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出版者:Prentice Hall

作者:Stuart Hirschberg

出品人:

页数:752

译者:

出版时间:2002-08-15

价格:USD 78.40

装帧:Paperback

isbn号码:9780130979483

丛书系列:

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《星辰的低语：宇宙的起源与演化》 一部深入探索宇宙奥秘的宏伟史诗 一、 序章：叩问无垠 自古以来，人类便仰望星空，试图破解那片深邃黑暗中隐藏的终极答案。我们是谁？我们从何处来？宇宙的边界又在何方？《星辰的低语：宇宙的起源与演化》并非一部简单的科普读物，它是一场横跨数十亿光年的思想漫游，一次对时间和空间本质的深刻解构。本书以极其严谨的科学态度，结合最新的观测数据和理论模型，带领读者穿越时空隧道，亲历宇宙从奇点到如今复杂结构的壮丽历程。 二、 第一篇章：太初的火花——大爆炸的黎明 本篇聚焦于宇宙的开端——那个不可思议的瞬间。我们将详细探讨“大爆炸理论”的核心观点，剖析其赖以成立的关键证据，如宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其各项异性的精妙解读。读者将跟随作者的笔触，体验宇宙诞生后最初的10^-43秒——普朗克时期，那片物理定律尚未完全确立的混沌之地。 接着，我们将步入暴胀时代（Inflationary Epoch）。这是一个极具争议性却又至关重要的阶段，它解释了宇宙的平坦性和均匀性之谜。本书会用通俗易懂的语言，阐释暴胀理论如何通过一个短暂而剧烈的指数膨胀，将微小的量子涨落放大为日后星系形成的“种子”。 随后，我们将进入夸克-胶子等离子体的炽热海洋，见证基本粒子——电子、质子和中子的形成。随后是核合成的“黄金时代”，在宇宙冷却到足以让原子核结合的几分钟内，氢和氦的丰度被精确地“锻造”出来，这构成了宇宙万物的基石。我们不仅探讨这些元素的形成过程，更深入分析了观测到的原始丰度如何有力地支持了我们的宇宙模型。 三、 第二篇章：黑暗时代的幕布与黎明的曙光 在大爆炸后的约38万年，宇宙终于冷却到足以让电子与原子核结合，形成了第一批中性原子。这一刻标志着“复合”的发生，光子得以自由穿行，形成了我们今天观测到的宇宙微波背景辐射。本书将详细解读CMB的“婴儿照片”，揭示其温度上的微小波动，这些波动正是未来所有星系、星系团和超星系团的蓝图。 然而，在第一个恒星诞生之前，宇宙经历了一段漫长而幽深的“黑暗时代”。这段时间里，宇宙中只有中性的氢气和氦气，没有光亮的恒星或星系。本书将探讨如何在理论上模拟这一时期的物理状态，以及那些微弱的引力不稳定性是如何缓慢地、不可逆转地开始聚集物质的。 黑暗时代的终结，是宇宙历史上最激动人心的篇章之一——再电离时代（Reionization）。本书将描绘第一代恒星（Population III Stars）——那些由纯粹的氢和氦构成的、质量巨大、寿命极短的“宇宙巨人”——是如何点燃宇宙的。它们的猛烈死亡，通过其发出的高能紫外线，将周围的中性气体重新电离，为后续星系的形成铺平了道路。 四、 第三篇章：结构的编织——从星系到宇宙网 随着物质的不断聚集，引力开始扮演主导角色。本书深入分析了暗物质（Dark Matter）在结构形成中的关键作用。我们将解释暗物质晕（Dark Matter Halos）是如何像无形的骨架一样，吸引着普通物质（重子物质）形成原初的气体云，最终演化为我们今天所见的星系。 我们将详细考察星系的生命周期：从小星系的碰撞与并合，到形成螺旋星系、椭圆星系等不同形态的过程。本书不回避现代天体物理学的挑战，探讨了星系中心超大质量黑洞（Supermassive Black Holes）的形成机制，以及它们如何通过活动星系核（AGN）的回馈作用，调节宿主星系的恒星形成速率。 更进一步，本书将视角扩展到宇宙学尺度，描绘了“宇宙网”（Cosmic Web）的宏大结构。读者将看到星系如何组织成星系团、超星系团，以及它们之间由巨大的空洞（Voids）分隔开的纤维状结构。我们探讨了当前的宇宙学参数（如$Lambda$CDM模型）如何精确地描述这种复杂的多尺度结构。 五、 第四篇章：未解之谜与前沿探索 宇宙的故事并未结束。本书的最后一部分致力于探索当前科学界面临的最尖锐问题。 暗能量的本质： 我们将深入探讨暗能量（Dark Energy）——这种驱动宇宙加速膨胀的神秘力量。我们将回顾观测证据，从Ia型超新星测量到大尺度结构的演化，并详细介绍当前主流的理论尝试，例如宇宙学常数，以及对替代理论（如修正引力）的探讨。 黑洞的奥秘： 从史瓦西半径到事件视界，本书将提供黑洞物理学的最新进展，包括引力波天文学带来的革命性影响。我们将讨论黑洞如何影响星系演化，以及信息悖论等理论难题。 生命在宇宙中的位置： 尽管本书主要关注物理宇宙学，但我们不能忽略生命的出现。本书将探讨宜居带的定义，系外行星的发现，以及“德雷克方程”的现代应用。我们探讨了我们对宇宙中生命普遍性的科学推测，以及我们在寻求“地外智慧”中的努力。 六、 结语：人类的求知之旅 《星辰的低语》旨在激发读者对宇宙的敬畏之心。它不仅仅是知识的传递，更是对人类理性与想象力极限的赞颂。通过理解宇宙的过去和现在，我们得以更清晰地定位自己在宏大图景中的位置，并展望人类探索的未来方向——无论是对遥远星系的深入探测，还是对时空本质的更深层次理解。这是一部献给所有对“大问题”心存好奇者的必读之作。

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