岩石和矿物/探究式学习丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:235

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出版时间:2009-10

价格:29.80元

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isbn号码:9787801763716

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• 地质
• 岩石
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• 自然科学
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宇宙的奥秘：从星尘到行星的演化史 一本带领读者探索宇宙起源、恒星生命周期以及行星系统形成的深度科普读物。 内容提要： 本书旨在为天文爱好者、对宇宙学感兴趣的普通读者以及高等教育阶段的学生提供一个全面、深入且引人入胜的宇宙学入门。我们摒弃了枯燥的数学推导，转而聚焦于那些驱动宇宙演化的核心物理过程和观测证据。全书分为四个主要部分，层层递进，带领读者完成一次从大爆炸的奇点到今日复杂星系格局的宏大旅程。 --- 第一部：太初的曙光——宇宙的起源与早期演化 本部分将时间轴拉回到约138亿年前，详细解析我们目前所理解的最早的宇宙状态及其随后发生的剧变。 第一章：时间的开端——大爆炸理论的基石 哈勃的遗产与宇宙膨胀： 深入探讨埃德温·哈勃的观测如何颠覆了静态宇宙的观念，并阐释了红移现象背后的物理意义——宇宙尺度的膨胀，而非星系在空间中的运动。 宇宙微波背景辐射（CMB）： 这一“余晖”是理解早期宇宙的无价之宝。本章详细介绍CMB的发现历程、其完美的黑体谱线所提供的温度信息，以及温度涨落（各向异性）如何预示了未来结构的种子。我们将解析COBE、WMAP和Planck任务的关键发现。 暴胀理论的必要性： 解决视界问题和磁单极子问题的关键理论——暴胀。我们将探讨暴胀是如何在极短时间内将宇宙拉伸至一个极度平坦且均匀的状态，并解释暴胀如何将量子涨落放大为宇宙宏观结构的初始条件。 第二章：物质与反物质的较量 基本粒子与标准模型的回顾： 快速回顾夸克、轻子以及基本力（强、弱、电磁、引力）在早期高温高密环境下的表现。 重子生成（Baryogenesis）： 宇宙中为何物质主导？本章将探讨物质与反物质湮灭后，微小的物质盈余如何决定了今天宇宙中的一切。我们将触及CP破坏等复杂概念，但侧重于其对宇宙学的影响。 核合成的黄金时代（Big Bang Nucleosynthesis, BBN）： 宇宙冷却到足以形成原子核的瞬间。我们将详细计算和解释氦、氘、锂等轻元素的丰度，这是检验大爆炸模型准确性的关键物理证据。 --- 第二部：结构的形成——从黑暗到光明 早期宇宙是均匀的，但引力是如何在引力的作用下，将这些微小的密度差异转化为我们今天看到的星系和星系团的？ 第三章：暗物质的幽灵 引力的不和谐音符： 从星系旋转曲线的异常到星系团的维里里系数，系统梳理支持暗物质存在的观测证据。 暗物质的性质探索： 讨论目前主要的候选者，如WIMPs（弱相互作用大质量粒子）和轴子（Axions），以及地面和太空实验如何试图直接或间接探测它们。 暗物质在宇宙学中的作用： 强调暗物质提供的引力“骨架”，它如何在宇宙早期充当引力势阱，使重子物质能够塌缩形成结构。 第四章：第一代恒星与再电离时代 原初密度扰动的演化： 描述暗物质晕的形成过程，以及气体如何被吸引到这些晕中。 星系形成的开端： 介绍“星系黎明”（Cosmic Dawn），即第一批恒星（第三星族星，Population III Stars）的诞生。这些恒星由氢和氦组成，寿命极短但亮度惊人。 再电离的“黑夜”： 随着第一批恒星和类星体的出现，宇宙中的中性氢被高能辐射重新电离的过程。本章将结合最新的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的早期观测数据，讨论再电离结束的时间点和机制。 --- 第三部：宇宙的尺度——星系与星系团的演化 本部分将目光聚焦于成熟宇宙中最大的结构——星系，及其相互作用。 第五章：星系的万花筒 哈勃的分类法及其局限性： 详细剖析椭圆星系、螺旋星系（棒旋与非棒旋）和不规则星系的形态学特征、恒星形成率和动力学差异。 星系演化的驱动力： 探讨内部过程（如恒星反馈、超新星爆炸驱动的气体流出）和外部过程（如星系并合、潮汐力作用）如何塑造一个星系的命运。 活动星系核（AGN）与星系共同演化： 超大质量黑洞在星系中心的作用。讨论黑洞的吸积和喷流活动如何影响宿主星系的恒星形成过程，实现“星系-黑洞共同演化”的理论框架。 第六章：宇宙的大尺度结构 星系团与超星系团： 描述星系如何聚集形成星系团、星系群，乃至宇宙网（Cosmic Web）。 数值模拟的胜利： 介绍“千禧年模拟”和“Illustris”等大规模N体模拟，这些模拟如何成功重现了观测到的宇宙网状结构、空洞和纤维状分布。 暗能量的登场： 1998年的革命性发现——宇宙加速膨胀。本章将解释暗能量的概念，探讨它如何克服引力的束缚，并主导宇宙的未来命运。 --- 第四部：我们自身的家园——恒星的诞生与行星系统的形成 回归到我们更熟悉的天体物理学尺度，深入探究恒星和行星的诞生机制。 第七章：从分子云到主序星 星际介质的物理学： 介绍分子云的特性，这些冰冷、致密的区域是恒星形成的“摇篮”。 引力塌缩与原恒星阶段： 详细描述当分子云核心的密度达到某个阈值后，引力如何克服热压力，导致核心塌缩，并形成原恒星及其周围的原行星盘。 核聚变的开启： 解释质子-质子链反应（P-P Chain）和CNO循环如何点燃核心，使恒星进入稳定而漫长的主序星阶段，并解释恒星质量如何决定其温度、亮度和寿命。 第八章：行星的筑巢与多样性 吸积理论（Accretion Theory）： 描述尘埃颗粒如何通过碰撞和静电作用，逐步增长为微行星，再到原行星。 冰线（Snow Line）的界定： 解释在太阳系中，水、甲烷等挥发性物质的凝固线如何决定了类地行星（岩石为主）和巨行星（气态/冰态为主）的物质构成差异。 系外行星的发现浪潮： 总结开普勒和TESS等任务的主要发现，讨论凌日法、多普勒频移法等关键探测技术，以及我们对“超级地球”和“宜居带”行星的最新理解。 结语：未解之谜与未来的展望 本书将在最后对当前宇宙学和天体物理学的几大未解难题进行概述，包括暗能量的本质、暗物质的粒子属性、早期宇宙的量子引力效应，以及地外生命存在的可能性，激励读者继续探索。

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