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出版者:World Scientific Pub Co Inc

作者:Nobel Symposium 2004 Enkoping, Sweden/ Bergstrom, L.

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:

价格:108

装帧:HRD

isbn号码:9789812567376

丛书系列:

图书标签:

• Neutrino
• Particle Physics
• Astrophysics
• Nuclear Physics
• High Energy Physics
• Standard Model
• Oscillations
• Neutrino Mass
• Cosmology
• Flavor Physics

恒星的微光：宇宙的起源与演化 作者：[此处留空，或使用一个虚构的作者名] 出版社：[此处留空，或使用一个虚构的出版社名] 书籍定价：[此处留空] --- 内容简介： 本书是一部宏大的宇宙学史诗，它带领读者穿越浩瀚的时空尺度，从宇宙诞生之初的量子涨落，到如今星系团的宏伟结构。我们旨在探索宇宙中最根本的问题：它从何而来？它将往何处去？驱动这一切演化的基本力量究竟是什么？ 我们聚焦于宇宙学中的经典和前沿议题，力求以严谨的物理学基础为支撑，同时保持对非专业读者友好的叙述风格。全书结构清晰，循序渐进，从对夜空的直观观测入手，逐步深入到支配宇宙命运的四大基本相互作用的宏观体现。 第一部分：奠基与黎明——宇宙的初始状态 本部分将重点探讨标准宇宙学模型（$Lambda$CDM 模型）的基石，即大爆炸理论（The Big Bang Theory）的观测证据和理论框架。我们不会深入探讨粒子的微观性质，而是将焦点置于宇宙的膨胀、均匀性和各向同性。 1. 宇宙的尺度与膨胀的证据： 我们将详细回顾哈勃-勒梅特定律的发现历程，解释红移现象在宇宙学中的意义。通过对遥远星系光谱的分析，我们构建出宇宙随时间膨胀的图像。书中将详述弗里德曼方程（Friedmann Equations）的物理含义，解释物质密度、辐射密度和暗能量密度如何共同决定宇宙的几何形态和演化速度。我们将阐述视界问题（Horizon Problem）和磁单极子问题（Monopole Problem）的提出，为后续的暴胀理论做铺垫。 2. 宇宙微波背景辐射（CMB）： CMB是宇宙“婴儿期”留下的最宝贵快照。我们将深入分析其偶极子各向异性与微小温差波动（Anisotropies）的物理起源。书中将详细介绍COBE, WMAP, 和 Planck 卫星的观测成果，特别是对 CMB 功率谱的解读。我们探讨这些波动如何对应于早期宇宙中物质密度的微小涨落，这些涨落是未来星系形成的“种子”。 3. 早期宇宙的元素丰度： 成功预测轻元素（氢、氦、锂）在宇宙早期核合成（Big Bang Nucleosynthesis, BBN）中的精确丰度，是大爆炸理论的又一关键胜利。本章将解析 BBN 过程中温度和密度对核反应截面的影响，以及如何通过观测当前宇宙中轻元素的比例，反向推导出宇宙在 BBN 阶段的物质密度参数。 第二部分：结构形成与黑暗的统治 当我们理解了宇宙的热历史后，我们将转向宇宙的“骨架”——物质如何在引力的作用下聚集，形成我们今天观测到的宏伟结构。 4. 物质的成分： 现代宇宙学最大的谜团之一是其物质构成。本部分将聚焦于暗物质（Dark Matter）的间接证据。我们不会探讨其粒子物理学的候选者（如 WIMPs 或轴子），而是专注于其在宇宙动力学中的作用： 星系旋转曲线： 解释维拉·鲁宾等人的观测如何揭示星系外部区域的速度异常，从而推断出围绕星系的巨大暗物质晕的存在。 引力透镜效应： 阐述强引力和弱引力透镜如何被用来“称量”星系团中不可见物质的质量分布。 星系团的动力学： 讨论茨威基（Fritz Zwicky）对后发座星系团的早期研究，以及当前对星系团碰撞（如子弹星系团）中可见物质与引力质量分离的观测。 5. 宇宙网的形成： 本章将描述物质如何在暗物质的引导下，通过引力坍缩形成层级结构。我们将介绍线性增长理论，解释密度涨落如何随着宇宙膨胀而放大。通过N体模拟（N-body Simulations）的结果，我们将可视化宇宙网（Cosmic Web）的形成过程——由巨大的空洞（Voids）、细长的纤维（Filaments）和密集的节点（Clusters）构成的三维网络。 6. 恒星与星系的诞生： 在结构形成的宏观框架下，我们将考察物质如何冷却和沉降，最终点燃第一代恒星（Population III Stars）的核聚变。探讨星系如何通过并合和吸积增长，演化出螺旋星系、椭圆星系和活动星系核（AGN）等不同的形态。 第三部分：宇宙的终极命运——暗能量的主宰 在本书的最后部分，我们将转向宇宙演化中最为神秘且占据主导地位的成分：暗能量。 7. 暗能量的发现与性质： 我们将详细回顾 1998 年发现加速膨胀的历史性事件，主要依赖于对Ia 型超新星的观测。解释 Ia 型超新星如何作为“标准烛光”来测量遥远距离。引入宇宙学常数（Cosmological Constant, $Lambda$）的概念，并将其纳入弗里德曼方程。 8. 暗能量的宇宙学影响： 讨论暗能量如何改变宇宙的未来轨迹。我们将对比几种可能的宇宙命运模型，包括“大冻结”（Big Freeze/Heat Death，当前最可能的结局）、“大撕裂”（Big Rip）和“大挤压”（Big Crunch）。我们重点分析暗能量的状态方程 $w$，并讨论当前观测对 $w$ 的限制。 9. 宇宙学的未来挑战： 最后，本书将展望尚未解决的重大问题：暗物质和暗能量的本质是什么？它们与标准模型粒子是否存在尚未察觉的联系？引力理论在宇宙学尺度上是否需要修正？我们将以对宇宙学前沿任务的展望作结，激励读者继续探索这片无垠的未知领域。 --- 目标读者： 本书适合对宏观宇宙学、恒星演化、星系形成以及宇宙学基本模型感兴趣的物理学、天文学本科生，以及寻求全面、深入了解现代宇宙学图景的科学爱好者。本书假定读者具备高等数学和基础物理学的知识背景，但对晦涩难懂的量子场论或高阶粒子物理理论不做要求。我们的目标是清晰地描绘出我们对宇宙的理解是如何建立在坚实的观测基础之上的。

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