An Elementary Survey of Celestial Mechanics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Ryabov, Y.

出品人:

页数:176

译者:Yankovsky, G.

出版时间:2006-2

价格:$ 13.50

装帧:

isbn号码:9780486450148

丛书系列:

图书标签:

• Celestial Mechanics
• Astrodynamics
• Orbital Mechanics
• Spaceflight Mechanics
• Classical Mechanics
• Physics
• Mathematics
• Astronomy
• Gravitation
• Applied Mathematics

天体物理学的宏伟画卷：从星际尘埃到宇宙演化 一本深入探索宇宙奥秘的权威著作 本书旨在为对天体物理学、宇宙学以及天体动力学充满热情的读者提供一个全面、深入且引人入胜的导览。我们不满足于对天空的简单描绘，而是致力于揭示支配宇宙万物的基本物理定律、精妙的观测技术以及驱动恒星、星系乃至整个宇宙演化的核心机制。 本书的结构经过精心设计，从宏观的宇宙尺度到微观的粒子相互作用，层层递进，力求构建一个逻辑严密、知识体系完整的学习路径。它不仅是一本教科书，更是一份邀请函，邀请读者一同踏上探索宇宙深处的旅程。 第一部分：观测基石与电磁波谱的奥秘 任何对天体的研究都必须建立在可靠的观测数据之上。本部分将深入探讨现代天文学赖以生存的观测技术和理论基础。 1. 望远镜技术的演进与突破 我们将详细回顾望远镜技术从伽利略时代的折射镜到现代巨型地基光学望远镜（如 ELT 及其继任者）的发展历程。重点分析主动光学、自适应光学系统（AO）如何克服地球大气湍流的限制，实现衍射极限的观测能力。同时，对空间望远镜（如哈勃、詹姆斯·韦伯空间望远镜 JWST）的原理、设计挑战及其对天文学的革命性贡献进行详尽阐述。 2. 电磁波谱的全景扫描 天体物理学的知识很大程度上依赖于分析来自太空的电磁辐射。本章将系统梳理从长波无线电波到极高能伽马射线的整个电磁波谱。对于每一个波段，我们都将讨论其穿透大气层的能力、主要的观测设备（如射电望远镜阵列、X射线和伽马射线卫星），以及它们所揭示的天体物理过程，例如： 射电波段： 脉冲星、星际介质的低温结构、星系形成早期的观测。 红外波段： 尘埃云后的恒星诞生区、系外行星大气特征的捕获。 X射线与伽马射线： 高能天体物理现象，如黑洞吸积盘、活动星系核（AGN）的喷流、超新星遗迹的冲击波。 3. 辐射传输与光谱分析的理论框架 我们不会仅仅停留在观测现象的描述上，而是深入探讨辐射传输理论，理解光子如何在复杂的介质（如星际尘埃和气体）中被吸收、散射和发射。随后，我们将详细剖析光谱分析的原理：如何通过吸收线和发射线分析天体的化学组成、温度、压力、密度以及运动速度（通过多普勒效应）。这部分内容将为后续研究恒星大气和星系演化奠定坚实的物理基础。 第二部分：恒星的生命周期：从原恒星到致密天体 恒星是宇宙中最基本、最活跃的结构。本部分将沿着恒星的演化轨迹，追溯其诞生、中年和最终的消亡过程。 4. 恒星的诞生与前主序星阶段 本章从星际分子云的引力坍缩开始。