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出版者:地质

作者:韩吟文

出品人:

页数:370

译者:

出版时间:2003-7

价格:24.0

装帧:简裝本

isbn号码:9787116035072

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《宇宙之歌：从微观粒子到宏伟星系》 一、 序章：探寻宇宙的起源与结构 本书旨在带领读者进行一场跨越时空尺度的宏大探索，从宇宙诞生之初的奇点爆炸，到如今我们所见的浩瀚星辰与复杂结构。我们不会聚焦于地质过程和岩石圈的化学组成，而是将视野投向更广阔的物理学和天文学领域。 1.1 宇宙的黎明：大爆炸理论的精妙验证 我们将深入探讨现代宇宙学中最核心的理论——大爆炸模型。这不仅仅是一个关于“爆炸”的简单叙事，而是一个基于严谨数学推导和观测证据的科学框架。我们将详细解析宇宙微波背景辐射（CMB）的性质、它如何像一张泛黄的古老照片，记录了宇宙诞生后38万年的信息。内容将涵盖CMB的各项精确测量（如温度各向异性、极化模式），以及这些数据如何证实了早期宇宙的均匀性和结构的种子来源。 1.2 膨胀的宇宙与暗能量之谜 宇宙并非静止不动，它的加速膨胀是当代物理学最大的谜团之一。本书将详述哈勃常数的测量历史，从早期的观测误差到如今利用Ia型超新星、引力透镜和重子声学振荡（BAO）构建的精确宇宙学参数。我们着重讨论暗能量的本质——它是一种弥漫性的、具有负压力的奇异物质，驱动着宇宙的加速膨胀。书中将梳理当前主流的暗能量模型（如ΛCDM模型中的宇宙学常数）及其替代理论，探讨其对宇宙未来命运的深刻影响。 1.3 结构形成的层次性：从量子涨起到星系团 宇宙的宏大结构并非凭空出现，而是源于早期量子涨落的微小不均匀性。本书将详细阐述冷暗物质（CDM）在结构形成中的主导作用。暗物质如何提供引力的骨架，使气体和普通物质得以聚集形成第一批恒星和星系？我们将解析线性增长理论、非线性尾场的模拟结果，以及星系形成与演化的主要阶段：原星系盘的形成、星系合并的驱动力，以及星系团和超星系团这些宇宙中最大尺度的结构是如何通过引力作用自发组织起来的。 二、 恒星的生命周期与元素起源的炼金术 本书的第二部分将聚焦于恒星——宇宙中的主要能量工厂和重元素熔炉。我们将避开地球上元素的具体富集规律，转而探讨元素在极端条件下的核合成过程。 2.1 恒星的诞生与主序阶段的能量来源 恒星的生命始于分子云的引力坍缩。我们会详细描述原恒星阶段的热力学过程，以及点燃核心核聚变的条件。重点将放在主序星的能量平衡：质子-质子链反应（P-P链）和CNO循环如何将氢转化为氦，并产生巨大的光度和热量。恒星质量如何决定其寿命和演化路径，将是本章的核心讨论点。 2.2 巨星的晚期演化：从红巨星到超新星爆发 当核心的氢燃料耗尽，不同质量的恒星将走向截然不同的终点。对于低质量恒星，我们将描述氦闪、渐近巨星分支（AGB）阶段以及最终抛射的外壳如何形成行星状星云。而对于大质量恒星，我们将深入分析碳燃烧、氖燃烧，直至铁核的形成。铁核的形成标志着核聚变的终结。我们将详尽解释II型超新星爆发的物理机制——核心的瞬时引力坍缩、反弹激波的形成，以及由此产生的中微子辐射和强大的能量释放。 2.3 超新星遗迹与宇宙的重元素工厂 超新星爆发不仅仅是恒星的谢幕，更是宇宙中大部分重元素（比铁重的元素）的唯一制造场所。我们将探讨快中子捕获过程（r-过程）在超新星爆炸和中子星并合事件中的重要性。这些爆炸将合成的核素（如金、铀等）抛射到星际介质中，为下一代恒星和行星系统的形成提供原材料。我们将分析这些重元素的空间分布和丰度证据，以构建完整的宇宙元素演化史。 三、 星系与活动星系核的动力学 第三部分将关注宇宙中引力结合体的组织形式——星系，以及驱动其核心活动的强大力量。 3.1 星系的分类、运动学与暗物质晕 我们将从观测角度出发，系统梳理哈勃序列中的主要星系类型（螺旋星系、椭圆星系、不规则星系）及其形态特征。重点在于星系的动力学：旋转曲线的测量如何揭示了星系晕中存在大量不可见的暗物质，这一点与我们在结构形成章节讨论的理论完美契合。我们将探讨星系形成、合并和演化过程中，恒星形成率、气体俘获和恒星形成抑制（Quenching）等关键过程的相互作用。 3.2 超大质量黑洞与活动星系核（AGN） 几乎所有大质量星系的中心都潜伏着超大质量黑洞（SMBH）。本书将解释黑洞的观测证据（如引力红移、分子云轨道），以及它们如何通过吸积盘向外辐射巨大的能量，形成活动星系核（AGN），包括类星体、射电星系等。我们将阐述SMBH与其宿主星系之间的“M-sigma关系”等经验法则，探讨星系和黑洞共同演化的复杂反馈机制。 3.3 脉冲星、引力波与时空几何 最后，我们将触及现代天体物理学的最前沿。脉冲星作为宇宙中最精确的时钟，如何用于测试广义相对论和探测引力波？我们将详细介绍引力波的产生机制——如双中子星并合或黑洞并合，以及LIGO/Virgo等探测器如何捕捉到这些时空涟漪，从而为我们提供了研究极端引力场的新窗口。 结语：开放的宇宙学疆域 《宇宙之歌》以对当前科学未解之谜的展望作结，包括对暗物质和暗能量本质的持续探寻，以及寻找宇宙大尺度结构背后的物理定律。它是一本献给所有对浩瀚星空充满好奇心读者的指南，专注于物理规律如何塑造了我们所见的一切，而非关注局部的地球系统。

