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出版者:

作者:王深根 编

出品人:

页数:143

译者:

出版时间:2009-8

价格:8.00元

装帧:

isbn号码:9787807434306

丛书系列:

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浩瀚星河中的探索之光：一部关于宇宙起源与演化的科普巨著 书名：宇宙的低语：从奇点到星系际网络 作者：[虚构作者姓名] 出版社：[虚构出版社名称] 字数：约 1500 字 --- 导言：在时间的边缘回望 人类对于头顶那片无垠夜空的凝视，是文明伊始便刻在基因中的本能。我们追问：这一切是如何开始的？物质、能量、空间和时间，这些构成我们存在的基础，究竟源于何处？《宇宙的低语：从奇点到星系际网络》并非一本关于日常阅读技巧或基础语文训练的指南，而是一次深刻而详尽的宇宙学之旅。它旨在为那些对宇宙的宏大叙事充满好奇的求知者，揭开从宇宙诞生之初那不可思议的瞬间，到如今广袤无垠的星际结构背后的物理学原理与哲学意涵。 本书摒弃了对基础文本分析的关注，转而聚焦于自然界最深层的规律，以严谨的科学论证和富有感染力的叙述，带领读者穿越时空隧道，探索物理学、天文学和宇宙学的交叉前沿。 第一部分：太初的瞬间——量子涨落与暴胀的时代 本书的开端，是对“零”的深入审视。我们不是讨论如何理解一篇课文的主旨，而是探讨“奇点”的数学描述及其物理意义。 第一章：时间之箭的起点 本章深入解析了当前宇宙学标准模型——Lambda-CDM 模型的核心——大爆炸理论。它细致描绘了普朗克时期（$10^{-43}$ 秒）的极端条件，探讨了广义相对论在极高密度下失效的可能性，并引入了量子引力理论的初步概念，如弦理论和圈量子引力，作为我们理解宇宙最初一刻的潜在工具。我们考察了宇宙微波背景辐射（CMB）的性质，将其视为大爆炸理论最强有力的证据，并分析了CMB各向异性的精确测量，特别是来自普朗克卫星的数据，如何帮助我们确定宇宙的年龄与曲率。 第二章：暴胀的涟漪 一个悬而未决的问题是：为什么今天的宇宙如此平坦，且温度分布如此均匀？本书用大量篇幅阐述了“暴胀理论”（Inflationary Theory）。我们详细介绍了暴胀的动力学模型，涉及到一个被称为“暴胀子”（Inflaton）的假想标量场。通过对这个场的状态方程进行分析，我们推导出了暴胀如何将微小的量子涨落（即真空能的随机波动）放大，并将其印刻到早期宇宙的物质密度分布上。这些微小的密度不均匀性，正是日后形成星系和星系团的“种子”。本书会展示暴胀模型预测的引力波背景与标量场的耦合机制，这是未来实验验证的关键领域。 第二部分：物质的铸造厂——从核合成到恒星的诞生 度过了暴胀期，宇宙进入了冷却和物质主导的阶段。本书的这一部分，将焦点从纯粹的时空几何转向了粒子物理学的范畴。 第三章：轻元素的熔炉 我们详细解析了太初核合成（Big Bang Nucleosynthesis, BBN）的物理化学过程。在宇宙诞生后的几分钟内，温度和密度下降到了恰好允许质子和中子结合的范围。本书通过热力学和核反应截面的计算，精确推导出了早期宇宙中氢、氦、锂等轻元素丰度的预期比例。这些预测值与现代天文观测（如对原始气体云的分析）的高度吻合，构成了大爆炸理论不可动摇的基石之一。我们还将探讨BBN过程中可能存在的“奇点”或不确定性，例如对中子寿命测量的微小偏差如何影响最终的物质构成。 第四章：黑暗的帷幕与第一批恒星 随着宇宙继续膨胀和冷却，物质终于可以摆脱电磁力的束缚，形成中性原子——这是一个被称为“复合时期”的关键事件。此后，宇宙陷入了漫长的“黑暗时代”，直到引力开始将暗物质和普通物质的团块聚集在一起。本书运用计算机模拟和半解析模型，描绘了第一代恒星（Population III Stars）的形成过程。这些“初代星辰”由纯粹的氢和氦构成，质量巨大，寿命极短，它们通过剧烈的超新星爆发，将宇宙中第一批重元素（碳、氧、铁等）播撒到星际介质中，为后续恒星、行星乃至生命的诞生铺平了道路。 第三部分：结构演化与宇宙的终极命运 本书的最后一部分，将目光投向了今天我们所见的宏大结构，并对宇宙的未来进行了严谨的推测。 第五章：星系与纤维状网络 本书探讨了宇宙大尺度结构的形成机制，强调了“暗物质”在其中扮演的不可替代的角色。我们不会涉及文学修辞，而是深入研究冷暗物质（CDM）的性质及其在引力塌缩中的作用。通过对诸如斯隆数字巡天（SDSS）等观测数据的分析，本书展示了星系如何聚集在巨大的“纤维”（Filaments）和“墙”（Walls）之中，而中间则是巨大的“空洞”（Voids）。我们运用流体力学和N体模拟的结果，解释了星系合并、恒星形成速率的演化，以及活动星系核（AGN）如何反馈性地调控其宿主星系的成长。 第六章：加速膨胀与暗能量之谜 二十世纪末的发现彻底颠覆了我们对宇宙命运的理解：宇宙正在加速膨胀。本书将重点分析超新星观测数据（Ia型）如何确立了这一结论，并引出了最具挑战性的难题——暗能量。我们详细对比了暗能量的几种主要候选模型，包括宇宙学常数（Lambda）、精质场（Quintessence），以及对修正引力的尝试（如f(R)引力）。本书致力于阐明，我们对暗能量的理解，正处于观测精度与理论深度激烈碰撞的最前沿。 第七章：终极的归宿 最后，本书基于当前对哈勃常数、物质密度参数和暗能量方程状态的测量，推演了宇宙的几种可能命运：永恒的“热寂”（Heat Death），即所有能量均匀分散，再无有效功产生；或者，如果暗能量的性质发生变化，也存在“大撕裂”（Big Rip）的可能性。我们将在结论部分强调，这些预言的准确性，完全取决于我们对暗能量本质的最终揭示。 --- 本书适合的读者： 物理学、天文学、高阶数学专业的学生，以及所有对宇宙起源、演化和终极命运抱有深刻探究精神的爱好者。本书提供了对现代宇宙学最前沿理论的详尽、深入且无偏见的阐述。

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