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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Lal, Rattan 编

出品人:

页数:2060

译者:

出版时间:2005-12

价格:$ 829.42

装帧:HRD

isbn号码:9780849338304

丛书系列:

图书标签:

• 土壤学
• 土壤科学
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• 环境科学
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• 土壤化学
• 土壤物理
• 土壤生物学

探寻星辰的边界：宇宙学前沿理论与观测新发现 本书导读： 这是一部为对宇宙的终极奥秘抱有强烈好奇心的读者精心准备的著作。它并非专注于我们脚下的泥土，而是将目光投向了浩瀚无垠的星空，深入探讨了当前宇宙学领域最激动人心、最具颠覆性的前沿理论与最前沿的观测成果。本书旨在为读者构建一个清晰、系统且充满洞察力的宇宙图像，从宏观结构到微观起源，勾勒出人类理解宇宙演化路径的最新版图。 第一部分：暗物质与暗能量的幽灵——宇宙结构的主宰者 我们所能直接观测到的普通物质，仅占宇宙总质能含量的不到5%。剩下的95%，被“暗物质”和“暗能量”这两个巨大的未知数所主宰。本书将对这两个概念进行极其细致的剖析，并追溯支撑它们存在的观测证据。 暗物质的粒子候选者与间接探测： 我们将详细考察目前最主流的理论模型，例如弱相互作用重粒子（WIMPs）、轴子（Axions）以及更奇异的理论预测，如惰性中微子。随后，本书将重点介绍全球各大地下实验室（如LZ、XENONnT）采用的直接探测技术原理，以及费米伽马射线空间望远镜等设备在寻找暗物质湮灭信号方面的最新进展和面临的挑战。 暗能量的本质：宇宙加速膨胀的驱动力： 暗能量，这一似乎具有负压力的神秘力量，正驱动着宇宙加速膨胀。本书将深入探讨“宇宙学常数”（Λ）模型，评估其与观测数据的契合度，并对比诸如“精质”（Quintessence）等动态暗能量模型的数学框架与物理动机。特别地，我们将分析巴克莱模型（Bekenstein’s Boundary）和熵驱动膨胀理论在解释暗能量起源方面的尝试。 结构形成与大尺度网格： 暗物质的引力作用是星系和星系团形成的基础骨架。本书将介绍“冷暗物质”（CDM）模型如何成功模拟宇宙微波背景（CMB）的波动和星系的大尺度分布。同时，我们将讨论当前观测（如超深场巡天）中出现的“早期大质量星系”问题，以及这些问题对标准ΛCDM模型可能提出的修正要求。 第二部分：时间之初的耳语——宇宙微波背景与暴胀理论的检验 宇宙微波背景（CMB）辐射被誉为“宇宙的婴儿照片”，它是理解大爆炸及其后瞬间事件的钥匙。 CMB的精细结构与极化： 本章将详述普朗克（Planck）卫星和阿塔卡马大型毫米/次毫米波阵列（ALMA）提供的CMB温度和极化数据。我们将解释标量（密度）扰动和张量（引力波）扰动的物理意义，特别是对寻找原初引力波的B模式极化信号的最新搜索结果及其在限制暴胀模型中的作用。 暴胀模型的多样性与可证伪性： 暴胀理论是解决视界问题和平坦性问题的关键。本书将系统梳理不同类型的暴胀模型——从简单的单场暴胀到复杂的多场或分层暴胀模型。我们还将探讨如何通过CMB的谱指数（$n_s$）和张量-标量比（$r$）来检验这些模型的有效性，并讨论“永恒暴胀”的概念及其哲学含义。 第三部分：引力波的全新窗口——时空涟漪与极端天体物理 引力波天文学的开启，为我们提供了一种全新的、不受电磁辐射干扰的“听觉”方式来感知宇宙。 LIGO/Virgo/KAGRA的探测成果与黑洞合并宇宙学： 本章将回顾前几代引力波事件（GW150914至今）的详细分析，包括双中子星合并（GW170817）如何成功地将引力波信号与电磁波信号（千新星）结合起来，从而独立测量哈勃常数。我们将深入探讨极高质量黑洞（IMBH）和超大质量黑洞（SMBH）合并的物理过程及其对早期宇宙演化的指示作用。 脉冲星计时阵列（PTA）与超大质量引力波背景： 纳赫兹频段的引力波源自宇宙中最宏大的事件——超大质量黑洞对的螺旋合并。本书将详细介绍NANOGrav、EPTA等合作组织如何利用毫秒脉冲星作为宇宙尺度的时钟，寻找背景噪音，并分析目前探测到的低频信号对不同星系合并模型的约束。 未来的引力波探测：LISA与第三代地面探测器： 我们将展望空间引力波探测器LISA（激光干涉空间天线）的任务目标，包括对银河系内双星系统的精确测量，以及对暴胀末期产生的原初引力波信号的潜力。 第四部分：超越标准模型——弦论、圈量子引力与宇宙的终极命运 本书的最后一部分将把读者带到理论物理的最前沿，探索那些可能颠覆我们现有物理框架的终极理论。 弦论/M理论的宇宙学启示： 弦论试图将所有基本粒子和相互作用统一起来。我们将讨论“景观”（Landscape）理论如何解释多重宇宙的可能性，以及膜宇宙学（Brane Cosmology）中膜与膜的碰撞如何作为一种替代暴胀的模型来驱动宇宙的膨胀与再收缩。 圈量子引力（LQG）与“大反弹”： 与弦论不同，LQG尝试在不引入额外维度的情况下“量子化”时空本身。本书将阐释“大反弹”（Big Bounce）理论，即我们的宇宙可能并非始于一个无限密度的奇点，而是上一个坍缩宇宙的“反弹”结果，以及这一概念如何解决黑洞奇点问题。 多重宇宙的哲学与物理边界： 从永恒暴胀推导出的“泡沫宇宙”到弦论的景观，多重宇宙的概念已不再是纯粹的科幻。我们将审视当前物理学界对于多重宇宙“可观测性”的激烈辩论，讨论如何寻找与我们自身宇宙相互作用的痕迹，以及区分哪些理论是具有物理检验性的，哪些可能永远停留在数学推演的范畴。 总结： 本书以严谨的科学态度，系统地梳理了当前宇宙学研究中那些最核心、最前沿的议题。它不仅是知识的集合，更是一场思想的探险，引导读者穿越时空，直面宇宙最大的谜团。通过对复杂理论的精确阐述和对尖端观测数据的深入解读，读者将获得一个既广阔又深刻的宇宙图景，理解人类正在如何一步步揭开星辰边界后的真相。

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