Planck Scale Effects in Astrophysics and Cosmology pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Amelino-Camelia, G. (EDT)/ Kowalski-Glikman, J. (EDT)

出品人:

页数:413

译者:

出版时间:

价格:79.95

装帧:HRD

isbn号码:9783540252634

丛书系列:

图书标签:

• Planck scale
• Astrophysics
• Cosmology
• Quantum gravity
• Early Universe
• Inflation
• Dark matter
• Dark energy
• High-energy physics
• Theoretical physics

好的，这是一本关于天体物理学和宇宙学中 普朗克尺度效应（Planck Scale Effects in Astrophysics and Cosmology） 的书籍简介，着重于该领域内不直接涉及您提供书名的其他关键主题和前沿研究： --- 广袤视界下的精微探索：当代天体物理学与宇宙学的前沿研究 一部跨越尺度、连接理论与观测的综合性论述 本书旨在为天体物理学和宇宙学领域的研究人员、高级研究生以及对现代物理学最深层问题感兴趣的读者，提供一个全面而深入的视角，探讨那些在宏观宇宙尺度下驱动现象、却又在极小尺度（远低于传统粒子物理学的范畴）得到解释的前沿理论与观测挑战。我们将重点关注那些尚未被纳入经典广义相对论或标准模型框架，但对于理解宇宙的起源、结构形成以及最终命运至关重要的物理机制。 本书的结构围绕信息、引力、暗物质、暗能量以及极端环境下的量子效应这五大核心支柱展开，力求展示当前理论物理学如何试图统一描述宇宙的全部尺度。 --- 第一部分：时空几何与信息的终极边界 本部分将探讨时空本质的深刻问题，着重于引力理论的几何基础及其在极端条件下的重构。 第一章：量子引力理论的几何化尝试 虽然普朗克尺度是量子引力效应开始显现的领域，但我们在此着重讨论的是有效场论（EFT）在描述低能量子引力修正时的应用，以及非交换几何（Non-Commutative Geometry）在构建平滑背景下的弯曲时空理论框架中的作用。重点将放在如何通过修正爱因斯坦-希尔伯特作用量，引入更高阶的曲率项，以解释观测到的宇宙学常数问题，而非直接处理普朗克尺度的微观细节。我们将深入分析动力学三角化（Causal Dynamical Triangulation, CDT）等构造性方法如何重现可观测的四维时空，并讨论其与弦理论或圈量子引力在描述早期宇宙泡沫结构上的异同点。 第二章：黑洞热力学与信息悖论的现代诠释 本书不直接探讨普朗克质量黑洞的蒸发，而是聚焦于信息悖论的现代进展。我们将详尽分析软毛理论（Soft Hair）如何通过零能模式重新定义黑洞视界，以及虫洞（Wormholes）在连接量子纠缠与时空几何中的角色——特别是ER=EPR猜想的观测含义及其对时空度规的影响。此外，我们还将介绍AdS/CFT对偶在理解黑洞内部信息流转机制中的非微扰（non-perturbative）预测，以及如何利用量子信息论工具（如纠缠熵）来量化视界面对信息的“容纳”能力。 --- 第二部分：宇宙学的宏大谜团与新物理学渗透 本部分将视角从微观的时空结构转向了观测到的最大尺度的物质与能量成分，探讨新物理如何渗透并修正标准宇宙学模型。 第三章：暗物质的非WIMP候选者与间接探测 本书将避开对标准弱相互作用重粒子（WIMP）的详细回顾，转而深入研究轴子（Axions）的宇宙学起源、亚GeV质量范围内的轻暗物质（如波色子星）的形成机制，以及费米子暗物质（如惰性中微子）对早期宇宙演化的影响。我们将侧重于这些候选者如何产生自相互作用（Self-Interacting Dark Matter, SIDM）并解决矮星系中观测到的“核心问题”（Core-Cusp Problem），以及当前地面实验和空间探测器（如ASTRO-H后的下一代X射线望远镜）如何通过对星系晕的动力学效应来约束其散射截面。 第四章：暗能量的动态模型与宇宙学扰动 在暗能量方面，本书聚焦于动态的（Dynamically Evolving）场模型，特别是标量-张量理论（Scalar-Tensor Theories），如DGP模型或F(R)引力，如何提供对宇宙加速膨胀的一种替代解释，而不是单纯引入宇宙学常数。我们将详细讨论如何构建线性化稳定性分析来排除这些模型中不稳定的解，并利用大尺度结构（LSS）的观测数据（如弱引力透镜效应和重子声学振荡, BAO）来严格限制这些修正理论中新增的自由度。 --- 第三部分：极端环境下的场论与粒子物理学交汇 本部分探讨了在宇宙诞生初期或极端天体物理环境中（如中子星内部）发生的，需要量子场论工具来处理的物理过程。 第五章：早期宇宙的相变与拓扑缺陷 我们不再关注暴胀机制本身，而是侧重于暴胀后和电弱/强相互作用阶段的动力学。重点将放在一阶相变（First-Order Phase Transitions）如何通过气泡成核和碰撞产生强大的引力波信号。本书将详细分析如何通过计算碰撞界面的非线性动力学来预测可被LISA或PTA等引力波天文台探测到的特征频谱。此外，我们还将探讨拓扑缺陷（如宇宙弦、畴壁）的形成机制及其在宇宙微波背景（CMB）中留下的特定极化特征。 第六章：超高密度物质中的量子场论 本章将审视中子星或黑洞吸积盘中心区域的物理状态。我们将应用有效场论来描述夸克-胶子等离子体（Quark-Gluon Plasma）在致密星体内部的性质，特别是手征对称性恢复（Chiral Symmetry Restoration）如何影响物质的压力方程状态（EoS）。重点将放在超导态和奇异夸克物质（如Strangelets）的理论预测，以及这些状态对中子星质量-半径关系（$M-R$曲线）和星震信号的敏感性分析。 --- 结语：观测的制约与理论的疆界 本书的最后，我们将对当代天体物理学和宇宙学研究的前沿交叉点进行总结。讨论的重点将集中在：如何利用日益精密的引力波观测（如第三代地面和空间探测器）来检验不同量子引力修正模型对宏观时空的影响；以及未来探测器如何区分复杂的暗物质/暗能量模型。本书旨在清晰地描绘出当前物理学面临的挑战——即在缺乏直接普朗克尺度实验数据的背景下，如何通过对低能有效理论的精细检验来逐步逼近对自然界终极定律的理解。 --- 本书特色： 专注于修正项与非标准模型： 避开对标准广义相对论和标准宇宙学模型的复述，直击前沿理论框架中的“扰动”与“修正”。 跨学科整合： 紧密结合高能粒子物理、量子信息论与宇宙学观测数据分析。 理论深度与观测关联： 每一个理论概念都与当前或未来可检验的观测信号（如引力波、LSS、CMB极化）紧密联系。

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