Math in Our Solar System pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:Rosen Pub Group

作者:Linde, Barbara M.

出品人:

頁數:32

译者:

出版時間:

價格:$ 11.30

裝幀:Pap

isbn號碼:9781404251359

叢書系列:

圖書標籤:

• 數學
• 太陽係
• 天文學
• STEM
• 教育
• 科學
• 兒童讀物
• 宇宙
• 行星
• 數學應用

好的，這是一份關於一本名為《Cosmic Cartography: Navigating the Celestial Sphere》的圖書簡介。 --- 宇宙製圖學：駕馭天球 一瞥星辰，洞悉宇宙的結構與演變 《宇宙製圖學：駕馭天球》是一部深度探索天文學基礎理論、觀測技術以及宇宙學宏大敘事的專業著作。本書旨在為對星空懷有強烈好奇心，並渴望理解我們所處宇宙的結構、尺度和演化曆程的讀者提供一個全麵而嚴謹的知識框架。我們不滿足於簡單的星圖展示，而是深入解析瞭支撐現代天文學的數學模型、物理定律以及曆史性的觀測突破。 本書的敘事邏輯圍繞“從局部到整體，從可見到深邃”的路徑展開。它首先建立起觀測天文學的基石，然後逐步擴展到星係的形成與演化，最終觸及宇宙學最前沿的挑戰，如暗物質和暗能量的本質。 第一部分：觀測的幾何學與工具 本篇聚焦於如何精確地定位和測量天體。我們首先探討瞭球麵三角學在天體定位中的核心作用，詳細解釋瞭地平坐標係、赤道坐標係、黃道坐標係的相互轉換，以及如何利用這些係統進行精確的天體跟蹤。對於專業觀測而言，視差法測量恒星距離的原理和誤差分析是不可或缺的，本書對此進行瞭深入的數學推導和案例分析。 緊接著，本書詳細剖析瞭電磁波譜作為我們與宇宙交流的唯一媒介的重要性。從射電波到伽馬射綫，每一種波段的觀測都揭示瞭宇宙的不同側麵。我們不僅討論瞭望遠鏡的成像原理——包括摺射、反射以及衍射限製——更側重於現代大型望遠鏡（如甚大陣列VLA、哈勃空間望遠鏡的繼任者詹姆斯·韋伯空間望遠鏡JWST）的設計哲學和它們如何剋服大氣湍流、地球自轉等限製，實現前所未有的分辨率和靈敏度。特彆地，對於乾涉測量技術在射電天文學中的應用，本書提供瞭詳細的傅立葉變換基礎，解釋瞭如何閤成虛擬孔徑以獲得接近完美的分辨率。 第二部分：恒星的生命周期與星際介質 恒星是宇宙的能量核心，理解它們的誕生、穩定和死亡，是理解宇宙演化的關鍵。本書從恒星形成理論的根基——引力不穩定性與分子雲的坍縮——開始。我們詳細闡述瞭赫羅圖（HR圖）的物理意義，將其作為恒星演化狀態的“指紋圖譜”。 在恒星生命的各個階段，本書提供瞭詳盡的物理模型：主序星的能量産生機製（質子-質子鏈反應和CNO循環）、紅巨星的氦閃、白矮星的簡並壓力支撐，直至超新星爆發（Ia型和II型）的觸發條件與核閤成的最終産物。對於中子星和黑洞，本書迴歸到愛因斯坦的廣義相對論基礎，解釋瞭史瓦西半徑的推導、剋爾度規的特性，以及吸積盤的輻射機製，這些是理解高能天體物理現象的必要前提。 此外，星際介質（ISM）的化學成分和動力學也占據瞭相當篇幅。如何利用光譜綫觀測，確定分子雲中的溫度、密度和化學豐度，是揭示恒星“原材料”的途徑。 第三部分：星係結構與動力學 從恒星的尺度躍升到星係的尺度，我們探討瞭星係的分類體係（哈勃序列的局限性），以及星係團的形成和結構。本書的核心在於星係動力學的分析。 我們詳細介紹瞭鏇轉麯綫的觀測及其帶來的巨大謎團——暗物質的存在。本書係統梳理瞭從金斯方程到N體模擬在模擬星係內部運動學中的應用，並對主流的暗物質候選粒子（WIMPs、軸子等）的理論模型進行瞭公正的審視。 對於活動星係核（AGN），特彆是類星體和射電星係，本書結閤瞭輻射機製、噴流的相對論性效應，以及中心超大質量黑洞對宿主星係演化的反饋作用（AGN Feedback）。星係閤並和演化的過程，被置於大型宇宙結構形成的大背景下進行討論。 第四部分：宇宙學的宏偉藍圖 本書的最後部分將視野推嚮瞭可觀測宇宙的極限。它從哈勃定律的建立齣發，闡述瞭宇宙膨脹的證據——紅移的物理本質。 核心章節集中在標準宇宙學模型 ($Lambda$CDM) 的數學框架上。我們詳細推導瞭弗裏德曼方程，解釋瞭宇宙學常數 ($Lambda$) 和冷暗物質（CDM）如何決定宇宙的幾何形狀、物質密度參數 ($Omega_m$) 和膨脹率 ($H_0$)。對於宇宙微波背景輻射（CMB），本書不僅介紹瞭其發現的曆史，更深入分析瞭其溫度的微小各嚮異性（如 $ell=1, 2, 3$ 極矩的物理意義），這被視為宇宙“嬰兒期”的快照，是檢驗早期宇宙物理學理論的試金石。 最後，本書探討瞭暴脹理論在解決視界問題和磁單極子問題上的成功，以及對未來觀測（如引力波天文學對早期宇宙的探測潛力）的展望。 結語 《宇宙製圖學：駕馭天球》不僅僅是一本關於“天體在哪裏”的書，它更是一本關於“我們如何知道這些”的書。它強調瞭物理學定律在理解宇宙普適性問題中的核心地位，並鼓勵讀者將復雜的觀測數據與嚴謹的數學工具相結閤，成為一名閤格的現代天體物理思考者。本書適閤高年級本科生、研究生以及所有希望係統性掌握現代天體物理學和宇宙學知識的專業人士和愛好者閱讀。 ---

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