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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Walter, Ulrich

出品人:

页数:508

译者:

出版时间:2007-12

价格:1120.00 元

装帧:HRD

isbn号码:9783527406852

丛书系列:

图书标签:

航天学
航空航天
宇宙探索
航天工程
空间技术
火箭
卫星
天文学
物理学
科学

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具体描述

As a crewmember of the D-2 shuttle mission and a full professor of astronautics at the Technical University in Munich, Ulrich Walter is an acknowledged expert in the field. He is also the author of a number of popular science books on space flight and research. This textbook is based on extensive teaching and his work with students, backed by numerous examples drawn from his own experience. With its chapter-end examples and problems, this is suitable for graduate level courses in satellite engineering and space systems engineering, as well as for professionals working in the space industry. From the contents: Rocket Flight Thermal Propulsion Electric Propulsion Orbits Interplanetary Flight Re-Entry The 3-Body Problem Coordinate Systems Rigid Body Dynamics Thermal Control

天体物理学前沿探索：引力波、暗物质与宇宙演化作者：约翰·卡尔森出版社：环球科学出版社出版日期： 2023年10月页数： 620页装帧：精装 --- 内容简介《天体物理学前沿探索：引力波、暗物质与宇宙演化》是一部深度聚焦于当代天体物理学最激动人心和最具挑战性领域的权威著作。本书并非对所有天体物理学分支的全面综述，而是精心挑选了三个相互关联且正在经历革命性突破的关键议题：引力波天文学的诞生与发展、暗物质的性质与探测，以及宇宙大尺度结构的形成与演化。作者约翰·卡尔森凭借其在引力物理和粒子宇宙学领域数十年的深厚积累，为读者构建了一幅清晰而详尽的现代宇宙学图景。本书结构严谨，逻辑清晰，从基础理论的夯实入手，逐步深入到最尖端的实验观测和理论模型前沿。它旨在为高年级本科生、研究生、科研人员以及对宇宙终极奥秘充满热忱的科学爱好者提供一个全面且深入的学习资源。第一部分：时空涟漪——引力波天文学的黎明本部分以前所未有的深度剖析了引力波物理学。卡尔森教授从爱因斯坦的广义相对论出发，详细阐述了引力波的产生机制、传播特性及其与物质的微弱耦合。核心内容包括： 1. 理论基石与波形建模：详细介绍了如何利用后牛顿近似、数值相对论（NR）方法对双黑洞并合（BBH）、中子星并合（BNS）以及黑洞-中子星（BHNS）系统发出的引力波波形进行精确预测。对不同质量区间的黑洞——从恒星级到中等质量黑洞（IMBH）——的形成和并合动力学进行了详尽的讨论。 2. LIGO/Virgo/KAGRA探测器技术与进展：对地面激光干涉引力波天文台的工程原理、噪声抑制技术（包括地震噪声、散弹噪声和牛顿噪声的处理）进行了细致入微的讲解。作者结合最新的观测结果（如GW170817的多信使事件），探讨了引力波信号如何与电磁波、中微子信号联合分析，开启了“多信使天文学”的新纪元。 3. 未来展望与空间任务：展望了下一代引力波探测器，特别是脉冲星定时阵列（PTA）在探测超大质量黑洞并合（SMBHB）引力波背景上的潜力，以及激光干涉空间天线（LISA）任务在探测早期宇宙和银河系内双白矮星系统中的独特优势。第二部分：隐形的主宰——暗物质的粒子性质与分布暗物质构成了宇宙物质总量的绝大部分，但其本质至今仍是物理学最大的谜团之一。本书用近三分之一的篇幅致力于解剖当前寻找和理解暗物质的各种实验路径和理论猜想。核心内容包括： 1. 宇宙学证据的再审视：系统回顾了支持暗物质存在的宏观证据链，包括宇宙微波背景（CMB）的功率谱、星系旋转曲线、星系团的动力学以及重子声学振荡（BAO）。作者特别强调了利用星系团碰撞（如子弹星系团）来区分冷暗物质（CDM）模型与其他修正引力模型的关键证据。 2. WIMP与轴子：深入探讨了弱相互作用重粒子（WIMP）作为主流候选者的理论模型（如超对称理论中的中性子）及其在直接探测实验（如XENONnT, PandaX）中的限制。同时，对超轻粒子，尤其是轴子（Axions）及其潜在的星系晕内部分布进行了详细的理论分析，并介绍了光子-轴子转换实验的最新进展。 3. “未解决的问题”：探讨了暗物质模型在低质量星系尺度上面临的挑战（如“缺失的卫星星系”问题和“过于密集的核”问题），并介绍了修正的暗物质模型，如自相互作用暗物质（SIDM）和模糊冷暗物质（Fuzzy CDM）如何尝试调和理论预测与观测事实之间的差异。第三部分：结构的编织——宇宙大尺度结构的形成与演化本部分将视角拉回到宇宙的宏大尺度，探讨物质如何在引力的作用下，从早期宇宙的均匀状态演化为如今的纤维状、空洞状的大尺度网络。核心内容包括： 1. 标准宇宙学模型（ΛCDM）的精细刻画：详细解释了宇宙膨胀、物质-辐射主导期的过渡，以及微波背景辐射的形成。对哈勃常数的“张力”问题（Hubble Tension）进行了前沿的讨论，分析了早期宇宙物理和晚期宇宙测量之间的潜在分歧点。 2. 星系与暗物质晕的形成：基于N体模拟（N-body Simulations），作者阐述了暗物质晕如何充当“骨架”，引导普通物质（重子）坍缩形成星系。本书详细介绍了诸如“冷流”（Cold Flows）理论和反馈机制（如超新星和黑洞喷流反馈）在塑造不同类型星系形态中的关键作用。 3. 宇宙网的观测与模拟：探讨了如何通过观测星系分布、长程相关函数以及类星体吸收谱线（如森林效应）来重建宇宙网的结构。模拟方法部分，重点介绍了诸如Illustris TNG和EAGLE等代表性项目，及其在再现宇宙演化历史中的成功与局限。读者对象本书要求读者具备扎实的经典物理学（力学、电磁学）和高等数学（微积分、线性代数）基础，并对狭义相对论和基础量子力学概念有所了解。它特别适合：物理学和天文学专业的研究生和博士后研究员。希望深入了解引力波、暗物质探测前沿的科研人员。致力于宇宙学和高能物理交叉领域的专业人士。《天体物理学前沿探索》不仅是一本教材，更是一份通往现代宇宙学研究核心思想的精确导航图，它将引领读者直面人类认知宇宙的边界。