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出版者:

作者:Backhurst, J. R./ Harker, J. H./ Richardson, J. F.

出品人:

页数:356

译者:

出版时间:2002-12

价格:$ 80.17

装帧:

isbn号码:9780750656399

丛书系列:

图书标签:

• 化学工程
• 化工原理
• 传热传质
• 反应工程
• 分离工程
• 过程控制
• 化工设备
• 工业催化
• 能源化工
• 环境化工

探索宇宙的奥秘：天体物理前沿与未来展望 书籍简介： 本书是一部面向对宇宙学、天体物理学有浓厚兴趣的读者和专业研究人员的深度综述。它不再关注地球上的物质转化与过程控制，而是将目光投向浩瀚无垠的星辰大海，系统梳理了当前天体物理学领域最前沿的研究课题、核心理论框架以及未来十年可能取得的突破性进展。 本书摒弃了传统化学工程领域的关注点，完全聚焦于物质在极端条件下（如超高密度、超低温、强引力场）的行为模式，以及宇宙尺度上能量与信息的传递机制。全书结构严谨，内容涵盖了从微观粒子物理到宏观宇宙演化的多重尺度，旨在为读者构建一个清晰、全面的现代天体物理图景。 第一部分：宇宙的起源与早期演化 本部分深入探讨了宇宙学的基石问题。我们从标准宇宙学模型——ΛCDM（Lambda-Cold Dark Matter）出发，详细解析了暗能量（Dark Energy）和暗物质（Cold Dark Matter）的性质、探测方法以及它们在宇宙结构形成中的关键作用。 暴胀理论的最新进展： 详细讨论了暴胀模型如何解决哈勃常数危机和平坦性问题，并分析了观测到的宇宙微波背景（CMB）辐射中微小涨落的物理内涵。重点介绍了一阶和二阶暴胀模型的数学描述及其可观测信号的差异。 原初引力波的探测： 阐述了探测暴胀遗留的原初引力波的理论重要性，对比了BICEP/Keck阵列、SPT-3G以及未来更高精度实验（如CMB-S4）的探测策略和技术挑战。 重子声学振荡（BAO）与宇宙尺度的标尺： 剖析了BAO如何作为“标准尺”来精确测量宇宙膨胀历史，并探讨了使用不同星系样本（如类星体、星系团）对BAO测量的系统误差控制方法。 第二部分：极端天体物理的实验室 本部分将视角聚焦于宇宙中最具能量和密度极端化的天体对象，这些对象是检验基础物理学极限的天然实验室。 黑洞物理与事件视界： 深入探讨了广义相对论在强引力场下的非线性效应。内容包括黑洞的形成机制（恒星坍缩、星系并合）、霍金辐射的理论推导，以及事件视界望远镜（EHT）取得的里程碑式成果的物理解释。特别关注了信息悖论的最新理论尝试，如防火墙假说与软毛理论。 中子星的内部结构与物态方程： 中子星是宇宙中密度最高的宏观物体之一，其核心物质的性质是现代物理学的巨大难题。本书详细分析了如何利用脉冲星观测数据（如质量-半径关系、引力红移）来约束夸克物质、超流体或奇异物质（如超电荷夸克物质）存在的可能性，并对比了不同核物理模型的物态方程（EoS）。 伽马射线暴（GRBs）与高能粒子流： 重点研究了短暴（双中子星并合）和长暴（大质量恒星坍缩）的动力学机制。解释了相对论性喷流的产生、辐射机制（同步辐射、逆康普顿散射），以及它们在宇宙重元素（如金、铂）产生中的作用（r-过程）。 第三部分：暗物质与暗能量的粒子物理探索 本部分集中探讨构成宇宙绝大部分的两种神秘成分——暗物质与暗能量的本质，结合了粒子物理学和宇宙学的前沿实验。 暗物质的候选者与探测： 全面回顾了WIMPs（弱相互作用重粒子）、轴子（Axions）、以及原初黑洞等主流暗物质模型。详细介绍了三大类探测策略：直接探测（如XENONnT、LZ实验中的核反冲测量）、间接探测（如费米-伽马射线空间望远镜对湮灭信号的搜索），以及对撞机产生（如LHC的missing $E_T$信号）。 暗能量的动力学模型： 探讨了哈勃常数紧张局势（Hubble Tension）背后的物理暗示。对比了标准宇宙学中的宇宙学常数（$Lambda$）与动态暗能量模型（如quintessence、k-essence）。分析了第五种力搜索实验如何限制这些标量场模型的参数空间。 引力理论的修正： 讨论了当爱因斯坦引力在极大或极小尺度上失效时可能出现的理论修正，例如f(R)引力、张量-矢量-标量理论（TeVeS），以及它们如何影响宇宙膨胀历史和结构演化。 第四部分：系外行星与生命起源的交汇 本部分将视角收缩到银河系尺度，关注宜居带内行星的发现、表征及其潜在生命迹象的搜寻。 系外行星大气光谱学： 详细介绍了詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）在大气透射光谱和直接成像中应用的先进技术。分析如何通过吸收谱线识别水蒸气、甲烷、二氧化碳等特征分子，并讨论了寻找“生物特征”（Biosignatures）的理论阈值和假阳性风险。 宜居性与行星动力学： 研究了恒星耀斑活动、潮汐锁定效应对行星气候的长期影响。引入了行星系统形成与迁移模型，以理解超短周期行星和热木星的形成路径。 脉冲星计时阵列与引力波背景： 简要回顾了脉冲星计时阵列（PTA，如NANOGrav）在探测低频引力波背景方面的最新进展，这种背景波可能来源于超大质量黑洞并合，也可能与宇宙早期相变相关联。 总结与展望： 本书在对现有知识进行系统梳理的同时，对未来十年的关键科学目标进行了展望，包括下一代大型地面望远镜（如ELT、TMT）在观测暗物质分布、绘制星系演化图谱中的潜力，以及未来空间任务在引力波探测（如LISA）中可能带来的革命性突破。 本书旨在提供一个既有深度又不失广度的现代天体物理知识体系，激发读者对宇宙终极问题的持续思考与探索热情。

