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出版者:山西教育出版社

作者:南兆旭

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:2004-2-1

价格:49.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787544026864

丛书系列:

图书标签:

• 科学实验
• 儿童科普
• 趣味实验
• 动手能力
• 科学启蒙
• STEM教育
• 小牛顿
• 益智玩具
• 亲子互动
• 实验教程

好的，以下是一份图书简介，严格按照您的要求撰写，旨在详细介绍一本假设的、与《小牛顿趣味实验百科》主题和内容完全不同的图书： --- 探寻星辰的低语：宇宙演化与深空观测指南 书籍定位： 本书并非面向基础科学启蒙的实验手册，而是一部面向对现代天体物理学、宇宙学前沿研究及专业天文观测技术有浓厚兴趣的读者、天文爱好者以及高等院校相关专业学生的深度专著。它旨在系统梳理自大爆炸理论确立以来，人类对宇宙宏观结构、基本物理定律在极端环境下的体现，以及未来深空探索方向的认知历程与最新突破。 核心内容概述： 本书共分为五大部分，详尽剖析了从宇宙的起源到未来的宏大叙事。 第一部分：宇宙学的基石与早期宇宙的谜团（约300字） 本部分深入探讨了现代宇宙学的两大支柱：广义相对论和量子场论在宇宙尺度上的交汇点。我们首先回顾了弗里德曼方程组的数学推导及其物理意义，明确了宇宙膨胀的动力学基础。随后，重点聚焦于“暴胀理论”的提出背景、核心机制及其提供的可观测证据（如宇宙微波背景辐射的极化模式）。 章节细致解析了“宇宙微波背景辐射”（CMB）的物理起源，详细阐述了康普顿散射、复合时期（Recombination Epoch）等关键物理过程，并引入了当前CMB观测项目（如Planck和未来的CMB-S4）的数据分析方法。此外，本书还首次对“奇点问题”进行了批判性梳理，并引入了圈量子引力（LQG）和弦理论在描述普朗克时期物理学方面的初步尝试，旨在为读者建立起一个关于宇宙“零点”的严谨理论框架。 第二部分：暗物质与暗能量的实证探索（约350字） 占据宇宙总质能约95%的“暗”成分，是当代物理学面临的最核心挑战。本书对此进行了全面而深入的论述。 在暗物质部分，我们不满足于简单的粒子推测，而是侧重于其天体物理学效应。详细分析了星系旋转曲线的精确测量方法、引力透镜效应在星系团尺度上的定量分析，以及“子弹星系团”等关键案例如何直接支持冷暗物质（CDM）模型的构建。随后，本书进入对直接和间接探测实验的专业介绍，包括地下氙探测器（XENONnT, LUX-ZEPLIN）的工作原理、如何排除背景噪声，以及对尚未捕获的弱相互作用重粒子（WIMPs）的质量与截面限制的最新更新。此外，对轴子（Axion）的理论模型和寻找轴子的实验（如ADMX）的设计思路进行了详尽的描述。 暗能量的探讨则聚焦于其对宇宙膨胀历史的驱动作用。通过对Ia型超新星观测（SCP/SDSS-II项目）的红移-亮度关系进行的精确拟合，本书解释了宇宙加速膨胀的证据链。我们随后对比了“宇宙学常数”$Lambda$与动态暗能量模型（如Quintessence）的差异，并探讨了利用大规模结构（LSS）的功率谱和重子声学振荡（BAO）数据来限制暗能量的状态方程（$w$参数）的复杂方法论。 第三部分：恒星的生命周期与极端天体物理（约350字） 这一部分将目光投向宇宙中的结构形成与演化，重点关注极端引力场下的物理现象。 从恒星演化的起点——分子云的塌缩和原恒星的形成开始，本书详细描述了主序星的能量产生机制（质子-质子链、CNO循环）及其在赫-罗图上的位置。重点章节专门探讨了晚期恒星演化的复杂性：红巨星分支的混合过程、热脉冲现象，以及不同质量恒星在超新星爆发（Ia型、Ib/Ic型、II型）中的物理机制差异。 随后，内容转向致密天体。对白矮星的电子简并压力极限（钱德拉塞卡极限）的推导与应用进行了严谨的数学论证。对于中子星，本书详细介绍了其内部结构模型（从“硬核”到“夸克物质”的猜想），并深入分析了脉冲星的磁场动力学、射电信号的产生与观测，以及双中子星并合产生的引力波事件（GW170817）对快速射电暴（FRB）起源的启发。黑洞的描述则涵盖了事件视界、史瓦西半径的几何学意义，以及吸积盘中物质的相对论效应，结合事件视界望远镜（EHT）对M87和人马座A的成像结果，解析了阴影边界的物理意义。 第四部分：星系形成与大尺度结构（约300字） 本书的第四部分关注物质如何在引力作用下聚集，形成我们今天观测到的宇宙网。 从暗物质晕的结构和性质入手，解释了为什么星系主要形成于这些晕的中心。我们详细审视了星系演化的两个主要路径：并合驱动（Merger-driven）与持续吸积。通过对不同红移下星系形态的统计分析，探讨了活动星系核（AGN）反馈机制（如出流和喷流）在调节星系恒星形成率中的关键作用。 在星系团层面，本书引入了“维里定理”来估计星系团的总质量，并讲解了X射线辐射如何揭示团内高温气体（Intracluster Medium, ICM）的分布和热力学状态。最后，本书引入了模拟宇宙学的概念，详细介绍了N体模拟（N-body simulations）的技术挑战和方法论，并展示了诸如Millennium Run和IllustrisTNG等大型模拟如何成功重现宇宙大尺度结构的真实面貌。 第五部分：面向未来的观测与理论前沿（约200字） 收尾部分展望了未来十年内可能彻底改变我们认知的观测项目和理论突破方向。 重点介绍了下一代巨型望远镜的规划与目标，例如詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）对早期宇宙星系（Population III stars）的探测潜力，以及欧洲极大望远镜（ELT）和三十米望远镜（TMT）对系外行星大气特征谱的分析能力。 理论前沿部分，本书探讨了对广义相对论的精确检验，特别是对弱引力场中引力波信号的分析如何可能揭示对引力理论的修正。同时，对“宇宙的终结”进行了探讨，包括“大撕裂”（Big Rip）、“热寂”（Heat Death）等模型，并简要介绍了“多重宇宙论”在弦理论框架下的不同表述。 目标读者： 具备高等物理或数学基础的科研人员、天文学及相关专业的本科生和研究生，以及对前沿宇宙学有深入求知欲的专业级天文爱好者。本书内容严谨，公式推导详尽，不适合无相关基础的普通读者。

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