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出版者:Search Press

作者:Di van Niekerk

出品人:

页数:128

译者:

出版时间:2009-10-01

价格:USD 25.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781844484461

丛书系列:

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浩瀚书海中的瑰宝：《星辰轨迹：宇宙演化史》 一部深入探索宇宙起源、结构与命运的恢弘巨著 作者： 艾略特·凡斯 出版社： 苍穹科学出版社 装帧： 精装，附赠全彩宇宙图像集与互动式星图 页数： 1280页（正文），附录与索引共计200页 定价： 人民币 488.00 元 导言：在无垠中探寻存在的意义 自人类仰望星空的那一刻起，对“我们从哪里来，要到哪里去”的追问便从未停歇。时间的长河滚滚向前，知识的边界不断拓宽，《星辰轨迹：宇宙演化史》正是集结了当代天体物理学、宇宙学、粒子物理学最前沿的智慧结晶，旨在为广大学者、爱好者以及所有对宇宙抱有敬畏之心的人，提供一个全面、深入且引人入胜的宇宙图景。 本书并非简单的科学知识罗列，而是一部充满叙事张力的史诗，它以时间为轴线，从宇宙诞生那一刻的奇点，穿越至星系的形成、生命的萌芽，并最终展望其不可避免的终局。作者艾略特·凡斯教授，以其深厚的学术功底和令人赞叹的科普能力，将那些晦涩难懂的数学模型和量子场论，转化为清晰、富有画面感的文字。 第一部分：零点时刻与创世的黎明（第1章至第15章） 本部分聚焦于宇宙的“创世纪”。 第一章：时空的诞生与普朗克纪元 本书开篇便挑战读者的认知极限，探讨普朗克时间（$10^{-43}$秒）之前的“无中生有”。凡斯教授细致梳理了当前关于量子引力理论的几种主要猜想——从弦理论的M框架到圈量子引力的核心观点，试图解释在极高能量密度下，时空如何从一个不可分割的整体中分离出来。 第二章至第五章：暴胀时代与基本力的分化 详细阐述了宇宙暴胀理论（Inflation Theory）的数学基础和观测证据。宇宙在瞬间膨胀了至少$10^{26}$倍，这如何解释了宇宙学中的“视界问题”和“平坦性问题”？随后，重点剖析了电磁力、强核力、弱核力和引力是如何依次“冻结”和分离的，并引入了早期宇宙中各种假想粒子（如磁单极子）的理论预测。 第六章至第十章：夸克时代、轻子时代与核合成 读者将跟随作者进入早期物质的“沸腾之海”。描述了夸克-胶子等离子体如何冷却，形成质子和中子。随后，详细描绘了宇宙大爆炸后最初的三分钟，即太初核合成（Big Bang Nucleosynthesis, BBN）的精细过程，精确计算了氘、氦-3、氦-4以及微量锂在早期宇宙中的丰度，这被视为标准宇宙学模型最强有力的证据之一。 第十一章至第十五章：复合（Recombination）与宇宙微波背景（CMB） 这是宇宙“第一次黑暗”的终结。当温度降至约3000开尔文时，电子与原子核结合形成中性原子，光子首次得以自由传播。本书深入解析了对CMB的观测（如COBE, WMAP, Planck卫星的数据），如何揭示了早期宇宙的“婴儿照片”，以及其中微小温度涨落（各向异性）的物理意义——它们是未来星系团的种子。 第二部分：结构形成的漫长演化（第16章至第35章） 从无序到有序，本部分探讨了宇宙如何从均匀的状态，演化出我们今天观测到的复杂结构。 第十六章至第二十章：暗物质的主导作用 暗物质，这种不可见的物质占宇宙质能的绝大部分，是结构形成的关键驱动力。