The Mathematical Theory of Cosmic Strings (Series in High Energy Physics, Cosmology and Gravitation) pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Taylor & Francis

作者:M. R. Anderson

出品人:

页数:380

译者:

出版时间:2002-11

价格:USD 164.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780750301602

丛书系列:

图书标签:

Cosmic Strings
String Theory
High Energy Physics
Cosmology
Gravitation
Mathematical Physics
Topology
Solitons
Quantum Field Theory
Astrophysics

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具体描述

This book is a comprehensive survey of the current state of knowledge about the dynamics and gravitational properties of cosmic strings treated in the idealized classical approximation as line singularities described by the Nambu-Goto action. The author's purpose is to provide a standard reference to all work that has been published since the mid-1970s and to link this work together in a single conceptual framework and a single notational formalism. A working knowledge of basic general relativity is assumed. The book will be essential reading for researchers and postgraduate students in mathematics, theoretical physics, and astronomy interested in cosmic strings.

宇宙弦的数学理论在宇宙的早期，当温度极高且物质处于混沌状态时，可能形成了具有极高能量密度的细长物体，这些就是宇宙弦。它们是理论上存在于宇宙学和粒子物理学前沿的假想线状拓扑缺陷，与量子场论中的相变相关。这些弦的直径可能非常小，但长度却可以延伸数光年，甚至贯穿整个可观测宇宙。《宇宙弦的数学理论》一书深入探讨了这些引人入胜的宇宙遗迹的数学框架。本书并非简单地描述宇宙弦的现象，而是致力于构建和理解支撑其存在的理论模型，以及它们在宇宙演化过程中可能扮演的角色。本书内容概述：本书从基础的理论模型出发，逐步构建起描述宇宙弦的数学语言。拓扑缺陷理论基础：宇宙弦的产生与早期宇宙的相变密切相关。当宇宙从一个高对称相冷却到低对称相时，可能会出现“冻结”的缺陷，其中宇宙弦是最重要的类型之一。本书将详细介绍拓扑缺陷理论，包括对称性破缺、序参数以及不同类型的缺陷（如畴壁、单极子和宇宙弦）的数学描述。重点将放在宇宙弦的形成机制，包括其能量密度、张力和弦的动力学方程。宇宙弦的数学描述与动力学：本书将详细阐述描述宇宙弦的数学方程，包括其弦张力（通常与相变能标相关）、弦的动力学方程（如Nambu-Goto作用量或更精细的能量-动量张量描述）以及弦的运动。会涉及弦的弯曲、振动以及弦之间的相互作用（如碰撞、结的形成和解开）。弦的振动模式与辐射：宇宙弦的振动会辐射引力波，这是探测它们的重要途径之一。本书将深入分析宇宙弦的各种振动模式，以及这些振动如何转化为引力波信号。会探讨不同振动模式下辐射的引力波谱，以及这些谱线在未来引力波探测器中的潜在可观测性。弦的相互作用与网络形成：在早期宇宙的形成过程中，大量的宇宙弦可能会相互碰撞、缠结，形成一个复杂的“宇宙弦网络”。本书将研究弦之间的碰撞动力学，以及网络形成过程中的统计物理学和几何学特征。这包括弦的连接、断裂以及网络在宇宙演化中的弛豫过程。弦在宇宙学中的观测效应：尽管宇宙弦尚未被直接观测到，但它们可能会对宇宙学产生一系列可观测的影响。本书将详细讨论这些潜在的观测效应，包括：对宇宙微波背景辐射（CMB）的影响：宇宙弦的引力波辐射会在CMB中留下特定的功率谱和各向异性信号。对大尺度结构的形成的影响：弦可以作为物质聚集的种子，影响星系和星系团的形成。作为引力透镜源：弦的高能量密度会弯曲时空，导致背景光源发生引力透镜效应。产生宇宙射线和伽马射线：弦的振动和湮灭过程可能产生高能粒子。弦的数学模型与唯象学：本书还将探讨不同理论模型中宇宙弦的数学性质，例如是否为超弦理论中的D-膜的低维模拟，或者在畴壁破缺场景下产生的弦。会分析这些模型与当前观测数据的符合程度，以及它们在宇宙学参数推导中的作用。《宇宙弦的数学理论》将是一本为理论物理学家、宇宙学家和高能物理学家量身打造的著作。它不仅提供了对宇宙弦这一前沿概念的深入理解，更构建了研究它们的严谨数学工具。本书对于任何希望探索早期宇宙物理、拓扑缺陷及其对宇宙演化影响的读者来说，都将是一笔宝贵的财富。通过本书，读者将能够掌握理解和分析这些宇宙中最奇特、最基础结构的数学语言，并为未来可能发现它们提供理论基础。