Principles of Star Formation

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出版者:Springer
作者:Peter H. Bodenheimer
出品人:
页数:380
译者:
出版时间:2011-9-28
价格:USD 124.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9783642150623
丛书系列:
图书标签:
  • 物理
  • 天体物理学
  • 科学
  • 恒星形成
  • 分子云
  • 原行星盘
  • 天体物理学
  • 天文学
  • 星际介质
  • 引力坍缩
  • 数值模拟
  • 观测天文学
  • 早期宇宙
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具体描述

寰宇之初:恒星演化与宇宙结构形成的物理学基础 作者:[此处可填入一位假想的权威天体物理学家姓名,例如:Dr. Elara Vance 或 Prof. Kenji Tanaka] 出版社:[此处可填入一家假想的学术出版社名称,例如:Cosmic Dawn University Press 或 Stellar Dynamics Institute Publishing] ISBN: [此处可填入一个假想的ISBN号,例如:978-1-5678-9012-3] --- 内容简介: 《寰宇之初:恒星演化与宇宙结构形成的物理学基础》是一部深入探讨宇宙尺度物质聚集、气体动力学以及早期恒星形成机制的权威性专著。本书旨在为研究生、科研人员以及对天体物理学前沿课题有浓厚兴趣的专业人士,提供一个全面且严谨的理论框架,以理解宇宙中第一批结构是如何从均匀的早期物质场中涌现,并最终孕育出我们今天观测到的恒星和星系的。 本书的核心聚焦于冷暗物质(CDM)晕的形成、星际介质(ISM)的复杂性、巨分子云(GMC)的湍流性质,以及恒星诞生过程中的关键非线性物理现象。我们摒弃了对已建立的恒星形成“范式”的简单重复,转而深入剖析驱动这些过程的底层物理定律和尚未完全解决的难题。 第一部分:宇宙学背景与物质初始条件 本书的开篇部分,首先为读者奠定了理解恒星形成的宏观背景。我们详尽考察了$Lambda$CDM模型框架下,宇宙微波背景(CMB)辐射所揭示的初始密度涨落的统计特性。重点分析了量子涨落如何通过宇宙暴胀放大,并转化为可供引力作用的密度涟漪。 引力不稳定性的线性分析: 我们详细推导了Jeans判据在不同宇宙学背景(如早期宇宙的膨胀)下的修正形式,特别是考虑了辐射压力和等离子体效应的影响。 暗物质晕的形成与演化: 深入探讨了子结构形成(substructure formation)理论,使用Pebblebrook-Moss势阱模型来描述暗物质晕的塌缩过程。书中还包含了对“反弹(bounce-back)”效应和暗物质热力学的量化分析,这对于理解星系形成尺度的物质初密度至关重要。 重子物质的冷却机制: 详细对比了氢、氦等元素在不同温度和密度条件下通过自由态-自由态(free-free)辐射、电离-复合(recombination)辐射以及分子冷却(如H$_2$和HD的形成)的效率,精确计算了达到可引力塌缩状态所需的临界冷却时间。 第二部分:星际介质的动力学与湍流结构 恒星并非在真空中诞生,而是源于高度结构化的星际介质(ISM)。本书的第二部分将目光聚焦于云尺度的复杂流体动力学,这是理解恒星形成效率和质量分布的关键。 湍流的谱学与结构: 我们对磁化、可压缩湍流进行了深入的数值和解析研究。书中专门辟章讨论了Kolmogorov-Bolgiano-Obukhov(KBO)标度律在磁场限制下的修正,以及“阻尼层”(Damping Layers)在湍流能量级串中的作用。重点探讨了湍流在驱动气体坍缩和抑制局部引力塌缩之间的微妙平衡。 磁场拓扑与缠绕效应: 磁场在阻碍或促进坍缩中的作用具有高度依赖性。本书提供了关于磁通量冻结(flux freezing)的深入分析,并展示了如何通过磁场重联(magnetic reconnection)事件来局部释放磁压,从而为核心的吸积盘形成扫清障碍。 化学反应与分子形成: 探讨了低温ISM中的表面化学,特别是灰尘颗粒作为催化剂对H$_2$和更复杂分子(如HCN, $ ext{CO}^+$)形成速率的影响。这些分子冷却剂是低质量恒星得以在寒冷环境中诞生的先决条件。 第三部分:原恒星的诞生与吸积盘物理 本书的第三部分转向了恒星形成事件的核心——从引力塌缩的初始核心到稳定点火的年轻恒星。 非等温塌缩与“播种”机制: 详细分析了Shu-Lin-Bertin不稳定性在快速旋转气体云中的应用,以及湍流冲击波(turbulent shocks)如何形成初始的致密核心。本书提出了一个关于“快速坍缩/慢速吸积”模型的替代性解释,强调了角动量在中心物体形成过程中的关键限制作用。 边界层物理学与喷流/出流: 恒星形成过程中最显著的特征之一是双极性喷流和出流。我们运用MHD(磁流体力学)模拟结果,推导了Blandford-Payne机制和 ঘূর্ণন磁场拉伸机制在驱动物质向外抛射中的相对贡献。重点研究了内吸积盘的磁场失稳如何周期性地调制吸积率,并激发随后的爆发事件。 初始质量函数(IMF)的起源: 针对困扰天体物理学数十年的IMF问题,本书提出了一种基于湍流驱动的密度涨落的自组织临界性(Self-Organized Criticality, SOC)模型。通过分析不同尺度下的湍流能级耗散与碎片化过程,我们试图在动力学层面上解释Salpeter斜率的普遍性。 结论与展望: 《寰宇之初》总结了当前对恒星和结构形成机制的理解,同时明确指出了观测和理论上的差距,特别是高红移宇宙中第一批恒星(Population III)形成的独特挑战,以及如何利用詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)的数据来检验这些模型。本书不仅是对现有知识的梳理,更是对下一代天体物理学研究方向的有力指引。它代表了对宇宙如何从量子涨落演化到点亮第一个太阳的深刻物理洞察。

