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出版者:

作者:Farndon, John

出品人:

页数:32

译者:

出版时间:

价格:$ 28.53

装帧:

isbn号码:9781404242876

丛书系列:

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探寻星辰的轨迹：一部关于宇宙学与天体物理学的宏伟叙事 书名：《星河的低语》 内容简介： 《星河的低语》并非是一本关于日常生活现象或基础工程学的读物，它是一部深邃而广博的探索之旅，带领读者跨越时间和空间的界限，直抵宇宙的边缘，聆听那些由光、引力和时间本身编织而成的宏伟乐章。本书聚焦于当代宇宙学和天体物理学的最前沿发现与理论构建，旨在以严谨的科学精神和充满诗意的叙述方式，描绘我们所栖居的这个浩瀚宇宙的真实面貌。 本书的叙事结构遵循着一条从宏观到微观，再到时间演化的逻辑脉络。我们将从最基础的问题开始——宇宙的起源与命运——深入探讨大爆炸模型的精妙之处及其面临的挑战，特别是对早期宇宙暴胀理论的细致剖析。这不是对既有知识的简单复述，而是对那些驱动现代物理学界不断前进的未解之谜的深度挖掘。 第一部分：时空的回响与结构的诞生 本篇将带领读者进入宇宙学的核心领域。我们首先回顾了爱因斯坦的广义相对论，将其视为理解时空几何的基石。这不是枯燥的数学推导，而是对引力如何塑造宇宙宏观结构的深刻洞察。我们将讨论如何通过观测宇宙微波背景辐射（CMB）——宇宙诞生之初的“回音”——来推断早期宇宙的物质密度扰动和几何形态。CMB的温度波动，那些细微的“涟漪”，是构建星系和星系团的种子，我们详尽探讨了这些量子涨落如何通过引力放大，最终形成我们今天所见的气体云、恒星和星系团的庞大网络。 紧接着，我们将专题研究暗物质与暗能量。这两大神秘的“隐形物质”占据了宇宙总能量密度的约95%，然而其本质至今仍是人类认知的最大鸿沟。对于暗物质，本书详细介绍了间接和直接的探测实验，从对星系旋转曲线的分析，到引力透镜效应的精确测量，再到地下深处对WIMP（弱相互作用重粒子）的捕捉尝试。我们不仅阐述了现有主流候选模型，如冷暗物质（CDM）模型，还探讨了修正引力理论（MOND）作为替代方案的优劣。 在暗能量方面，本书将介绍对Ia型超新星观测数据如何揭示宇宙加速膨胀的惊人事实。我们将剖析宇宙学常数（Lambda）的引入及其所带来的“真空灾难”问题，并探讨幻影能量、昆虫理论等前沿假说，试图理解为何我们的宇宙似乎正被一股排斥性的力量所驱动。 第二部分：恒星的生命周期与元素的熔炉 离开宇宙的骨架，我们的目光将聚焦于其中最活跃的参与者——恒星。天体物理学是理解这些炽热巨兽的学科。本书将详尽描述恒星从分子云坍缩开始的“童年”时期，聚焦于主序星阶段的能量产生机制——核聚变。我们不仅会解析质子-质子链和碳氮氧循环的物理细节，还会探讨恒星质量如何决定其寿命和最终的归宿。 重点章节将留给恒星的“死亡”。从中低质量恒星演化为白矮星，经历行星状星云的壮丽喷发，到大质量恒星戏剧性的超新星爆发。我们将深入剖析II型超新星的复杂内部物理过程，特别是核心坍缩到中子星或黑洞的瞬间。对于中子星，本书将探讨其极端的物质密度、磁场特性，以及脉冲星作为宇宙中最精确的时钟的运作原理。 黑洞部分将是本卷的高潮。从史瓦西半径的理论推导，到事件视界内外物质的行为。我们不仅仅停留在理论层面，而是将讨论最近几年引力波天文学带来的革命性突破——LIGO/Virgo探测器对双黑洞并合事件的直接观测。这些观测不仅验证了广义相对论在极端强引力场下的有效性，也为我们提供了一种全新的“听觉”方式来感知宇宙中最剧烈的事件。 第三部分：星系的演化与宇宙网的拓扑 本书的第三部分将视角拉回至星系尺度的研究。我们将探讨星系分类法（如哈勃序列）的局限性与演进，重点分析不同类型的星系——旋涡星系、椭圆星系以及不规则星系——的形成机制和动力学。星系并非孤立存在，它们处于一个被称为“宇宙网”的庞大结构之中，由星系团、超星系团和广阔的空洞构成。 我们深入研究了星系并合对星系形态和恒星形成历史的影响。关键的理论支柱是“自上而下”的结构形成模型，即冷暗物质主导的模拟（N-body simulations）如何重现我们观测到的宇宙大尺度结构。 此外，星系中心的超大质量黑洞（SMBH）的作用不容忽视。本书将详述活动星系核（AGN）的物理机制，特别是吸积盘如何将引力势能转化为巨大的辐射输出，甚至能影响宿主星系的恒星形成速率（反馈效应）。 第四部分：超越标准模型——前沿的猜想与未来的观测 在本书的收尾部分，我们将目光投向了那些尚未被证实的、但极具前景的研究方向。这包括对引力波的进一步探索，例如对早期宇宙引力波背景的探测，以及对奇异天体如原星（Primordial Black Holes）的探讨。 我们还将审视对宇宙学“标准模型”的潜在修正，例如对基本常数是否随时间变化的检验，以及对额外维度的探索（如弦论在宇宙学中的体现）。最终，本书将展望下一代观测设施，如詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的深空巡天数据将如何继续重塑我们对宇宙“第一缕光”和“最早星系”的理解。 《星河的低语》是一次知识的盛宴，它要求读者具备对科学探索的热情和对未知世界的好奇心。它旨在揭示我们理解宇宙的当前边界，并激发新一代的观测者和理论家，去聆听宇宙更深处的秘密。本书献给所有对时间和空间、起源与终结怀有无限敬畏之心的人。

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