我们将探讨冷却机制、湍流对坍缩的抑制作用，以及原恒星形成过程中角动量的耗散问题。详细分析特雷斯勒-亨内斯（T-Tauri）星阶段的喷流和双极流的物理机制，并运用钱德拉塞卡质量极限和泡利不相容原理来理解褐矮星和低质量恒星的形成限制。 5. 主序星的平衡与能源 主序星阶段占据恒星生命的大部分时间。我们将深入研究恒星内部的能量产生机制——质子-质子链反应（PP 链）和碳氮氧循环（CNO 循环）的反应速率方程和能量输出。随后，我们将建立恒星结构方程组（流体静力平衡、能量传输方程），并讨论不同质量恒星内部的对流和辐射能流的优势区域，最终推导出赫罗图（H-R Diagram）的观测关系及其物理意义。 6. 恒星的晚期演化与死亡 恒星在耗尽核心氢燃料后的命运取决于其初始质量。本章将区分低质量恒星（红巨星分支、渐近巨星分支、行星状星云的形成）和超大质量恒星（核心坍缩超新星）。我们将详细分析热核爆炸的物理条件，并讨论铁核的形成及其触发的核心坍缩机制，这是理解超新星爆发能量来源的关键。 7. 极端天体：中子星与黑洞 恒星死亡的残骸构成了宇宙中最奇异的天体。我们将探索简并压力如何支撑白矮星，并分析巴克霍夫-欧本海默-沃尔科夫（TOV）质量极限对中子星的约束。对于黑洞，本书将侧重于广义相对论的背景知识，介绍史瓦西（Schwarzschild）和克尔（Kerr）度规，探讨事件视界、奇点以及吸积盘对周围时空的影响，并分析引力波观测对黑洞研究的革命性贡献。 第三部分：星系与宇宙的结构与演化 超越恒星的尺度，本部分将目光投向由数十亿恒星组成的宏大结构——星系及其在宇宙演化中的角色。 8. 星系的形态、动力学与银河系结构 本书系统分类了星系的常见形态（螺旋星系、椭圆星系、不规则星系），并利用维里定理分析了星系的质量分布。我们将重点解析星系旋转曲线的问题，这直接导向了暗物质存在的强有力证据。对于我们所处的银河系，本书将构建一个三维模型，讨论盘面结构、银晕的成分和动力学，以及银心超大质量黑洞的观测证据。 9. 星系形成与演化模型 星系并非孤立存在，它们在宇宙早期便开始相互作用和合并。我们将考察星系形成的“自下而上”（Bottom-up）模型，即小星系并合形成大星系的过程。讨论星系团和超星系团的结构形成，以及星系形成过程中的恒星形成速率（SFR）随时间的变化，解析恒星形成“奇点”的物理原因。 10. 暗物质与暗能量：宇宙的两大谜团 现代宇宙学被两个主要的分量所支配：暗物质和暗能量。本书将回顾对暗物质间接观测的证据链（引力透镜效应、宇宙微波背景辐射的各向异性），并讨论候选粒子（WIMPs、轴子）的理论框架。在暗能量方面，我们将解析标准宇宙学模型（$Lambda$CDM）中宇宙加速膨胀的观测基础（Ia 型超新星），探讨其与真空能的关系以及对宇宙未来命运的深远影响。 结论：未解之谜与未来展望 本书的最后将总结当前天体物理学的前沿领域，包括对系外行星生命宜居带的深入研究、引力波天文学的兴起、宇宙早期再电离时代的观测窗口，以及对基础物理学（如量子引力、弦论对宇宙学的影响）的探索。它旨在激发读者在掌握现有知识体系后，能够独立思考并参与到未来的科学前沿探索之中。 --- 目标读者： 本书适合于物理学、天文学专业的高年级本科生、研究生，以及对宇宙学和天体物理学有深入学习兴趣的科学爱好者。需要具备微积分、基础线性代数和经典力学/电磁学的知识背景。