书中全面评估了WIMP、轴子等暗物质候选粒子的实验探测进展，并详细模拟了暗物质在引力作用下如何形成巨大的“宇宙网”（Cosmic Web）的初始晕结构（Halos）。 第二十一章至第二十五章：第一代恒星的诞生与死亡（Population III Stars） 聚焦于宇宙“黑暗时期”的结束。描述了在密度最高的气体云中，第一批仅由氢和氦构成的恒星——第三星族星——如何点燃。这些巨型恒星（质量可能达到太阳的数百倍）的短暂生命和超新星爆发，是制造宇宙中所有重元素（碳、氧、铁等）的工厂，为后续恒星和行星的形成奠定了物质基础。 第二十六至第三十章：星系的形成与演化动力学 从矮星系到巨型椭圆星系，本书运用最新的模拟结果，解释了星系如何通过合并、吸积和潮汐作用不断演化。特别关注了星系中心超大质量黑洞（SMBH）对宿主星系形成的影响，探讨了AGN（活动星系核）反馈机制在调节恒星形成速率中的关键角色。 第三十一章至第三十五章：星系团与宇宙的大尺度结构 探讨了宇宙中最大的已知结构——星系团、超星系团，乃至纤维状的宇宙网。通过对红移巡天（如Sloan Digital Sky Survey）数据的分析，作者展示了宇宙在大尺度上展现出的均匀性，并引入了“重子声学振荡”（BAO）作为测量宇宙膨胀历史的标尺。 第三部分：我们的家园：恒星、行星与生命的化学（第36章至第50章） 本部分将视角拉近，深入到恒星内部的核反应以及行星的形成过程，探讨了宇宙演化与生命起源的联系。 第三十六章至第四十章：恒星的生命周期与元素炼金术 详尽描述了不同质量恒星的主序星阶段、红巨星、白矮星、中子星和黑洞的最终归宿。着重讲解了R-过程和S-过程在宇宙中产生金、铀等重元素的确切机制。 第四十一章至第四十五章：行星形成与宜居性理论 分析了原行星盘（Protoplanetary Disks）的形成过程，以及岩石行星和气态巨行星的形成模型。引入了现代天体生物学的前沿概念，如“银河系宜居带”和“梯级宜居性”，探讨了系外行星大气分析（光谱学）如何寻找生命的生物标记（Biosignatures）。 第四十六章至第五十章：我们是谁？太阳系的独特性与未来 对太阳系进行了一次深入的回顾，对比了它与新发现系外行星系统的异同。探讨了地球上生命出现所需的“巧合”，以及未来人类对火星、木卫二等地的探索计划，将宇宙学与人类文明的未来紧密结合。 第四部分：终极命运：宇宙的终结（第51章至第60章） 最后的篇章，凡斯教授带领读者走向时间的尽头，探索基于当前物理学预测的几种可能的宇宙结局。 第五十一章至第五十五章：暗能量的主宰与加速膨胀 详细介绍了暗能量的概念，其对宇宙膨胀的驱动作用，以及宇宙学常数（Λ）的困境。对比了“大冻结”（Heat Death）、“大撕裂”（Big Rip）和“大反弹”（Big Crunch）这三种主要模型的物理推论。 第五十六至第六十章：热寂的深空与量子隧穿的终点 对“热寂”（Heat Death）场景进行了详尽的推演——在极长时间尺度后，所有恒星耗尽燃料，黑洞蒸发（霍金辐射），最终只剩下稀疏的、趋于绝对零度的基本粒子。最后，本书以一个发人深省的哲学思考收尾：在终极的虚无中，信息是否还有意义？ 结语：对未知的永恒致敬 《星辰轨迹：宇宙演化史》是一部值得收藏的里程碑式著作。它不仅梳理了过去百年来人类在认知宇宙方面的所有重大发现，更以前瞻性的眼光指出了未来研究的方向。全书逻辑严密，内容翔实，语言充满力量，是理解我们所处宇宙的权威指南。阅读它，就是进行一次横跨数百亿光年和数百亿年的史诗级旅程。

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