具体描述
宇宙演化与量子引力：从大爆炸到黑洞视界 作者： [虚构作者姓名，如：阿兰·里德/Elara Vance] 出版社： [虚构出版社名称，如：恒星动力学出版社] --- 内容简介： 《宇宙演化与量子引力：从大爆炸到黑洞视界》是一部雄心勃勃的理论物理学专著，致力于填补我们对宇宙宏观结构（广义相对论描述的引力场）与微观基础（量子场论）之间深刻鸿沟的理解。本书超越了对既有模型的简单回顾，而是深入探索了当前前沿领域中，旨在统一这两种基本理论框架的尖端猜想和数学工具。 本书的叙事主线围绕着“信息”和“时空几何”在极端条件下的行为展开，探讨了在普朗克尺度上，引力如何被量子化，以及这种量子化如何反过来影响了我们对宇宙起源和终结的理解。 第一部分：时空的量子化前奏 本部分奠定了理解量子引力所需的理论基础，同时系统梳理了现有物理学框架的局限性。 第一章：广义相对论的边界 我们从爱因斯坦的场方程出发，详细分析了奇点（如大爆炸和黑洞中心）的数学出现及其物理意义。重点讨论了视界定理、彭罗斯-霍金奇点定理的严格推导，并探讨了在这些极端情形下，经典时空概念的崩溃。着重分析了信息悖论在经典框架下的初探。 第二章：量子场论的胜利与挑战 本章回顾了标准模型在描述基本粒子和相互作用（除引力外）方面的巨大成功。随后，我们深入讨论了将引力纳入可重整化的量子场论框架所遇到的“紫外发散”难题，特别是费曼图方法在处理引力子相互作用时的灾难性结果，从而凸显了需要一个全新几何描述的必要性。 第三章：有效场论与低能引力 在放弃“完整理论”的追求下，本章介绍了一种务实的途径：将广义相对论视为描述普朗克尺度以下低能激发的一种有效量子场论。我们详细考察了二阶和四阶爱因斯坦-希尔伯特作用量的修正项，并利用 Wilsonian 重整化群方法分析了低能引力有效理论的结构和适用范围。 --- 第二部分：几何的离散化与弦的振动 本部分是本书的核心，专注于描述最主流的两种量子引力候选理论——圈量子引力（LQG）和弦理论（String Theory）——及其对时空本质的革命性观点。 第四章：圈量子引力的几何基础 本章详细介绍了圈量子引力（LQG）的数学构建。我们从阿斯泰卡尔变量（Ashtekar Variables）的引入开始，阐述了如何通过“连接”（Connections）和“电场”（Electric Fields，对应于几何的度量）来重新表述爱因斯坦方程。 自旋网络与自旋泡沫： 深入讲解了如何用自旋网络（Spin Networks）来表示空间离散化的量子态，以及自旋泡沫（Spin Foams）如何描述这些量子态随时间的演化，从而构建出离散化的“量子时空”。 体积与面积的量子化： 提供了体积算符和面积算符的精确谱，展示了在普朗克尺度下，空间几何本身是量子化的、不可再分的“原子”构成的观点。 第五章：弦理论与对偶性 弦理论部分，我们将重点放在其作为“万有理论”的潜力，以及它如何自然地包含量子引力。 玻色弦与超对称性： 从一维的弦激发态开始，推导出引力子（闭合弦的零能模式）的存在。引入超对称性（Supersymmetry）以消除费米子和玻色子之间的矛盾。 D-膜与对偶性： 考察了开放弦（Open Strings）的边界条件，引入了狄利克雷膜（D-branes）的概念。本章将重点阐述T对偶、S对偶和U对偶等对偶性，揭示了不同弦理论（I型、IIA、IIB、异域理论）之间的深刻联系，暗示了理论背后的统一结构——M理论。 第六章：AdS/CFT 对应与全息原理 本章探讨了量子引力研究中最强大的工具之一：AdS/CFT（反德西特空间/共形场论）对应关系。 共形场论的尺度不变性： 简要介绍共形场论在边界上的性质。 引力与场论的映射： 详细分析了AdS空间（具有负宇宙学常数）中的量子引力如何等价于其边界上的一个无引力的、规范场论（CFT）。这为计算黑洞熵和研究量子信息在引力中的作用提供了非微扰的工具。 --- 第三部分：极端物理的交汇点 本部分关注量子引力效应在宇宙学和黑洞物理中的直接体现。 第七章：黑洞热力学与信息悖论的终局 本章不再满足于贝肯斯坦-霍金（Bekenstein-Hawking）的半经典熵公式，而是寻求量子引力对黑洞微观态的精确计数。 微观态的计数： 讨论弦理论中如何利用D-膜系统精确计算某些超对称黑洞的熵，并与半经典公式进行对比。 信息回溯的机制： 深入分析“火墙假说”和“软毛”理论（Soft Hair）等前沿概念，探讨信息在黑洞蒸发过程中，如何通过量子纠缠或时空几何的微小修正得以保存，以及这些修正如何与AdS/CFT对应相关联。 第八章：量子宇宙学与普朗克时代的重构 本章将理论工具应用于宇宙的初始瞬间。 量子引力下的时空起源： 考察LQG中的“大反弹”（Big Bounce）模型，探讨它如何避免经典的大爆炸奇点。 弦理论中的暴胀： 分析了弦景观（String Landscape）与宇宙暴胀（Inflation）模型的结合，特别是标量场（如介子场）在弦理论框架下的动力学行为。 初始条件与可观测性： 讨论了量子引力理论如何预测或限制宇宙微波背景（CMB）的初始量子涨落，并展望了寻找可观测的“量子引力指纹”（如非高斯性或特定的引力波信号）的可能性。 结论：未竟的征途 本书最后总结了量子引力研究的现状，强调了理论工具（如新的数学结构和物理图像）的巨大进步，同时也坦诚地指出了当前理论的内在未完成性。本书致力于激励读者认识到，物理学的下一个重大突破，必然诞生于对时空和物质统一性的更深层次的理解之中。 --- 目标读者： 理论物理学、高能物理学、宇宙学领域的研究生、博士后研究人员及资深学者。对量子场论、广义相对论有扎实基础的读者将获益匪浅。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有