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出版者:Springer

作者:A. Heck

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1989-06

价格:USD 45.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387510446

丛书系列:

图书标签:

• 天文学
• 知识库系统
• 人工智能
• 专家系统
• 数据挖掘
• 机器学习
• 天体物理学
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• 知识工程
• 决策支持系统

《恒星演化与星系动力学前沿探索》 图书简介 本书是一部深度聚焦于现代天体物理学核心领域——恒星演化理论的精细建模与星系尺度结构与动力学的最新观测进展的综合性著作。它旨在为天体物理学、天体化学以及宇宙学领域的进阶研究人员和高年级研究生提供一个全面、深入且具有前瞻性的知识框架。本书的结构经过精心设计，将理论推导的严谨性与最新数据集的分析紧密结合，力求在概念阐述和实际应用之间架起坚实的桥梁。 第一部分：新生与成熟——恒星演化的精细结构与过程 本部分深入剖析了恒星从诞生到死亡的复杂生命周期，重点关注了驱动这些过程的物理机制及其对宇宙化学演化的影响。 第一章：星际介质的坍缩与原恒星形成 本章首先回顾了分子云的性质、湍流的阻尼机制以及磁场在云核心坍缩中的作用。重点讨论了不同初始质量下，核心坍缩的非线性动力学过程，包括吸积盘的形成与反作用。我们详细考察了原恒星阶段的辐射传输问题，特别是在高密度、高不透明度环境下的处理方法，并引入了现代数值模拟（如Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH 和 Adaptive Mesh Refinement, AMR）中对角动量输运和对流的最新参数化方案。此外，本章对零龄主序星（ZAMS）的精确确定和质量截线（Initial Mass Function, IMF）的物理起源进行了批判性讨论。 第二章：主序星阶段的内部结构与核合成 核心聚焦于主序星内部的能量产生与传输机制。详细解析了不同质量恒星的对流区、辐射区结构，以及包层混合过程（如半对流区）。核反应网络部分，我们不仅涵盖了质子-质子链和CNO循环的稳态解，还特别深入探讨了太阳型恒星和低质量恒星晚期氦聚变的启动过程（如红巨星分支的“氦闪”），以及高丰度金属星的特殊反应路径。对恒星内部微扰理论的应用，特别是对径向和非径向重力波的预测，也进行了详尽的阐述。 第三章：后主序演化与致密天体前身 本部分是关于恒星死亡的艺术。对于中低质量恒星，详细分析了渐近巨星分支（AGB）的脉冲周期、热脉冲对第三次星包层的抛射效率的影响，以及碳同位素比率的演变。对于大质量恒星，我们侧重于理解它们如何跨越红/蓝脉冲星阶段，以及对核心坍缩超新星（Core-Collapse Supernovae, CCSN）的触发机制。本书对超新星的输运过程（如中微子驱动的爆炸）的现代数值模型进行了深入的比较分析，并探讨了对偶核（如双星系统中的伴星吸积）对最终遗迹（中子星或黑洞）质量和自转的影响。 第二部分：宏大尺度——星系结构、动力学与环境效应 本部分将视野从单颗恒星扩展到整个星系，关注星系的形成、演化、内部运动学以及它们所处的宇宙环境。 第四章：暗物质晕的结构与N体模拟 暗物质作为塑造星系结构的主导成分，其模拟是理解星系动力学的基石。本章系统阐述了Lambda-CDM模型下的N体模拟方法，包括其局限性与优势。重点讨论了暗物质晕的密度剖面（如NFW、Einasto模型）的观测约束和理论推导。对“小尺度危机”（如矮星系过量问题、核心/cusp问题）的最新进展进行了综述，并介绍了考虑了重子反馈（恒星形成、超新星爆发）对暗物质晕微观结构影响的最新流体动力学模拟结果。 第五章：星系运动学与形态学分类 本章侧重于如何从观测数据中提取星系的动力学信息。对于盘星系，详细分析了速度场、速度弥散剖面，以及如何利用气体动力学追踪潜在的螺旋结构和条纹形成机制。对于椭圆星系，重点探讨了各向异性速度椭球的测量技术（如星系光谱积分场单元，IFU数据），以及它们与星系形成历史（如并合事件）之间的定量关系。本章引入了现代形态学分类（如Sérsic指数、马洛金参数）的局限性，并比较了基于机器学习算法对星系形态的无偏分类方法。 第六章：星系群、星系团与环境对星系演化的影响 星系并非孤立存在，它们的环境扮演了关键的演化角色。本章深入探讨了星系群和星系团的结构，包括它们的质量估计方法（如里奇线法、引力透镜法）。重点分析了环境对星系演化的关键过程，包括：星系际介质（ICM）的加热与冷却、射流反馈（AGN Feedback）在团簇尺度上的传播、以及“射流驱散”（Ram Pressure Stripping）对星系气体的影响及其对恒星形成率的抑制作用。此外，还讨论了星系团内星系（BCG）的形成机制及其在宇宙时间尺度上的演化路径。 第七章：活动星系核（AGN）的反馈机制与宇宙再电离 本章探讨了超大质量黑洞与其宿主星系之间的共生关系。详细区分了不同类型的AGN辐射、喷流和风的特征。重点阐述了AGN反馈——无论是“冷反馈”（通过分子气体加热）还是“热反馈”（通过高速风将气体从星系中清除）——如何调节恒星形成历史，并可能解释宇宙中星系形成的“快速停滞”现象。最后，本章将视角推向更早期宇宙，讨论了AGN活动与宇宙再电离背景的潜在联系。 本书的特色在于其跨学科的视角，它不仅要求读者掌握恒星内部结构方程的求解，也要求理解大规模结构形成的统计物理基础，为读者提供一个整合了微观物理过程与宏观宇宙结构演化的统一理论框架。

