From Blue Moons To Black Holes pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prometheus Books

作者:Melanie Melton Knocke

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2005-05-06

价格:USD 22.98

装帧:Paperback

isbn号码:9781591022886

丛书系列:

图书标签:

• 天文学
• 宇宙学
• 黑洞
• 蓝色月亮
• 科学普及
• 物理学
• 太空探索
• 观测
• 星体
• 宇宙奥秘

苍穹的低语：一部关于宇宙演化与生命起源的宏大叙事 本书并非一本关于蓝月亮或黑洞的通俗读物，它是一部深入探索宇宙物理学、化学演化与生命起源的综合性学术专著。 本书将带领读者穿越时空的褶皱，从宇宙大爆炸的余晖中启程，直至探讨地球生命复杂结构的诞生与未来的无限可能。 第一部分：从无到有的序章——宇宙的基石与早期物理 本部分聚焦于宇宙诞生之初的极端环境及其随后结构的形成过程。我们不讨论浪漫化的天文现象，而是严谨地审视粒子物理学在早期宇宙中的作用。 第一章：奇点的回响与暴胀的迷局 本章详细剖析了标准宇宙学模型（ΛCDM）中的早期阶段。重点讨论了普朗克时期（Planck Epoch）的物理学限制，以及宇宙暴胀理论（Inflation Theory）如何解决了视界问题和磁单极子问题。我们通过分析宇宙微波背景辐射（CMU）的各项异性数据（如WMAP和Planck卫星的测量结果），重建了暴胀的潜在场（Inflaton Field）的可能性质，并探讨了不同暴胀模型的观测预测差异。本章避免了对“时间起点”的哲学探讨，而是集中于能量密度和温度如何支配物质的相变。 第二章：夸克-胶子等离子体与核合成的精密计算 随着宇宙膨胀与冷却，物质经历了从夸克-胶子等离子体到质子和中子的形成过程。本章运用量子色动力学（QCD）的理论框架，模拟了夸克禁闭的精确时刻。随后，我们深入研究了太初核合成（Big Bang Nucleosynthesis, BBN）。详细计算了氘、氦-3、氦-4和锂-7的丰度，并将这些预测值与现代观测到的低金属丰度恒星中的丰度进行比对，以此作为检验宇宙学模型的关键证据。我们着重分析了中子寿命对BBN产物比例的敏感性。 第三章：结构的浮现——暗物质的主导作用 在原初的汤中，普通物质的密度波动是微小的。本章探讨了暗物质（Dark Matter）在宇宙结构形成中的核心作用。我们区分了冷暗物质（CDM）和热暗物质（HDM）的特征，并解释了为什么CDM模型能成功解释大尺度结构的形成。通过分析星系团的引力透镜效应和星系团碰撞中的X射线发射，我们论证了暗物质的非相互作用特性，并简要回顾了WIMP（弱相互作用大质量粒子）等主流候选者的实验进展，但不对其存在性做出断言，仅将其视为模型构建的必要假设。 第二部分：恒星的熔炉与元素的炼金术 本部分将目光投向恒星——宇宙的化学工厂。我们探究了恒星如何将原始的氢和氦转化为构成行星和生命所需的重元素。 第四章：恒星的诞生与主序阶段的能质转化 本章深入核天体物理学的核心。我们详细阐述了恒星形成所需的分子云引力坍缩条件，包括冷却机制和角动量传输。随后，重点分析了主序星（如太阳）内部的能量产生机制：质子-质子链反应（p-p chain）和碳氮氧循环（CNO cycle）。通过求解恒星结构方程（包括流体静力平衡、能量传输和状态方程），我们计算了恒星的寿命与质量的关系，并探讨了对流与辐射区域的边界。 第五章：重元素的锻造——超新星与中子捕获过程 生命体所需的碳、氧、硅乃至铁，都源于恒星的生命终结。本章详细剖析了两种主要的重元素合成途径。 首先是热核超新星（Ia型和II型）的爆炸机制。我们模拟了坍缩核心的快速中子捕获（r-process）过程，解释了金、铂等超重元素如何在极短时间内被快速注入星际介质。其次，我们讨论了渐近巨星分支（AGB）星中的慢速中子捕获过程（s-process），它负责了大部分中等质量元素（如钡、锶）的产生。本章的重点在于核反应截面的精确测量及其在不同恒星演化阶段的影响。 第六章：致密的终局——白矮星、中子星与超新星遗迹 恒星死亡后的残骸是极端物理条件的实验室。我们分析了白矮星的电子简并压力极限（钱德拉塞卡极限），以及中子星内部物质的方程状态——一个涉及超核密度物理的难题。我们讨论了脉冲星的观测特性，以及双星系统中对中子星质量测量的精度。对超新星遗迹的X射线和射电波观测，被用作检验我们对爆炸能量注入和元素扩散模型准确性的工具。 第三部分：行星的形成与化学演化的摇篮 本部分将视角收缩至恒星周围的盘面结构，探讨从尘埃到复杂有机分子的跨越。 第七章：原行星盘的动力学与微行星的堆积 本书不探讨系外行星的种类，而是关注行星形成的物理化学机制。我们使用二维粘性流体动力学模拟（如Smoothed Particle Hydrodynamics, SPH）来研究原行星盘中的气-固分离、漂移现象。重点分析了“冰线”（Snow Line）的位置对巨行星（如木星）形成的影响。我们详细讨论了从微米级尘埃到公里级微行星的“碰撞与粘附”机制，以及如何避免“毫米级不稳定的阻力危机”（Meter-Size Barrier）。 第八章：无机化学的精妙：从岩石到地质分异 当地球的雏形形成后，热力学开始主导化学过程。本章探讨了铁镍在早期地球中的下沉，形成了地核，以及硅酸盐地幔的分异过程。我们分析了挥发性物质（如水和二氧化碳）的原始来源——是来自太阳星云残余，还是后期撞击物。通过分析古老岩石的同位素证据（如Hf-W系统），我们重建了地球早期地幔与地核的化学隔离时间线。 第九章：生命前化学：有机分子在宇宙中的散播 在复杂生命出现之前，必须有更基础的有机分子。本章关注的是星际分子云和彗星上的化学反应。我们审视了低温冰相表面上的非热化学反应，特别是羟基自由基（OH）和氰化氢（HCN）在催化氨基酸前体合成中的作用。我们分析了米勒-尤里实验的现代修正版本，并探讨了在深海热液喷口或陨石撞击区发生的催化反应，为生命化学的起源提供了可能的物理化学路径。 总结： 本书严格遵循物理学和化学的严谨性，致力于构建一个从宇宙学到生物化学的逻辑链条，其核心目标在于理解自然界中物质和能量演化的普适规律，而不涉及任何对特定天体或现象的文学性描述。

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