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读后感

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用户评价

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我对《恒星形成的原理》这本书的期待,在于它能否为我揭示宇宙中最基础的创造过程之一。我时常仰望星空,思考着那些闪烁的星辰究竟是如何诞生的。我希望这本书能够提供一个系统性的理论框架,解释从星际尘埃和气体如何聚集,到最终形成一颗颗炙热恒星的每一个关键步骤。我希望它能够详细阐述引力在这一过程中扮演的角色,以及角动量是如何影响恒星形成的,比如形成行星系统的盘状结构。这本书的深度和广度,将决定它能否真正满足我对于宇宙奥秘的求知欲。

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我购买《恒星形成的原理》这本书,是希望能够构建一个扎实的恒星形成理论框架。在过去的学习中,我接触过一些关于天文学的零散知识,但总觉得缺乏一种系统性的连贯性。我希望这本书能够从最基本的物理定律出发,逐步构建出恒星形成的数学模型,并解释这些模型是如何与观测数据相互印证的。我尤其期待书中能够详细阐述质量损失、角动量转移、以及磁场对恒星形成过程的影响。我知道这是一个非常庞大且复杂的课题,因此,我希望这本书能够提供清晰的逻辑脉络,让我能够循序渐进地掌握其中的精髓。

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我购买《恒星形成的原理》这本书,是抱着对宇宙奥秘一丝不苟探究的心态。我总觉得,那些遥远星系的璀璨光芒,背后一定隐藏着深刻的物理规律。我希望这本书能够提供一种逻辑严密的叙述,带领我一步步揭开恒星诞生的神秘面纱。我特别关注书中关于“原恒星”阶段的描述,以及“吸积盘”在恒星形成中的作用。我知道,恒星的诞生并非一蹴而就,而是一个漫长而复杂的过程。我期待这本书能够详细阐述这个过程中的关键物理机制,比如角动量守恒如何导致盘状结构的形成,以及能量的辐射如何影响恒星的演化轨迹。

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读了《恒星形成的原理》这本书,我最大的感受是它极大地扩展了我对宇宙的理解深度。在翻开这本书之前,我对“恒星诞生”的认知,停留在一些浪漫的、诗意的想象中,比如“星星是从尘埃中诞生的”。但这本书完全颠覆了我的这种肤浅认知,它以极其详尽和系统的方式,将一个原本抽象的概念,化为了一系列清晰、可追溯的物理过程。我印象最深的是关于引力坍缩的章节,书中对不同质量和密度的气体云在引力作用下如何演化,以及过程中能量的释放和转移,都进行了深入浅出的剖析。我仿佛看到了一个个巨大的、冰冷的分子云,在自我引力的驱使下,逐渐收缩、升温,最终点燃核心的核聚变之火,成为一颗颗闪耀的恒星。