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这本书最让我感到惊喜的是它对“未解之谜”的探讨态度——既不故弄玄虚，也不轻易下定论。在介绍完当前主流理论的证据链后，作者会非常坦诚地指出目前存在的观测矛盾或者理论上的漏洞，并且清晰地列举出几个最有可能的替代性假说。例如，在讨论银河系暗物质晕的分布时，它详细对比了不同的模型所预测的引力效应差异，这种严谨的科学态度，避免了将任何一个理论神圣化。这种开放性和对不确定性的坦然接受，恰恰是科学精神的核心所在。它鼓励读者去质疑、去思考，而不是被动地接受既有结论。通过这种方式，读者不仅仅是获得了知识，更像是参与到了一场持续的科学对话之中。读完此书，我感受到了一种智力上的提升，因为它不仅仅是信息的堆砌，更是思维方式的训练，培养了一种面对未知时应有的审慎和好奇心，这对于任何一个渴望真正理解世界的求知者来说，都是无比宝贵的财富。

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这本书简直是太空探索爱好者和天文学新手的福音，它不像那些动辄需要深厚物理和数学背景的专业著作那样令人望而却步。作者似乎非常懂得如何将复杂的概念用一种近乎讲故事的方式娓娓道来。我特别欣赏它对不同历史时期天文观测方法的梳理，从肉眼观测到伽利略望远镜的革新，再到现代射电望远镜的突破，那种时间的跨度感和人类求知欲的体现，读起来让人热血沸腾。书中对那些标志性天体和现象的描述，比如猎户座大星云的壮丽，或者黑洞视界边缘的奇特物理效应，都配上了精美且富有启发性的插图，这些图表并非仅仅是装饰，而是真正帮助理解抽象概念的钥匙。我感觉自己仿佛是跟着一位经验丰富、知识渊博的向导，漫步在浩瀚的宇宙剧场之中，每一个转角都有新的惊喜和知识的宝藏等待发掘。它成功地架起了科普与专业之间的桥梁，既能满足我对宇宙的浪漫遐想，又能提供扎实的认知基础。对于那些想深入了解我们所处宇宙的基本结构和演化历程，却又不想被冗长公式淹没的读者来说，这本书无疑是绝佳的选择。它点燃了我对星空更深层次的好奇心，并且提供了清晰的路径去满足这种好奇。

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这本书的叙事节奏掌握得极为精妙，不像有些科普读物那样，在初期就抛出大量定义和理论，让人还没进入状态就感到疲惫。相反，它采取了一种螺旋上升的讲解方式，先从宏观的宇宙学背景切入，勾勒出我们已知宇宙的“骨架”，然后逐步深入到恒星的诞生与死亡，最后才触及到星系团和宇宙大数据的处理层面。这种层层递进的结构，让读者有足够的时间去消化和吸收信息，每一次深入都建立在前文理解的基础上，极大地增强了阅读的连贯性和愉悦感。尤其值得称赞的是，作者在讨论到一些前沿领域时，例如暗物质和暗能量的观测证据，并没有止步于简单的陈述，而是细致地剖析了科学家们如何设计实验、排除干扰，最终得出结论的过程，这让科学发现本身变得像侦探小说一样引人入胜。我强烈推荐给那些喜欢思考“为什么”而非仅仅满足于“是什么”的读者，这本书教会我的不仅仅是知识，更是一种严谨的科学探究精神和批判性思维的方式。读完后，我感觉自己对那些新闻里提到的天文发现，都有了更深刻的背景理解，不再是云里雾里的一知半解了。

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我必须指出，这本书在处理现代数据驱动型天文学的介绍上，展现出了超越传统科普读物的深度。它并未回避现代天文学研究中越来越重要的计算和数据处理部分，而是用一种易于理解的框架，介绍了如何从海量的望远镜数据中筛选出有价值的信号，以及机器学习等技术在自动识别新天体或分类星系形态中的应用。虽然我不是计算机专业的背景，但作者通过生动的比喻——比如将数据筛选比作在沙滩上寻找特定种类的贝壳——成功地让我理解了这些复杂算法背后的核心逻辑。这部分内容让我意识到，当今的天文学已经不再是单纯的“看”天，而是大量的“算”天。这种对学科前沿的把握和适度的技术介绍，极大地拓宽了我的视野，让我明白了未来天文学家的工作图景是多么的多元化和技术化。对于希望了解天文学是如何与信息技术深度融合的读者来说，这本书提供了非常及时的、高质量的洞察，远非市面上那些停留在经典物理层面的读物可比拟。

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这本著作的排版设计和视觉呈现达到了一个相当高的水准，绝对不是那种沉闷的教科书式印刷。纸张的质感、字体的选择，乃至章节之间的留白处理，都体现出一种对阅读体验的尊重。更不用说那些精心挑选的、质量极高的天文图像了，它们被巧妙地放置在与相关文本相邻的位置，形成了一种有机的互文关系。举个例子，当书中描述到类星体的极端能量输出时，所配的那张红移值极高的图像，其视觉冲击力本身就胜过千言万语的描述。我尤其欣赏其中穿插的一些“幕后花絮”式的侧边栏，它们简短地介绍了某个关键理论的提出者的小故事，或者某个重要观测站的建设历程，这些小小的插曲，极大地丰富了内容的层次感，使得冰冷的科学知识瞬间有了人情味和历史厚度。它仿佛是一本精心制作的杂志，让你愿意捧着它在沙发上消磨一下午，而不是把它束之高阁，只在需要查找资料时才翻阅。这份对美学的坚持，使得学习过程本身变成了一种享受。

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