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这是一部偏向于环境科学和地球表层系统相互作用的综合性著作，它的视角非常宏大，着重探讨了大气、水圈、生物圈和岩石圈这四大圈层如何在数十亿年间相互影响，达到一种动态的平衡。与那些专注于某一单一学科的书籍不同，这本书的亮点在于它对反馈机制的强调。比如，它深入探讨了二氧化碳循环在冰期与间冰期转换中所扮演的关键角色，以及火山活动如何通过释放气体和改变地表反照率来调节全球气候。作者在论述过程中展现了极强的跨学科整合能力，比如在分析海洋酸化问题时，不仅涉及了化学反应平衡，还穿插了生物礁体对钙质沉积的影响。我尤其欣赏书中对人类活动干扰这些自然循环的警示，它不是危言耸听，而是基于对长期地质过程的理解，冷静地指出当前变化的速率和幅度已超出了历史的正常波动范围。阅读过程更像是在进行一场关于地球“生命维持系统”的深度维护诊断，让人对保护我们所居住的这颗星球的复杂性有了更深刻的敬畏之心。

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这本书的侧重点似乎完全放在了地质年代学和岩石圈的动力学研究上，对于那些期望了解土壤形成或水循环的读者来说，可能会略感“硬核”。全书的行文风格偏向于教科书式的严谨，充满了对矿物学、晶体结构以及板块构造理论的深入探讨。我尤其对其中关于俯冲带的力学模型分析印象深刻，作者详尽地剖析了地幔对流如何驱动了造山运动，以及岩浆岩形成过程中的温度、压力梯度变化。虽然部分数学推导过程对我这个非专业人士来说略显晦涩，但作者总是能及时地用全球范围内的典型地质构造案例进行佐证，使得抽象的理论能够落地。例如，书中对喜马拉雅山脉抬升过程的详细建模，展示了地球内部力量的宏伟与残酷。它更像是一本供专业人士参考或进阶学习的工具书，需要读者具备一定的地质学背景知识才能领略其精髓，但对于那些渴望探究地球“骨骼”是如何构造的硬核爱好者来说，这绝对是一部宝藏级的参考资料，结构严谨到几乎无懈可击。

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我最近一直在寻找一本能系统梳理地球生命演化史的科普读物，而这本恰好填补了我的空白。它没有沉湎于恐龙灭绝那种老生常谈的话题，而是将重点放在了更早期、更基础的生命起源化学过程上，以及随后漫长岁月中，那些关键的生物大事件如何一步步塑造了今日地球的面貌。作者的叙事逻辑极为清晰，从元古代的厌氧环境到原核生物的繁盛，再到寒武纪生命大爆发前夕的铺垫，每一个阶段的描述都辅以最新的古生物学和分子生物学证据。我特别喜欢其中关于“真核细胞起源”那几章的论述，将复杂的内共生理论解释得透彻易懂，甚至能让人想象出那种细胞间的“合作”是如何成为生命史上最伟大的转折点。书中插图的质量也值得称赞，那些精细的化石复原图和细胞结构示意图，极大地增强了阅读的直观体验。对于想深入了解生命在时间长河中挣扎与壮大的历程的读者，这本书绝对是不二之选。

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读罢这本关于行星科学和遥感技术的书籍，我的主要感受是它极具现代感和应用价值。它很少从纯粹的理论推演出发，而是紧密围绕着我们如何通过先进的观测手段来“触摸”和“测量”其他天体。书中详细介绍了光谱分析在识别系外行星大气成分中的应用，以及利用雷达和激光高度计绘制火星表面地形图的原理与挑战。作者的语言非常注重实用性，例如在介绍行星际尘埃采样技术时，甚至涉及到了任务规划和数据校准的实际困难，这使得内容摆脱了纯粹的理论空泛，充满了工程实践的智慧。我个人最感兴趣的是关于系外生命信号的探测章节，作者列举了从生物标记气体到技术信号的各种可能性，并在分析每种信号的可靠性时保持着高度的批判性思维。这本书成功地搭建起了理论知识与尖端观测技术之间的桥梁，读完后感觉自己仿佛也参与了一次次意义非凡的太空探索任务，对我们当前所处的太阳系乃至银河系有了更精确的“空间感”。

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这本关于宇宙起源和演化的巨著，简直是打开了一扇通往星辰大海的窗户。作者以极其深邃的洞察力，将那些宏大叙事以一种近乎诗意的笔触娓娓道来。初读之下，那些关于星云的坍缩、恒星的诞生与死亡，乃至暗物质和暗能量的神秘面纱，都仿佛在我眼前进行了实时演示。尤其欣赏它在描述早期宇宙暴胀阶段时的那种冷静与激情并存的叙事风格，既有严谨的物理学基础支撑，又不乏对未知领域探索的浪漫想象。书中对于不同理论模型的比较分析尤为精彩，它没有简单地宣扬某个主流观点，而是引导读者去思考支撑这些理论的观测证据的局限性与前景，这对于一个对宇宙学抱有浓厚兴趣的普通读者来说，无疑是一种思想上的极大解放。我花了整整一个周末才大致消化完其中关于引力波探测历史和成果的部分，那种对时空涟漪的捕捉，被描绘得如同聆听宇宙最深处的呼吸，让人心潮澎湃。读完后，感觉对“我们从哪里来”这个问题，又有了更宏大、更谦卑的理解。

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有点难...

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个人感觉章节的内容安排上不是特别合理

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