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出版者:开明(1)

作者:本社

出品人:

页数:443

译者:

出版时间:2005-1

价格:10.00元

装帧:

isbn号码:9787801335753

丛书系列:

图书标签:

• 高中数学
• 高中物理
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好的，以下是一本不包含《新课标常备高中数理化公式定理词典》内容的图书简介，旨在提供一个详尽且内容丰富的产品描述，重点突出其独特的价值定位和深度。 --- 《寰宇星辰：宇宙演化与未来探索》 一部跨越时空，从奇点到无限的宇宙学巨著 图书定位： 本书旨在为对宇宙学、天体物理学及前沿科学探索抱有浓厚兴趣的读者，提供一套系统、深入且富有启发性的知识体系。它并非基础的教科书或公式汇编，而是致力于构建一个宏大的宇宙图景，深入探讨现代科学对宇宙起源、结构、演化及未来命运的理解。 核心内容概述： 第一部分：宇宙的黎明——起源与早期演化 本部分聚焦于宇宙诞生之初的极端条件与关键转折点，为理解当前宇宙的结构奠定了理论基础。 1. 宇宙学的基石：相对论与量子力学的交汇 我们将从爱因斯坦的广义相对论出发，探讨时空弯曲的本质及其在宇宙学中的应用，尤其是弗里德曼方程组。随后，引入量子场论的基本概念，解释在极高能量密度下物质与能量的行为，并详细剖析“量子引力”这一前沿领域面临的挑战与现有探索方向，如弦理论与圈量子引力（LQG）的基本思想框架。 2. 大爆炸的序章：暴胀理论的构建与证据 详细梳理宇宙暴胀模型的建立过程，包括其如何解决平坦性问题、视界问题和磁单极子问题。重点分析暴胀后宇宙再加热的物理过程，以及原初引力波背景（CMB B-modes）作为暴胀理论关键观测证据的搜寻进展。 3. 物质的凝结：从夸克汤到原子核的合成 深入描述夸克-胶子等离子体的冷却过程，探讨重子数非对称性的起源（重子生成）。随后，细致描绘太初核合成的物理条件，计算出早期宇宙中氢、氦及少量锂的丰度，并将其与现代观测数据进行精确比对，展示大爆炸理论的强大解释力。 第二部分：宇宙的编织者——结构形成与暗物质之谜 本部分将引导读者进入宇宙结构的宏大尺度，解析驱动星系和星系团形成的隐形力量。 1. 宇宙网的骨架：引力不稳定的模拟 阐述宇宙微波背景辐射（CMB）中的微小密度涨落如何通过引力作用逐渐放大，形成星系和星系团的“宇宙网”结构。详细介绍冷暗物质（CDM）主导的模型，对比热暗物质和混合暗物质模型的预测差异，并分析诸如“子午线问题”等当前模拟面临的挑战。 2. 暗物质的身份追踪：间接、直接与对撞机证据 本书用大量篇幅专门探讨暗物质的性质。不仅回顾了从星系旋转曲线、引力透镜效应中推导出的暗物质存在性的强有力证据，更系统梳理了对WIMP（弱相互作用重粒子）、轴子（Axion）等主流候选粒子的实验探测方法。重点介绍地下实验室的直接探测技术（如氙探测器）和空间望远镜的间接信号搜寻（如伽马射线和正负电子过剩）。 3. 星系的生命周期：从原星系盘到星系并合 描述星系形成与演化的主要阶段，包括恒星形成率的演变、星系并合如何驱动形态转换（如旋涡星系到椭圆星系）。深入探讨活动星系核（AGN）的反馈机制在调节宿主星系恒星形成中的关键作用。 第三部分：黑暗的统治者——暗能量与宇宙的终极命运 聚焦于加速膨胀这一现代宇宙学中最具颠覆性的发现，并展望宇宙的未来。 1. 加速的奥秘：暗能量的性质与测试 系统介绍发现宇宙加速膨胀的两种主要观测证据：Ia型超新星观测和重子声学振荡（BAO）。详细分析$Lambda$CDM模型中暗能量的“宇宙学常数”的物理意义。深入探讨替代性模型，如第五种基本力（Quintessence）和修改引力理论（Modified Gravity），以及如何通过未来观测（如DESI, Euclid, Roman Space Telescope）来区分这些模型。 2. 宇宙膨胀的未来：情景分析 基于不同的暗能量状态方程（$w$参数），推演宇宙在不同情景下的最终命运： 大冻结/热寂 (Heat Death)： 持续加速膨胀下，所有结构被拉伸至不可见，宇宙趋于热力学平衡的寂静状态。 大撕裂 (Big Rip)： 如果暗能量密度随时间增强（$w < -1$），最终连原子核都将被撕裂。 大反弹/收缩 (Big Crunch)： 探讨暗能量衰减或引力重新占据主导地位的可能性，尽管当前观测不支持。 第四部分：探索的前沿——引力波、黑洞与多重宇宙 本部分关注当前天体物理和宇宙学最活跃的研究领域，展示人类对未知边界的探索精神。 1. 引力波天文学的革命：时空的涟漪 不仅概述LIGO/Virgo/KAGRA探测到的双中子星并合、黑洞并合事件，更侧重于分析从这些事件中提取的物理信息，例如对宇宙膨胀率（哈勃常数）的独立测量、检验广义相对论的强引力场预测。展望第三代探测器（如LISA）在低频段对超大质量黑洞和宇宙早期信号的探测潜力。 2. 黑洞的奇点与信息悖论 深入探讨黑洞热力学（霍金辐射），详细解释黑洞信息悖论的哲学和物理困境，以及当前试图解决该问题的前沿理论尝试，如防火墙理论和全息原理的最新进展。 3. 景观与多重宇宙：超越我们可观测范围 探讨弦理论中的“景观”概念，以及永恒暴胀理论如何自然导向“多重宇宙”的存在。区分不同层级的多重宇宙（如平行区域、泡泡宇宙、膜宇宙），并讨论在不直接观测的情况下，如何从理论物理的自洽性角度论证其可能性。 本书特色： 深度与广度兼备： 内容上涵盖了从普朗克尺度到宇宙尺度的所有关键物理学概念，同时保持了对前沿研究的关注。 严谨的逻辑架构： 知识体系的铺陈遵循从观测现象到理论建模，再到前沿探索的自然逻辑，便于读者建立连贯的认知地图。 面向未来： 侧重于当前科学界尚未解决的重大问题（暗物质、暗能量、量子引力），提供多角度的理论视角和实验验证方案。 适用读者： 本书适合具备一定物理或数学基础（高中以上水平，对大学物理有初步了解者尤佳）的科学爱好者、非专业背景的天文学研究者，以及渴望超越标准教材知识体系的高校学生。它不是一本“解题手册”，而是一幅描绘我们所处宇宙的精美而复杂的全景图。

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