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出版者:

作者:Roger Priddy

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:45.00元

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isbn号码:9781843328513

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《探秘星辰：宇宙的宏大叙事与微观奇观》 内容提要 本书是一部深度探索宇宙学、天体物理学以及行星科学的科普巨著。它并非一本关于足球运动或互动游戏的指南，而是旨在为读者构建一幅从宇宙大爆炸的奇点到现代宇宙的复杂结构，再到生命如何在地球上诞生的宏大图景。全书分为六个核心部分，层层递进，带领读者穿梭于时空之间，理解我们所处的宇宙的起源、演化、基本规律以及未来的可能走向。我们聚焦于那些塑造了我们认知和未来的科学发现，而非日常的娱乐活动。 第一部分：宇宙的黎明——起源与膨胀 本部分深入剖析现代宇宙学的基础——大爆炸理论。我们将追溯时间的起点，从普朗克时期（Planck Epoch）到暴胀时代（Inflationary Epoch）的瞬间剧变。详细讨论了宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其意义，它不仅是“大爆炸”的直接余晖，更是我们理解早期宇宙物质分布和几何形态的钥匙。 随后，我们将探讨宇宙的膨胀问题。基于哈勃的观测数据，我们阐释了宇宙尺度的拉伸现象，并引入了暗物质和暗能量的概念。这两大神秘成分占据了宇宙物质和能量的绝大部分，它们如何影响着星系的形成、结构的演化以及宇宙最终的命运（加速膨胀）。读者将了解到科学家们如何设计精密的实验来间接探测这些“隐形”的宇宙骨架。我们详细分析了标准的ΛCDM模型（Lambda-Cold Dark Matter Model），这是目前描述宇宙演化的最佳框架。 第二部分：恒星的生命周期——生灭的史诗 恒星，是宇宙中最耀眼的“引擎”，它们通过核聚变点亮了黑暗的宇宙，并为生命的元素播下了种子。本章从恒星的诞生——在分子云中的引力坍缩开始讲述。我们将详细解析主序星的内部结构和能量产生机制，特别是质子-质子链反应和CNO循环。 重点章节将描述恒星的“中年危机”与最终归宿。对于质量较小的恒星，如太阳，其演化路径是红巨星、行星状星云与白矮星的静谧谢幕；而对于大质量恒星，其生命以壮观的超新星爆发告终。我们细致描绘了II型超新星的物理过程，以及由此产生的中子星和黑洞。黑洞的形成机制、史瓦西半径、事件视界以及它们如何扭曲周围的时空，都将得到详尽的数学和物理学解释。 第三部分：星系与宇宙网——结构的宏伟蓝图 从恒星的尺度跃升至星系的尺度，我们开始考察宇宙中最大的自引力结构。本部分介绍了星系的分类系统——哈勃音叉图，详细描述了螺旋星系、椭圆星系和不规则星系的形态特征、动力学和恒星形成活动。 重点探讨了星系间的相互作用，包括星系并合和潮汐作用，这些过程如何重塑星系的形态。此外，我们还深入研究了星系中心的超大质量黑洞（SMBH）及其对宿主星系演化的反馈作用（如活动星系核AGN的喷流）。最终，我们将视角拉伸到更大尺度，描绘了“宇宙网”（Cosmic Web）的结构——星系团、超星系团和巨大的空洞（Voids），理解物质是如何沿着这些纤维状结构聚集的。 第四部分：行星的形成与系外宜居性 本章将目光聚焦于恒星周围的“尘埃盘”——原行星盘。我们解释了吸积过程如何从微小的尘埃颗粒成长为厘米级的星子，最终通过碰撞和引力聚集形成行星。我们区分了岩石行星（如地球和火星）和巨行星（如木星和土星）的形成机制差异，特别是气态巨行星在冰线外的快速吸积。 随后，我们将重点放在系外行星的发现历程。从早期的凌星法（Transit Method）到视向速度法（Radial Velocity Method），再到直接成像，我们审视了开普勒太空望远镜和TESS任务的重大发现。最后，本部分严肃探讨了“宜居带”（Habitable Zone）的概念，讨论了液态水存在的条件、行星大气层的影响，以及对第二地外生命的搜寻工作，包括对生物标记（Biosignatures）的理论探索。 第五部分：时空与引力的本质 本部分回归理论物理的核心，深入解析爱因斯坦的广义相对论。我们将用直观的方式解释时空弯曲的概念，阐述引力如何不是一种力，而是时空几何的体现。我们将详细讨论测地线、引力时间膨胀以及光线的引力偏折。 通过对引力波的探测，特别是LIGO和Virgo的里程碑式发现，我们展示了如何“聆听”宇宙中最剧烈的事件，如双黑洞或双中子星的并合。这不仅仅是确认了爱因斯坦百年前的预言，也开辟了观测宇宙学的新窗口。 第六部分：基础物理学的未解之谜与未来展望 宇宙学和天体物理学的进步也暴露了我们知识的局限。本章讨论了当前物理学面临的几大核心挑战：暗物质的粒子本质、暗能量的驱动机制，以及如何将广义相对论与量子力学统一起来（即寻找量子引力理论，如弦理论或圈量子引力）。 此外，我们还将展望未来几十年天文观测的技术前沿，例如詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对早期宇宙的深空观测、下一代引力波探测器（如LISA）的计划，以及对费米子和玻色子的精确测量如何可能揭示超出标准模型的物理现象。本书以对人类知识边界的敬畏与探索精神收尾。 目标读者 本书适合对科学、尤其是宇宙和自然法则怀有深厚好奇心的非专业读者，以及寻求全面、深入了解现代天体物理学进展的科学爱好者和学生。全书侧重于概念的清晰阐释和科学思想的逻辑推演，而非复杂的数学推导。

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