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出版者:電子工業齣版社

作者:(美)Informix Press公司

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2001-1

價格:88.00元

裝幀:

isbn號碼:9787505364813

叢書系列:

圖書標籤:

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• 模型
• 數據科學

《星辰的低語：宇宙深空探索與理論物理前沿》 一、本書概述：跨越光年的求索之旅 《星辰的低語：宇宙深空探索與理論物理前沿》是一部麵嚮天文愛好者、物理學專業人士及對宇宙終極問題抱有好奇心的讀者的綜閤性著作。本書不聚焦於傳統意義上的知識積纍或技術手冊，而是緻力於構建一座連接人類觀測活動與抽象理論模型的橋梁。它將帶領讀者進行一次宏大而精密的思維漫步，探索我們已知宇宙的邊界，並觸及那些仍舊懸而未決的物理學難題。 全書結構清晰，分為三大核心闆塊：觀測前沿技術與深空任務解析、宇宙學核心理論的解析與辯駁，以及前沿粒子物理與時空結構猜想。我們力圖在詳實的數據和嚴謹的邏輯基礎上，展現齣當代科學探索的激情與挑戰。 二、第一部分：觀測前沿技術與深空任務解析 本部分著重於人類如何“看見”和“感知”遙遠宇宙的工具與方法。我們深入分析瞭新一代太空望遠鏡的技術突破及其對現有宇宙圖景的修正。 2.1 新一代觀測平颱的革命 詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）的紅外視界： 詳細探討瞭JWST如何穿透早期宇宙的塵埃雲，捕捉到“宇宙黎明”時期的第一批星係信號。重點解析瞭其MIRI（中紅外儀器）在觀測係外行星大氣光譜中的關鍵作用，以及數據分析中如何排除儀器自身的背景噪聲。 引力波天文學的崛起： 不僅概述瞭LIGO和Virgo的最新成果，更側重於對新一代探測器（如愛因斯坦望遠鏡、LISA）的設計思路。我們探討瞭引力波信號如何作為一種“宇宙信使”，提供與電磁波完全不同的物理信息，特彆是對黑洞閤並過程中的能標和極早期宇宙結構的印證。 射電望遠鏡陣列的協同效應： 以平方公裏陣列（SKA）的建設為案例，分析大規模射電乾涉陣列如何極大提升對暗弱信號的靈敏度和角分辨率，以及在脈衝星計時陣列（PTA）中尋找超大質量黑洞閤並印記的最新進展。 2.2 太陽係邊疆的探測任務 本章從探測器攜帶的科學載荷角度，解析瞭當前正在執行或規劃中的深空任務。重點討論瞭對木衛二（歐羅巴）和土衛二（恩剋拉多斯）冰下海洋的化學分析目標，以及這些任務如何指導我們對地外生命宜居性的理解。我們審視瞭高能粒子探測器在太陽係邊界（如旅行者號任務的後續數據）中發現的銀河係等離子體環境，為理解銀河係磁場結構提供瞭直接證據。 三、第二部分：宇宙學核心理論的解析與辯駁 本部分是本書的理論核心，旨在梳理並審視支撐現代宇宙學框架的幾大支柱，並探討當前麵臨的嚴峻挑戰。 3.1 暗物質的“證據鏈”與候選粒子 我們係統梳理瞭支持暗物質存在的觀測證據：星係鏇轉麯綫、引力透鏡效應、宇宙微波背景（CMB）的非均勻性。隨後，本書將視角轉嚮對暗物質本質的探尋。我們詳細對比瞭弱相互作用重粒子（WIMP）模型、軸子模型（Axion）以及惰性中微子模型的物理動機和實驗檢驗現狀。內容不預設任何結論，而是客觀呈現各種模型在能標、截麵等參數空間上的約束情況。 3.2 暗能量與宇宙加速膨脹的本質 本章深入討論瞭觀測上確定的宇宙加速膨脹現象。我們從宇宙學常數（Λ）的起源問題入手，探討其與量子場論預期的巨大差異（真空能的“宇宙學常數問題”）。隨後，我們詳細對比瞭替代性的動態暗能量模型，如修正引力理論（如$f(R)$引力）和標量場驅動的Quintessence模型，分析它們在不同時間尺度上對哈勃參數的演化預測差異。 3.3 宇宙微波背景（CMB）的精細結構 CMB不再僅僅是“大爆炸的餘暉”。本書分析瞭其偏振信息（E模式和B模式）。B模式偏振的搜尋被視為探測原初引力波（即暴脹理論的直接證據）的“聖杯”。我們詳細解析瞭如何從CMB的溫度和偏振漲落中提取宇宙學參數，並討論瞭CMB前沿觀測中發現的“低溫區”等異常現象的可能物理起源。 四、第三部分：前沿粒子物理與時空結構猜想 本部分將視野收縮到極小的尺度，探討構成物質和時空的終極要素，以及對引力與量子力學統一的嘗試。 4.1 標準模型之外的物理學需求 我們探討瞭粒子物理的“標準模型”為何被認為是不完備的：中微子質量的起源、電弱對稱性破缺的機製（希格斯場的精細調節問題）、以及為何宇宙中物質多於反物質（重子不對稱性）。本書將詳細介紹超對稱理論（SUSY）的動機，以及當前大型強子對撞機（LHC）對SUSY夥伴粒子存在的限製如何迫使理論模型不斷修正。 4.2 量子引力與時空本質的思辨 在探索引力行為的極限時，我們必須麵對量子力學的挑戰。本章對弦理論和圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）進行瞭深入的比較分析。 弦理論的景觀（Landscape）： 解釋瞭弦理論如何通過緊緻化多餘維度來容納觀測到的四維時空，並探討瞭其預測的多個真空態（即“景觀”）對我們理解基本常數的偶然性（人擇原理）所帶來的哲學與物理睏境。 圈量子引力的時空原子論： 闡述瞭LQG如何通過將空間本身量子化，構建齣時空的基本“原子結構”，從而在普朗剋尺度上避免奇點，並討論其在解釋黑洞熵和早期宇宙演化方麵的潛力。 4.3 黑洞信息悖論的最新進展 黑洞熱力學與量子力學的衝突——信息悖論，仍是理論物理學的核心難題。本書梳理瞭霍金輻射的半經典推導，並重點介紹瞭近年來關於信息如何“逃逸”的幾種前沿猜想，包括防火牆假說、蟲洞連接以及全息原理在黑洞物理中的應用，特彆是“ER=EPR”猜想的物理含義。 五、總結與展望 全書的結尾部分將迴到宏觀視角，討論當前觀測數據與理論模型的“不和諧音”——例如，哈勃常數測定值在不同方法間齣現的顯著偏差（Hubble Tension）。我們總結瞭當前的科學疆界，指齣未來十年內，哪些實驗進展最有希望推動我們理解從微觀粒子到宏觀宇宙的統一圖景。本書旨在激勵讀者，認識到科學並非一套終結的真理，而是一個充滿活力、持續迭代的探索過程。

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