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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Kruger, Paul

出品人:

页数:272

译者:

出版时间:2006-3

价格:687.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780471772088

丛书系列:

图书标签:

替代能源
可再生能源
能源技术
可持续发展
能源政策
清洁能源
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能源工程

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具体描述

A balanced introduction to tomorrow's energy sources

Over the course of the next fifty years, there will be a shift in the quest for sustainble energy, including a major change in transportation from internal combustion engines burning petroleum-derived fuels to newer technology engines using new transportation fuels. Alternative Energy Reources examines our options for energy sources with a focus on hydrogen as a large-scale, secondary energy vector parallel to electricity.

As the price of petroleum products increases, the world is scrambling to find a suitable replacement energy source. In this comprehensive primer, Professor Paul Kruger examines energy use throughout history and the exponential expansion of our energy use beginning with the Industrial Revolution through the present day. The book then analyzes the various alternative energy sources available, including renewable energy (hydroelectric, solar, wind, biomass, and geothermal), nuclear, and hydrogen. He addresses each energy source's pros and cons based on our needs, availability, and environmental impact aspects. Finally, Dr. Kruger proposes the use of hydrogen as a fuel to sustain our energy supply produced by appropriate technology mixtures of renewable and nuclear energy.

好的，这是一份关于另一本主题图书的详细简介，该书完全不涉及“替代能源资源”的内容。 --- 《星际航行与超光速理论的物理学前沿：曲速场、虫洞动力学与时空几何结构解析》一、本书概述：跨越已知边界的理论物理探索《星际航行与超光速理论的物理学前沿：曲速场、虫洞动力学与时空几何结构解析》是一部深度聚焦于现代理论物理学中最具挑战性与前瞻性的领域——即如何实现超光速（Faster-Than-Light, FTL）运动及星际旅行的物理机制的专著。本书摒弃了传统意义上的火箭推进或化学燃料驱动概念，转而深入探讨基于广义相对论框架下，对时空结构进行主动操控的可能性。本书的核心论点建立在对爱因斯坦场方程的非线性解的深入挖掘之上，旨在解析那些能够局部扭曲、收缩或扩张时空以规避光速限制的数学模型。它不仅仅是对现有理论的综述，更是一次严谨的、从数学基础到潜在实验验证的全面推演。二、核心章节与理论深度解析本书结构严谨，分为六大部分，层层递进，将读者从经典物理学的局限性引导至最前沿的理论前沿。第一部分：经典局限与理论基石的重审本部分首先回顾了狭义相对论中光速不变性与能量质量关系的不可逾越性，为后续提出“绕过”而非“超越”光速的必要性奠定基础。重点分析了洛伦兹变换在极端时空扭曲条件下的适用性边界。随后，进入广义相对论的数学核心，详细梳理了黎曼几何在描述引力场中的关键作用，特别是张量分析在理解曲率如何影响物质运动中的应用。第二部分：阿尔库比耶雷驱动的数学结构与能态分析这是本书的核心篇章之一。它详尽地剖析了米格尔·阿尔库比耶雷在1994年提出的曲速驱动（Warp Drive）模型的数学结构。 1. 度规张量的构建：详细推导了实现“曲速气泡”所需特定的闵可夫斯基空间（Minkowski Space）的变形度规。分析了如何在气泡前沿进行时空收缩（Compression）和在后沿进行时空膨胀（Expansion）的精确几何要求。 2. 负能量密度与奇异性挑战：对驱动所需的“奇异物质”（Exotic Matter）——即具有负能量密度或负压力的物质——进行了深入探讨。本书并未满足于描述其存在性，而是致力于分析量子场论中例如卡西米尔效应（Casimir Effect）等现象，是否能提供可操控的宏观负能量源。同时，对曲速场形成过程中可能产生的奇点和辐射后果进行了严格的数学建模。第三部分：虫洞理论与拓扑学在航行中的应用本部分将视角转向了利用时空拓扑结构进行连接的理论——虫洞（Wormholes）。 1. 爱因斯坦-罗森桥的稳定化问题：回顾了最早的虫洞解，并重点分析了如何通过引入负能量张量（通常是悬浮于宇宙弦或德西特真空中的物质）来维持虫洞喉部的开放性，以防止其在瞬间坍缩。 2. 可穿越虫洞的几何约束：深入研究了弗莱默（F.R.F.S.）等学者提出的可穿越虫洞（Traversable Wormholes）的条件，特别是关于爱因斯坦场方程中“零能量条件”（Null Energy Condition）的违背程度与所需物质性质之间的关系。本书特别对“时钟漂移”效应在虫洞两端的相对论性分析进行了详尽的数值模拟对比。第四部分：量子引力与超光速理论的统一尝试认识到经典广义相对论在描述极端时空结构时的不足，本书将讨论延伸至尝试将量子效应纳入超光速模型中。 1. 霍金辐射与信息悖论：讨论了在曲速气泡边界和虫洞视界附近产生的强引力场可能诱发的量子效应。分析了信息在穿越超光速结构时可能遇到的信息丢失或信息反向传播的理论难题。 2. 弦论与M理论的潜在映射：探讨了高维理论（如Kaluza-Klein理论或M理论）中是否存在额外的紧致化维度，这些维度是否能够提供一个“捷径”，使得四维时空中的旅行者能够通过高维“隧道”实现有效超光速。第五部分：时空操控的数学工具与数值模拟本部分是实践导向的，专注于计算物理学和数值相对论（Numerical Relativity）在验证这些理论中的应用。 1. 规范场理论的应用：尝试使用规范场理论的语言来描述时空的局部结构变化，而非完全依赖传统的度规张量变化。 2. 高精度数值求解：展示了用于求解非线性场方程的有限元分析方法，特别是如何处理极端边界条件（如曲速场的“墙”）。书中包含了若干关键的数值结果，用于评估维持一个稳定、可控的FTL场所需的能量规模与空间梯度。第六部分：时间旅行的相对论性限制与因果结构保护任何对时空几何进行如此剧烈操作的理论都不可避免地面临时间旅行的推论。本书对这一问题进行了负责任的探讨。 1. 封闭类时曲线（CTCs）：分析了曲速场或某些虫洞配置如何自然地产生闭合类时曲线，即时间旅行的可能性。 2. 彭罗斯的因果保护猜想（Chronology Protection Conjecture）：详细阐述了罗杰·彭罗斯提出的，自然定律可能在物理上阻止CTCs形成的机制。本书通过分析量子场论中的真空涨落反馈，探讨了阻止时间机器实际构筑的潜在物理屏障。三、读者对象与学术价值本书面向高年级本科生、研究生、理论物理研究人员以及对先进宇宙学和相对论有浓厚兴趣的专业人士。它要求读者具备扎实的经典力学、电磁学基础，并对广义相对论的张量分析有深入理解。本书的学术价值在于，它不仅梳理了目前关于星际超光速旅行最尖端的理论模型，更重要的是，它以一种严格的、数学驱动的方式，量化了这些模型在物理实现上所面临的巨大障碍（如负能量需求和时空稳定性问题），为未来的理论物理研究指明了需要攻克的难关。它是一部严肃的、面向未来的理论物理教材，而非科幻畅想的通俗读物。