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页数:366

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出版时间:2008-3

价格:36.00元

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isbn号码:9787117096676

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• 临床检验
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• 健康医学

浩瀚星河的指引：一部关于宇宙学与天体物理学的深度探索 图书名称：星辰的低语与宇宙的脉动 图书简介： 本书并非聚焦于日常的诊疗与病理分析，而是将读者的目光引向那片无垠的、永恒的黑暗——宇宙。《星辰的低语与宇宙的脉动》是一部宏大叙事与精微计算并重的科普著作，它旨在揭示宇宙诞生、演化及其终极命运的深刻奥秘。我们从人类最早对星空的观测和神话叙事开始，逐步深入到爱因斯坦的广义相对论所构建的弯曲时空框架，最终抵达当代宇宙学最前沿的难题，如暗物质的本质与暗能量的驱动力。 第一部分：时空织锦的初探——从牛顿到爱因斯坦的飞跃 本书的第一部分奠定了理解宏观宇宙的基础。我们首先回顾了伽利略和开普勒的贡献，他们首次以精确的数学语言描述了行星的运动，打破了地心说的桎梏。随后，牛顿的万有引力定律以一种简洁而普适的法则，将地球上的苹果与天上的月亮相联系起来，构建了第一个统一的宇宙模型。 然而，牛顿的框架在处理极端引力场（如黑洞附近）和极高速度时显露出局限性。因此，我们用详尽的篇幅解析了爱因斯坦的广义相对论。这不是一个简单的概念堆砌，而是通过形象的比喻和严谨的逻辑推演，解释了“质量告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动”的核心思想。读者将跟随作者的引导，理解引力透镜效应、水星近日点的异常进动，以及引力波的物理本质——时空自身的涟漪。我们详细探讨了洛伦兹变换如何重塑了我们对时间和距离的认知，以及如何从场方程中推导出宇宙的动态解。 第二部分：宇宙的诞生与初期结构形成 本书的核心部分聚焦于现代宇宙学的基石——大爆炸理论（The Big Bang Model）。我们将详细剖析支持这一理论的三大支柱：宇宙的膨胀（哈勃定律）、宇宙微波背景辐射（CMB）以及轻元素的丰度。 我们细致地描绘了大爆炸的“第一秒”：普朗克时期、暴涨（Inflation）时代的必要性及其如何解决了视界问题和平坦性问题。随后，我们将进入等离子体的海洋，解释夸克、轻子如何形成，核合成如何精确地决定了宇宙中氢、氦、锂的比例——这一预测与天文观测的惊人一致性是检验任何宇宙模型的黄金标准。 在结构形成方面，本书深入探讨了CMB的微小温度涨落。这些涨落在早期宇宙中是物质分布的种子，正是它们在引力作用下，经过数十亿年的演化，最终形成了星系、星系团乃至我们今天观测到的宇宙网状结构。我们不避讳地引入了功率谱和声学振荡等专业概念，但通过清晰的图示和类比，确保非专业读者也能领会这些波动如何编码了宇宙的几何结构和物质密度信息。 第三部分：黑暗的主宰——暗物质与暗能量的谜团 当我们用可见的恒星、气体和尘埃来计算星系的质量时，我们发现了一个巨大的不平衡：绝大多数的引力效应无法被我们已知的物质解释。这引导我们进入宇宙中最令人困惑的领域——暗物质。 本书用近乎侦探小说的笔法，梳理了证实暗物质存在的关键证据：星系旋转曲线的平坦化、星系团的维里里系数、以及星系团碰撞（如子弹星系团）中质量分布的解耦。我们系统地评估了主流的候选者，从WIMPs（弱相互作用大质量粒子）到轴子（Axions），并介绍了直接探测和间接探测实验（如地下实验室和空间望远镜）的尖端技术和最新进展。 如果说暗物质是宇宙引力的“粘合剂”，那么暗能量则是宇宙加速膨胀的“推手”。本书详细介绍了发现这一现象的里程碑式工作——通过Ia型超新星作为“标准烛光”进行的观测。我们探讨了暗能量的可能形态：是爱因斯坦宇宙学常数的残留，还是第五种基本力的表现？我们比较了ΛCDM模型（标准宇宙学模型）与其他修正引力理论的优劣，展示了科学家们如何试图调和观测数据与理论预测之间的鸿沟。 第四部分：恒星的生命周期与星系的演化 在宏大的宇宙背景下，本书也回归到构成宇宙之美的基本单元——恒星。我们将详细解析恒星的诞生（从分子云的引力坍缩到核聚变的启动）、主序星的稳定阶段（结合恒星结构方程），以及不同质量恒星的悲壮结局：白矮星的电子简并压、中子星的极端密度，直至超新星爆发和黑洞的形成。 我们还将探讨星系形成和演化的复杂过程。从早期宇宙中无序的矮星系如何通过并合和吸积，逐渐成长为我们今天所见的旋涡星系和椭圆星系。本书特别关注了星系中心的超大质量黑洞与其宿主星系演化之间的共生关系，即“反馈机制”如何调节恒星的形成速率，塑造出整个星系的形态。 结语：未知的边界与未来的视野 最后，本书展望了宇宙学研究的前沿阵地：引力波天文学的兴起如何为我们提供了一个全新的“听觉”窗口来探索黑洞合并和早期宇宙；下一代大型巡天项目（如LSST、欧几里得任务）将如何以前所未有的精度绘制宇宙三维地图；以及，我们如何将量子力学与广义相对论统一起来，构建一个完整的量子引力理论。 《星辰的低语与宇宙的脉动》是一次对人类知识极限的挑战与赞美，它引导读者超越日常经验，以宇宙的尺度审视自身在时间与空间中的位置。它不仅仅是知识的传授，更是一种对未知世界永恒好奇心的激发。

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