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坦率地说，我对于这种偏向理论基础的著作，通常需要很长时间才能消化吸收，但这本《星空下的基础探索》（我姑且这么称呼它，因为它带给我的感觉）却出乎意料地流畅。它的叙事节奏掌握得极好，并非那种冷冰冰的公式罗列。作者似乎非常理解初学者的困境，总能在关键的转折点插入一些历史背景或实际观测的例子来佐证理论的必要性。比如，在介绍万有引力定律的精确修正时，作者并没有直接抛出复杂的微扰方程，而是先用了大量的篇幅回顾了几个世纪以来，天文学家们为了解释水星近日点进动所付出的努力，这种“问题导向”的学习方式，极大地激发了我继续钻研下去的动力。全书的插图质量无可挑剔，很多示意图的清晰度甚至超越了我所见过的许多专业期刊论文，这对于理解复杂的三维运动轨迹至关重要。阅读这本书的过程，我感觉自己不仅仅是在学习知识，更是在参与一场跨越时空的科学对话，与那些伟大的先驱们并肩而立，共同探索未知的奥秘。

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这本厚重的典籍，初翻开时，我便被它那古典的排版和严谨的逻辑深深吸引。作者仿佛带着一种对宇宙秩序的敬畏之心，将那些深邃的数学原理层层剥开，用一种近乎诗意的语言阐述着天体的运行轨迹。书中对经典力学的推导清晰得令人赞叹，每一个公式的引入都有着充分的物理背景支撑，丝毫没有那种为凑字数而堆砌复杂的数学符号的浮躁感。特别是关于拉格朗日点和轨道摄动的章节，作者的讲解深入浅出，即使是对天体力学只有初步了解的读者，也能通过精妙的图示和详实的步骤，构建起完整的空间想象。我尤其欣赏作者在引言中对“精确性与可解释性之间平衡”的探讨，这显示出作者不仅是数学家，更是一位富有哲思的物理学家。整本书的阅读体验，就像是在一位经验丰富的领航员的带领下，穿越浩瀚的星海，每一步都踏实而充满发现的乐趣。这本书的价值，绝非仅仅停留在计算层面，它更像是一部引导我们思考宇宙本质的教科书，值得反复研读，每次都有新的感悟。

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我通常更偏爱那些图文并茂、易于上手的科普读物，但这次尝试阅读一本更偏向学术深度的书籍，体验却异常积极。这本书的语言风格虽然正式，却充满了对天文学深厚情感的流露。作者在描述行星环的动态平衡时，用了一种近乎抒情的笔调，将冰冷的物理定律赋予了生动的生命力。全书的结构安排非常巧妙，它并没有一开始就陷入数学的泥潭，而是先通过对历史脉络的梳理，建立起一个宏大的知识框架。读者可以先对整个天体力学的“版图”有一个大致的认识，然后再逐步深入到各个分支的细节中。书中对于数值方法在轨道预测中的应用的讨论，也紧跟时代前沿，提供了一些非常实用的算法概述，这对于希望将理论应用于现代天文观测的读者来说，具有极高的实用价值。这本书让我体会到，真正的深度并不是晦涩难懂的代名词，它也可以是优雅而充满启发性的。

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我购买这本书是为了准备一次高阶的进修课程，希望找到一本既有深度又兼顾基础巩固的参考书。这本书的表现，可以说超出了我的预期。它的严谨程度毋庸置疑，每一个定理的证明都经过了最严格的数学检验，没有丝毫的含糊其辞。但最让我印象深刻的是其对“模型限制”的批判性探讨。在讨论牛顿体系的适用范围时，作者非常坦诚地指出了其在强引力场和高速运动下的局限性，并巧妙地引出了爱因斯坦理论的必要性，使得读者能够清晰地看到科学知识的迭代过程。这种对知识体系批判性审视的态度，是许多教材所缺失的。书中关于周期轨道稳定性的分析部分尤其精彩，它用一种非常直观的方式解释了轨道长期演化的混沌倾向，即便涉及高阶微积分，其逻辑推导的清晰度也让人难以置信。这本书无疑是为那些不满足于仅仅“知道”公式，而渴望“理解”其根源的深度学习者准备的。

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作为一名业余天文爱好者，我一直渴望能有一本能够桥接普通科普和专业研究之间的著作。这本书恰好填补了这一空白。它的深度足够让专业人士感到满足，但其对基本概念的循序渐进的构建方式，又让像我一样的非专业人士能够跟上节奏。我特别喜欢它在讲解卫星轨道设计和空间任务规划时所采用的案例分析，这些实例都非常贴合现实中的航天工程挑战，使得抽象的理论立刻变得具体可感。比如，书中对霍曼转移轨道的解析，不仅仅给出了计算步骤，还深入分析了燃料效率与时间消耗之间的经典权衡，这种结合工程实际的分析视角，是其他纯理论书籍所不具备的优势。这本书的价值在于它成功地做到了“两全其美”：既坚守了作为一本严肃学术著作的科学严谨性，又展现了对探索未知世界无限热情的感染力。它是一本可以常年置于案头，随时翻阅，都能有所收获的宝藏之书。

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