刻求知欲读者的著作。它避免了对单一“事件”的叙事偏见，而是提供了一套严谨、连贯的物理框架，解释了从宇宙的微小尘埃到宏伟的行星系统的形成和演化，揭示了宇宙中物质创造世界的普遍规律。