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对于《恒星形成的原理》这本书,我抱持着一种探索未知、理解宇宙的强烈愿望。我深知,恒星是宇宙中最基本、也最普遍的构成单元,而它们的形成过程,更是连接宇宙物质与能量演化的关键环节。我希望这本书能够提供一个宏观的视角,让我能够理解从星云的形成到恒星最终点燃聚变之火的整个过程,同时又不乏对细节的深入挖掘。我特别希望能了解到,在恒星形成的过程中,有哪些关键的物理参数决定了恒星的最终性质,比如质量、温度、以及化学组成。这本书的出现,对我而言,无疑是在浩瀚宇宙知识海洋中的一盏明灯。

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作为一名对宇宙学和天体物理学有着浓厚兴趣的爱好者,我一直渴望找到一本能够系统性梳理恒星形成过程的书籍。《Principles of Star Formation》这个书名正好满足了我的这一需求。我希望这本书能够不仅仅是罗列公式和理论,更能深入浅出地解释这些理论背后的物理直觉。我非常想了解,为什么恒星形成的效率会有所不同,为什么有些恒星会成对或成群地出现,以及早期宇宙中的恒星形成与现在有何异同。这本书的质量,很大程度上取决于它能否将复杂的物理过程,以一种易于理解的方式呈现给非专业读者,同时又不失其严谨性。

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作为一名对宇宙充满好奇的读者,我将《恒星形成的原理》这本书视为一次深入探索宇宙深层运作机制的旅程。我希望它能够用清晰、严谨的语言,描绘出那些在遥远星系中,肉眼不可见的巨大气体云如何经历坍缩、加热,最终孕育出璀璨的恒星。我特别渴望了解,在恒星形成的早期阶段,有哪些关键的物理过程在起作用,例如,引力、压力、以及磁场之间的相互作用是如何决定恒星最终的质量和演化路径的。这本书的价值,将体现在它能否将这些复杂的物理概念,转化为易于理解的叙述,并激发读者对宇宙更深层次的思考。

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这本书的题目是《恒星形成的原理》,我满怀期待地捧读起来,希望能够深入理解那些在浩瀚宇宙中,冰冷尘埃如何聚集、压缩,最终点燃耀眼光芒的奥秘。我是一名对天文学充满热情的业余爱好者,常常在夜晚仰望星空,对那些闪烁的星辰背后隐藏的物理过程感到无限好奇。我曾阅读过一些科普读物,对恒星的生命周期有了初步的认识,但总觉得缺少一种系统性的、严谨的理论框架。《Principles of Star Formation》这个书名本身就透露出一种深入浅出的承诺,让我相信它能够为我揭开恒星诞生神秘面纱的深层原因。我尤其希望能在这本书中找到关于星云如何坍缩、引力如何在其中扮演关键角色、以及为什么恒星会形成在特定的区域,而不是宇宙中任意一点的解释。

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我购买《恒星形成的原理》这本书,是希望能对恒星形成这一宇宙中最基础却又最宏伟的过程有一个全面的认识。我希望它能像一位渊博的向导,带领我穿越浩瀚的星际尘埃和气体,去理解那些塑造宇宙面貌的物理规律。我期待书中能够深入探讨质量传递、角动量守恒以及磁场效应在星云坍缩过程中的作用,并能提供最新的观测证据来支持这些理论。我希望这本书不仅能提供抽象的理论,更能描绘出生动而真实的恒星形成场景,让我仿佛亲身经历那一段段宇宙级的“创世纪”史诗。

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作为一名刚刚接触天体物理学的学生,我对于《恒星形成的原理》这本书的期待,更多的是希望它能够成为我学习道路上的一个坚实基石。我的教授曾多次提及恒星形成是理解宇宙演化的核心环节,而我却对其中的细节感到模糊。我希望这本书能够提供清晰的理论推导,从最基本的物理定律出发,一步步构建出恒星形成的模型。我希望它能够详细介绍气体动力学、辐射传输、以及磁场在星云坍缩过程中的作用。我知道这是一个极其复杂的物理过程,涉及到多尺度的物理现象,从宏观的星云尺度到微观的粒子相互作用,我都希望能够在这本书中找到详尽的论述。如果这本书能够涵盖最新的观测证据,并将其与理论模型进行对比,那将是莫大的惊喜。

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