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这是一本厚重的著作，封面上的字迹透露出一种沉静而坚实的力量，光是掂量一下它的分量，就足以让人感受到其中蕴含的知识深度。翻开扉页，细密的字体如同密集的网络，扑面而来的是严谨的学术气息。我最开始被吸引的是它对单元操作的深入剖析，从流体流动、传热、传质，到单元分离过程，每一个概念的阐述都力求详尽，每一个公式的推导都循序渐进，仿佛作者就是要带你一步一步地构建起整个化工世界的框架。它不像某些入门读物那样泛泛而谈，而是真正地钻研细节，比如在描述泵的选型时，不仅列出了各种泵的性能参数，更深入地探讨了不同工况下，哪种泵更适合，背后的流体力学原理是什么。书中大量的图表和流程示意图，更是极大地帮助了理解，它们不是简单的装饰，而是承载着信息的核心载体，将抽象的理论具象化，让人能够更直观地把握复杂的工艺流程。尤其是在提及过程控制时，作者巧妙地将动态系统的概念引入，配合着各种控制策略的介绍，让我第一次体会到，原来化工生产的背后，竟然有着如此精妙的数学模型和工程智慧在支撑。

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这是一本沉甸甸的书，封面设计简洁却充满力量，打开它，仿佛打开了一个通往宏大工程世界的入口。我在这本书中收获最多的，莫过于对化工安全和环保的深刻理解。作者在书中并未将安全和环保视为独立的章节，而是将它们融入到了整个化工生产的脉络中。从工艺设计阶段的危险性评估，到设备选型时的防爆、防腐蚀考量，再到操作过程中的应急预案和环境保护措施，每一个环节都得到了细致的阐述。我特别欣赏书中关于“本质安全”的设计理念，作者强调的是从源头上消除或降低危险，而不是仅仅依赖于事后补救。例如，在描述危险化学品储存时，不仅列出了各种物质的危险特性，还详细介绍了隔离、通风、监控等一系列措施。在环境保护方面，书中对于“三废”处理的讨论也相当有深度，从原理到具体工艺，如活性污泥法、吸附法、燃烧法等，都进行了清晰的介绍，让我看到了化工行业在可持续发展方面的努力和技术进步。

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这本书的触感有一种独特的质感，翻页时纸张的摩擦声，伴随着知识在脑海中逐渐清晰的明悟，是一种难以言喻的享受。其中关于化工过程的优化和模拟仿真部分的论述，彻底颠覆了我之前对化工过程的认知。作者不仅仅是介绍了一些静态的计算方法，而是带领我进入了一个动态的世界，一个可以通过计算机进行“演练”和“实验”的世界。我被书中详细介绍的各种模拟软件和算法所吸引，例如ASPEN PLUS、HYSYS等，并对它们在实际工程中的应用有了更深入的了解。作者通过大量的实例，展示了如何利用这些工具来优化反应条件、改进工艺流程、预测设备性能，以及进行故障诊断。我印象最深刻的是，书中关于“灵敏度分析”的讲解，它让我明白了，在复杂的化工系统中，哪些参数的变化会对整体性能产生最大的影响，从而能够更有效地进行优化和控制。这种对过程的精细化掌控和预测能力，是现代化工工程不可或缺的组成部分。

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当这本书静静地躺在书桌上时，它本身就散发着一种知识的厚重感，触碰封皮，仿佛能感受到其中蕴含的严谨与精妙。让我倍感启发的是，这本书对化工经济性分析的深入探讨。作者并没有仅仅停留在理论的公式推导，而是将经济因素贯穿于整个化工过程的思考之中。从原材料的成本核算，到设备投资的折旧，再到能源消耗的效益分析，每一个细节都考虑得十分周全。我尤其被书中关于“全生命周期成本”的理念所吸引，作者强调了不仅要考虑初期的建设成本，更要关注长期的运营和维护成本，以及最终的设备报废处理成本。书中还提供了一些实际案例，通过图表和数据分析，清晰地展示了不同工艺路线和设备选择对经济效益的影响，让我第一次直观地认识到，一项化工工程的成功，不仅仅在于技术的可行性，更在于其经济上的合理性。这对于理解工程师的决策过程，有着非凡的意义。

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这本书散发着一股油墨和纸张混合的陈旧气息，即便书页略显泛黄，也丝毫不减损它在我心中的地位。我尤其钟爱其中关于反应器设计的部分，作者没有止步于理论公式的罗列，而是花费了大量的篇幅来讨论实际工程中的考量。从反应动力学的基本原理出发，逐步深入到不同类型反应器的特点，比如固定床、流化床、釜式反应器等等，并详细对比了它们在传热、传质、催化剂失活等方面的优劣势。其中关于“放大效应”的讨论，更是点醒了我许多以往模糊不清的概念，作者通过生动的案例和细致的分析，说明了实验室规模的反应性能如何难以直接照搬到工业生产中，以及需要克服哪些挑战。我还记得书中关于催化剂选择和载体材料的章节，让我对催化剂的“魔力”有了更深的认识，了解了表面积、孔结构、金属分散度等等因素如何共同决定催化剂的性能。更让我印象深刻的是，作者在描述一些复杂的化工过程时，并没有回避其背后的不确定性和工程经验的重要性，反而强调了理论与实践相结合的重要性，这使得这本书读起来既有学术的严谨，又不失工程的实用。

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