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页数:271

译者:

出版时间:2009-12

价格:24.00元

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isbn号码:9787511806659

丛书系列:

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好的，这是一份图书简介，内容与《望江法学》无关，旨在提供一个详尽、自然的图书介绍： --- 《星尘彼岸的低语：伽玛射线暴的遗迹与宇宙演化》 引言：宇宙的脉动与永恒的谜题 自古以来，人类便仰望星空，试图解读宇宙深处的秘密。然而，在那些看似平静的星光背后，隐藏着宇宙中最狂暴、最神秘的现象之一——伽玛射线暴（Gamma-Ray Bursts, GRBs）。它们是宇宙尺度的闪光，是恒星生命终结时的最后呐喊，也是驱动早期宇宙化学演化的关键力量。 《星尘彼岸的低语》并非一本基础的天文学导论，而是深入探索这些极端高能事件的专著。本书聚焦于伽玛射线暴的物理机制、它们在星系形成中的角色，以及这些短暂的光芒如何为我们揭示宇宙“黑暗时代”的真相。我们不再满足于仅仅观测到这些闪光，而是要通过分析其余晖（Afterglows）和宿主星系（Host Galaxies）的特性，重构宇宙从诞生到今天的宏大叙事。 --- 第一部分：暴力的诞生——伽玛射线暴的物理学基础 本书的第一部分奠定了理解伽玛射线暴所需的基础物理学框架，并详细剖析了目前主流的两种产生机制。 第一章：高能宇宙的标记 首先，我们回顾了伽玛射线暴的发现历史，从早期的偶然探测到如今的精密监测。重点讨论了伽玛射线辐射的特性，特别是其极高的能量（MeV至GeV范围）和极短的持续时间（毫秒级到数千秒）。强调了这些事件的相对稀有性与它们对宇宙学研究的巨大价值。 第二章：长暴的终结——超新星与黑洞的融合 长伽玛射线暴（持续时间大于2秒）被普遍认为是特大质量恒星（质量大于太阳质量的25倍）在耗尽燃料后，核心塌缩形成黑洞的直接结果。本章详细阐述了“超新星-黑洞形成模型”（Collapsar Model）。我们深入探讨了塌缩过程中产生的吸积盘、相对论性喷流的形成与推进，以及这些喷流如何穿透恒星外层物质，最终在外界介质中产生尖锐的伽玛射线闪光。我们将分析围绕在GRB周围的特定类型超新星（如Ic型或Ib型），作为这些事件存在的关键证据。 第三章：短暴的碰撞——中子星的终极邂逅 短伽玛射线暴（持续时间小于2秒）的起源指向了宇宙中最致密的残骸——中子星。本章聚焦于双中子星并合（Binary Neutron Star Merger）事件。通过分析LIGO/Virgo探测到的引力波事件GW170817及其伴随的千年来最亮电磁对应体，我们重构了这一极端碰撞的物理过程：剧烈的时空扭曲、物质的快速抛射、以及由快速放射过程（r-process）主导的重元素（如金、铂）的核合成。本书认为，短暴不仅是高能物理的实验室，更是宇宙重元素诞生的熔炉。 --- 第二部分：余晖的低语——穿越星际介质的侦查 伽玛射线暴本身转瞬即逝，但其喷流在穿过宿主星系和星系际介质时留下的“余晖”，却是我们进行详细光谱和光度分析的宝贵窗口。 第四章：同步辐射与激波物理 本章深入探讨了伽玛射线暴余晖的辐射机制——同步辐射。我们将建立一个标准的“外部激波模型”，解释了不同波段（从射电到X射线）余晖的光变曲线如何依赖于喷流的能量、电子的能谱指数、以及周围介质的密度。通过精确拟合这些曲线，我们可以反推出喷流的初始能量和其速度相对论因子。 第五章：宿主星系的指纹 伽玛射线暴通常发生在恒星形成活跃的区域，它们的宿主星系因此成为了研究宇宙物质分布的独特探针。本章分析了GRB宿主星系的金属丰度、形态和距离分布。研究表明，许多GRB事件发生在极低金属度、高红移值的矮星系中，这为检验早期宇宙恒星形成的理论提供了直接的观测约束。我们探讨了“光致变暗效应”（The Fading Effect）——为什么高红移的GRB余晖显得更暗，以及这如何影响我们对早期宇宙物质环境的估计。 --- 第三部分：宇宙学的深远影响——时间机器的启示 伽玛射线暴，特别是那些位于宇宙极早期（高红移）的事件，充当了时间机器的角色，让我们得以窥见宇宙演化的关键阶段。 第六章：红移的极限与宇宙的黎明 确定GRB的红移是理解其在宇宙历史中位置的关键。本书详细介绍了如何利用吸收光谱分析来测量GRB的红移，特别是利用它们穿过中间气体云留下的特征吸收线。我们展示了当前已探测到的最高红移GRB，并讨论了它们对“再电离时期”（Epoch of Reionization）物理学的启示——这些高能事件是否是宇宙初期氢气再电离的贡献者之一？ 第七章：宇宙演化的探针 伽玛射线暴是目前可探测到的最亮、跨越最大距离的独立光源之一。本章讨论了如何利用大量的GRB样本来精确测量宇宙学参数，例如哈勃常数$H_0$和物质密度参数$Omega_m$。我们介绍了“标尺法”的尝试，即寻找GRB的内在亮度关系（如Amati关系），虽然存在争议，但这些努力代表了利用极端天体事件来约束宇宙膨胀模型的尖端尝试。 第八章：生命的远播与费米悖论的边缘 作为最终的思辨，本书探讨了伽玛射线暴对潜在地外生命的影响。鉴于GRB的巨大能量足以瞬间剥离行星大气层中的臭氧层，我们分析了GRB的辐射范围和频率，评估了在银河系中，生命是否需要经历周期性的“伽玛射线暴灭绝事件”。这部分内容从硬科学出发，引向了对宇宙中生命存续条件的哲学思考。 --- 结语：未解之谜与未来展望 《星尘彼岸的低语》的每一页都充满了对宇宙宏伟暴力的敬畏。尽管我们已取得了巨大的进步，但仍有核心问题悬而未决：喷流的精确结构、高能光子的产生机制、以及短暴的引发机制（如中子星-黑洞并合的贡献比例）。未来的下一代望远镜和引力波探测器，如詹姆斯·韦伯太空望远镜的深入观测和LISA的太空引力波探测，将为我们揭开这些宇宙史诗级事件的更多细节。 本书致力于为天体物理学专业人士、高能物理爱好者以及所有对宇宙终极命运充满好奇的读者，提供一个全面、深入且富有洞察力的指南。通过这些遥远星辰最后的低语，我们得以更好地理解我们自己——这个由星尘构成的、在宇宙尺度上极其短暂的奇迹。 ---

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