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出版者:

作者:Grint, Keith 编

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:1997-5

价格:$ 86.73

装帧:

isbn号码:9780198781813

丛书系列:

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《寰宇星图：宇宙的演化与生命的奥秘》 这是一部跨越时空、探索终极疆域的宏伟叙事。 第一卷：太初之光与物质的起源 引言：寂静的开端 宇宙，这个我们栖居其中却又对其全貌知之甚少的宏大剧场，它的故事始于一个难以想象的瞬间。本书的第一部分将带领读者回到时间开始之前——或者说，我们所能定义的“时间”的起点——探讨奇点的本质，以及暴胀理论如何塑造了我们今天所见的宏观结构。这不是一个神话的开端，而是一个基于前沿物理学和观测证据的严谨推演。 第一章：时空的原点与暴胀的推演 我们将深入剖析标准宇宙学模型（Lambda-CDM 模型）的基础，并着重探讨暴胀（Inflation）理论在解决视界问题和磁单极子问题中的关键作用。读者将了解量子涨落如何被拉伸成宇宙尺度的密度不均匀性，这些不均匀性，正是后来恒星和星系诞生的“种子”。我们将探讨几种主要的暴胀模型，例如永恒暴胀（Eternal Inflation）与多重宇宙（Multiverse）的潜在联系，尽管这些仍处于理论探索的前沿，但它们为我们理解“我们”这个宇宙的独特性提供了深刻的视角。 第二章：从等离子到透明的宇宙 宇宙的早期是灼热、致密的等离子体海洋。我们如何从一个不透明的火球过渡到一个可以被观测的宇宙？本章聚焦于复合纪元（Recombination Era），探讨电子与质子结合形成中性氢原子的关键事件。这个事件的遗迹，即宇宙微波背景辐射（CMB），是检验我们宇宙模型最精确的“婴儿照片”。我们将详细解析CMU的各项参数，如极化模式（E模式与B模式），以及它们如何揭示引力波的早期踪迹，或指示宇宙的几何形状。 第三章：原初的元素合成与星系的胚胎 在宇宙冷却到足以形成稳定原子核的短暂窗口期内，只合成了最轻的元素——氢、氦和微量的锂。太初核合成（Big Bang Nucleosynthesis, BBN）的预测丰度与当前观测结果的惊人吻合，是宇宙学最伟大的胜利之一。但这些元素如何汇聚成团？本章将阐述暗物质的至关重要的角色。暗物质虽然不发光，但其引力作用驱动了早期宇宙中物质的聚集，形成了巨大的暗物质晕（Dark Matter Halos），为第一代恒星的诞生提供了引力支架。 第二卷：恒星的生灭与元素的熔炉 第四章：第一代恒星的诞生与“黑暗时代”的终结 在CMB之后到第一批恒星形成之间，宇宙经历了一段漫长的“黑暗时代”。本章探讨第一代恒星（Population III stars）的形成机制。这些恒星由最纯净的气体构成，质量巨大，寿命短暂，燃烧方式极为剧烈。它们的爆发——超新星（Supernovae）——是宇宙中重元素（碳、氧、铁等）的主要来源。我们将模拟这些极端天体的内部过程，理解恒星如何充当了将早期宇宙中的基本粒子炼化成生命基石的“熔炉”。 第五章：星系的演化与结构的涌现 恒星组织起来形成了星系。本卷的重点在于星系如何从微小的初始扰动演化成我们今天所见的旋涡星系、椭圆星系和不规则星系。我们将考察星系并合（Galaxy Mergers）在塑造大型结构中的作用，以及活动星系核（Active Galactic Nuclei, AGN）——由超大质量黑洞驱动的宇宙灯塔——如何通过反馈机制（Feedback）调节其宿主星系的恒星形成率。这是宇宙学中一个动态且充满竞争的领域。 第六章：黑洞的奥秘：时空的终极扭曲 黑洞不仅仅是引力塌缩的终点，它们是时空几何的极端体现。本章将从史瓦西解出发，系统地介绍相对论中黑洞的结构——事件视界、奇点和能层。我们将讨论恒星级黑洞的形成，以及驱动星系中心超大质量黑洞（Supermassive Black Holes, SMBHs）增长的机制，重点分析引力波天文学（如LIGO/Virgo的发现）如何为我们提供了检验爱因斯坦广义相对论在强引力场下的精确证据。 第三卷：生命的化学与宜居的星球 第七章：行星的形成与多元宇宙的可能 恒星的“死亡”也孕育着新的“生命”。本章深入研究原行星盘（Protoplanetary Disks）的演化，从尘埃颗粒的碰撞凝结到行星胚胎的形成（即核吸积模型）。随着开普勒、开普勒和TESS任务的成功，系外行星的发现已成为常态。我们将分类讨论不同类型的行星——超级地球、热木星、迷你海王星——并分析它们的形成历史如何受到主序星性质和行星轨道动力学的影响。 第八章：宜居性的深度剖析 “宜居带”（Habitable Zone）的概念远比想象的复杂。本章不再局限于液态水存在的区域，而是探讨行星保持长期稳定环境的复杂因素：板块构造对碳循环的调节、磁场的保护作用、主星的活动性以及卫星对潮汐加热的影响。我们还将研究生物特征气体（Biosignatures）的化学指标，如氧气、甲烷和臭氧在大气中的潜在组合，以及詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）将如何帮助我们筛选出最有希望的生命候选天体。 第九章：生命的起源与宇宙的意义 本书最终将目光投向我们自身：生命如何在地球上出现？我们将概述生物化学起源（Abiogenesis）的几种主要假说，包括RNA世界假说和热液喷口理论。我们不会提供最终答案，但会清晰地勾勒出从无机分子到自我复制系统的复杂化学路径。最后，我们将回到宇宙学的宏大视角，探讨人择原理（Anthropic Principle）与我们宇宙精细调节的物理常数之间的哲学与科学张力。如果宇宙是如此广阔，生命是否只是必然的结果？ 结语：未尽的探索 宇宙的故事远未结束。从引力波信号的持续捕捉，到对暗能量性质的深入探究，再到寻找地外生命的具体实践，人类的求知欲正以前所未有的速度推动着边界。这本书提供了一张详尽的地图，标记了我们已经抵达的知识高地，同时也指明了前方那些尚未被照亮的、充满未知与奇迹的领域。我们凝视星空，所见不仅是遥远的过去，更是我们自身在时间和空间中的确切位置。

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