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出版者:

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页数:249

译者:

出版时间:2006-8

价格:26.00元

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isbn号码:9787534934612

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好的，这是一本名为《星际航行基础》的图书简介，旨在全面介绍宇宙旅行的理论、技术与实践，完全不涉及机械制图内容： --- 《星际航行基础：从理论到跃迁的漫长旅程》图书简介 导言：群星的召唤 自人类仰望夜空之初，对未知疆域的渴望便如同血液中流淌的引力，驱动着我们不断向外探索。然而，从地球的摇篮到广袤的银河，这不仅仅是距离的跨越，更是对物理学、工程学、生物学乃至哲学的一次彻底革新。《星际航行基础》正是一部为所有渴望超越太阳系桎梏的探险家、理论家和工程师准备的综合性指南。本书并非聚焦于单一的技术突破，而是构建了一个完整的知识体系，阐述了我们如何从理论上理解宇宙的结构，再到工程实践中实现跨越光年的旅程。 本书的结构设计旨在循序渐进，从最基础的宇宙学模型开始，逐步深入到驱动星舰的核心技术，并最终探讨星际社会学与长期生存策略。 --- 第一部分：宇宙的地图与尺度（The Cosmic Cartography） 理解我们所处的环境，是迈向星辰的第一步。 本部分彻底抛弃了牛顿时代对时空的局限性理解，转而深入研究爱因斯坦的相对论框架，并探讨了其在超光速旅行理论中的应用和挑战。 第一章：时空几何与广义相对论的再审视 本章详细解析了弯曲时空的概念，以及引力如何影响光线和物质的路径。我们重点探讨了弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规（FLRW度规）在描述宇宙膨胀中的关键作用，并运用现代宇宙学观测数据（如CMB图谱和Ia型超新星数据）来校准我们对宇宙年龄和物质密度的认知。 第二章：超距探测与深空导航 在缺乏地面参照物的太空中，导航系统必须依赖于自身的“星图”。本章详细介绍了脉冲星导航系统（Pulsar Navigation Systems, PNS）的原理与实现。我们将探讨如何利用毫秒脉冲星作为宇宙尺度的“灯塔”，通过分析其周期变化和多普勒频移，实现亚光速飞船的实时三维定位与姿态修正。此外，还涵盖了引力透镜效应在远距离目标确认中的应用。 第三章：宇宙背景的噪音与信号 成功的星际旅行要求对宇宙背景辐射有精确的理解。本章分析了宇宙微波背景（CMB）的性质，以及如何将其视为导航和时间同步的基准。同时，我们也讨论了来自活动星系核（AGN）和伽马射线暴（GRB）的极端能量事件对深空通讯和飞船能源系统的潜在干扰及防护策略。 --- 第二部分：超越光速的物理学与工程（Propulsion Beyond Light Speed） 实现星际航行，核心在于对“不可能”的重新定义。 这是本书最核心的部分，全面梳理了当前理论物理学框架下所有可行的、或具有潜在可能性的超光速推进概念。 第四章：曲速驱动的理论基础与能量需求 本章详述了阿库别瑞度规（Alcubierre Metric）的数学基础，解释了“负能量密度”区域如何形成一个气泡，使飞船本身不违反局部光速限制，而空间本身却被压缩和膨胀。我们深入剖析了实现稳定曲速泡所需的奇异物质（Exotic Matter）的量子场论描述，并评估了当前理论模型下驱动一艘标准质量星舰所需的巨大负能量预算，以及如何通过优化曲率几何来降低这一门槛。 第五章：虫洞的拓扑学与生成挑战 不同于曲速驱动对时空局部变形，虫洞（Wormholes）提供了一种捷径。本章从拓扑学角度解析了爱因斯坦-罗森桥的结构，并着重讨论了洛伦兹虫洞的稳定性问题。我们详细分析了保持虫洞“喉部”开放所需的斥力机制，以及如何应对由物质/能量穿越引起的反馈回路不稳定性。 第六章：零点能与真空零点场理论 在所有可接触的能源中，零点能（Zero-Point Energy, ZPE）被视为星际能源的终极目标。本章回顾了卡西米尔效应的实验证据，并探讨了如何设计高效的量子振荡器来提取和控制真空中的能量涨落。我们还讨论了如何将ZPE作为曲速驱动的辅助能源，以维持其能量输入平衡。 第七章：反物质反应堆与聚变推进的极限 作为光速以下航行的可靠支柱，本章回归到成熟的推进技术。详细分析了反物质湮灭反应堆的效率瓶颈，特别是高效的反物质储存（如磁阱设计）和反应堆的辐射屏蔽。同时，对先进的惯性约束聚变（ICF）和磁约束聚变（MCF）在提供长周期、高推重比的亚光速巡航动力方面的应用进行了深度技术评估。 --- 第三部分：星际生存与长期载人任务（Interstellar Habitat and Longevity） 航行本身是暂时的，生存才是永恒的挑战。 星际飞船不再是单纯的交通工具，而是封闭的、代际相传的生态系统。 第八章：生物圈的自洽性与生态工程 长时间的星际任务要求飞船内部的生命支持系统达到近乎完美的闭环。本章专注于再生式生命支持系统（Regenerative Life Support Systems, RLSS）的设计，包括微生物群落管理、气体制备的最小化外部依赖性，以及多物种食物链的构建与维护。我们详细探讨了“人造土壤”的营养循环模型，以及应对突发性生态失衡的冗余恢复协议。 第九章：人为诱导的生命延展与休眠技术 长达数百年甚至数千年的航行，对人类的生理和心理提出了严峻考验。本章深入研究了生物停滞（Biostasis）技术，从冷冻保护剂的改进到基于亚分子层修复的深度冷冻。同时，也探讨了通过基因编辑和代谢速率调控实现的长寿干预（Longevity Intervention）方案，以确保乘员在抵达目标星系时仍具备工作能力和认知完整性。 第十章：社会结构、文化演变与世代船伦理 当一代人出生在飞船上，他们的身份认同将如何构建？本章侧重于星际社会学。我们分析了封闭、高压环境对决策结构的影响，探讨了“船上宪法”的动态演变过程，以及在世代船中，如何平衡专业知识的传承与社会稳定性的维持。本书提出了“目标导航理论”，用以指导长期任务中，文化与科学目标的统一性。 --- 结论：抵达与新的开始 《星际航行基础》旨在成为通往群星的蓝图。它不仅提供了驱动引擎的物理原理，更提供了维持人类文明在漫长旅途中不致消亡的智慧。当我们最终突破太阳系的引力场，面对着一个全新的星光，这部书所汇集的知识，将是确保我们能够以文明的身份抵达，而非仅仅是一堆漂浮的残骸的关键。 本书适合所有对现代物理学、未来工程学、深空探索伦理学感兴趣的读者。 ---

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