Matter and Motion pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Prometheus Books

作者:Maxwell, James Clerk

出品人:

页数:163

译者:

出版时间:2002-12

价格:$ 21.45

装帧:Pap

isbn号码:9781573929899

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 运动学
• 动力学
• 物质
• 经典力学
• 牛顿力学
• 科学
• 教育
• 物理
• 自然科学

好的，以下是一本名为《宇宙的织锦：从量子泡沫到星系结构》的图书简介，其内容完全不涉及“Matter and Motion”这一主题： --- 宇宙的织锦：从量子泡沫到星系结构 作者： [在此处填写一个虚构的著名天体物理学家或宇宙学家姓名，例如：埃莉诺·范德比尔特 博士] 出版社： [虚构出版社名称，例如：星穹文理出版社] 导言：在无垠的寂静中倾听回响 我们所栖居的宇宙，是一个由光、时间、空间和无数未解之谜交织而成的宏伟剧场。人类的目光从未如此深远地探入宇宙的黑暗腹地，但每当我们抵达一个边界，新的、更深邃的谜团便在视野中展开。 《宇宙的织锦：从量子泡沫到星系结构》并非一本关于构成物质的基本粒子或惯性定律的教科书。相反，它是一次跨越时间尺度的史诗之旅，探索宇宙的宏大叙事——从它诞生之初的极度炽热与致密，到如今星系团如巨大纤维般编织而成的复杂网络。本书旨在向广大学者、爱好者以及所有对头顶星空怀有敬畏之心的人，清晰阐释当代宇宙学最前沿的发现、最激烈的争论，以及我们理解“起源”与“命运”的当前框架。 我们将聚焦于宇宙的结构形成、演化动力学以及其根本的几何属性，以此揭示宇宙是如何从一个几乎均匀的初始状态，耗费近138亿年，演化成今日所见的壮丽景观。 --- 第一部分：宇宙的黎明与光线的印记 第一章：热寂之初——暴胀时代的残影 本书伊始，我们将重访宇宙大爆炸的“创世瞬间”。但这并非传统的奇点叙事，而是深入探究暴胀理论（Inflationary Cosmology）。我们详细分析了暴胀如何解决了视界问题和磁单极子问题，并着重探讨了暴胀期间产生的量子涨落。这些微小的时空涟漪，正是后来宇宙中一切结构的“种子”。本书利用先进的数学模型，推导了这些初始扰动在暴胀结束后如何转化为我们今天观测到的密度波动谱的精确形式。 第二章：光子的囚徒——复合期与宇宙微波背景（CMB）的秘密 暴胀结束后，宇宙进入了辐射主导的早期阶段。我们追溯了等离子体如何冷却，电子与原子核如何结合形成中性原子（复合期，Recombination Epoch）。 本章的核心在于对宇宙微波背景（CMB）的深入剖析。我们不仅回顾了COBE、WMAP和Planck卫星的里程碑式观测，更着重于解析CMB图谱中各个“声音模式”（Acoustic Peaks）的物理意义。这些峰值的精确高度和位置，为我们提供了关于宇宙物质密度、曲率以及暗能量比例的决定性证据。我们将详细阐述，如何通过分析这些微小的温度差异（$Delta T / T$），重建出宇宙早期的密度波动的精确频谱指数。 第三章：黑暗时代的徘徊与第一批恒星的诞生 在复合期之后，宇宙进入了一个漫长、寒冷、没有可见光源的“黑暗时代”。原子（主要是氢和氦）充满了空间，但还没有恒星点亮夜空。 本书详细讨论了暗物质在结构形成中的关键作用——冷暗物质（CDM）模型。我们探讨了暗物质晕（Dark Matter Halos）如何充当引力支架，捕获早期物质。随后，我们将聚焦于第一代恒星（Population III Stars）的形成机制。这些质量巨大、寿命短暂、不含重元素的“原始恒星”，它们的死亡事件（超新星爆发）是宇宙化学元素演化的转折点，为后续更复杂的结构奠定了基础。 --- 第二部分：结构形成的动力学与引力透镜效应 第四章：从涨落到丝状结构——数值模拟的胜利 宇宙的演化是一场与引力的长期角力。本部分重点分析了从微小的密度涨落（CMB所示）到如今宏伟的星系网络（Cosmic Web）的演化过程。 我们详细介绍了N体模拟（N-body Simulations）在理解宇宙结构形成中的核心地位。通过分析诸如Millennium Simulation和IllustrisTNG等标志性模拟项目的结果，我们揭示了宇宙结构如何通过“自上而下”（Top-Down）的合并过程，形成由空洞（Voids）、长城（Walls）和纤维（Filaments）构成的三维网络。本书将精确地论述引力不稳定性和物质密度的非线性增长之间的复杂相互作用。 第五章：星系演化的熔炉——合并、反馈与形态决定论 星系并非孤立存在，而是不断地通过引力相互作用、吸积气体和合并而改变自身。本章深入探讨了星系的生命周期： 1. 星系合并（Mergers）： 解释了小星系并入大星系如何驱动椭圆星系的形成，以及“激进合并”对恒星形成率（SFR）的瞬时影响。 2. 恒星反馈（Stellar Feedback）： 探讨了超新星爆炸产生的巨大能量如何将气体驱逐出星系，从而调节（或关闭）星系的恒星形成过程，这对于解释矮星系和巨型星系中心的星系形成差异至关重要。 3. 活动星系核（AGN）反馈： 讨论了超大质量黑洞在其宿主星系中心扮演的“宇宙节温器”角色，它们如何通过喷流和辐射加热周围的气体，影响星系尺度的演化。 第六章：时空的扭曲——引力透镜技术与暗物质的侧写 要理解星系是如何聚集的，我们必须能够“看穿”它们。本章将详述引力透镜效应——爱因斯坦广义相对论的直接后果。 我们区分了强引力透镜（产生多个像、爱因斯坦环）和弱引力透镜（导致背景星系形态的微小、统计学上的形变）。本书详尽地展示了科学家如何利用这些扭曲的光线，绘制出星系团中不可见的暗物质分布图。通过对透镜信号的建模，我们可以量化星系团的质量分布，并验证CDM模型对暗物质团块的预测。 --- 第三部分：宇宙的几何、曲率与最终命运 第七章：宇宙学的参数——弗里德曼方程与标准模型（Lambda-CDM）的基石 本部分将转向描述宇宙作为一个整体的动力学。我们将从广义相对论出发，推导出弗里德曼方程，这是描述宇宙尺度因子随时间变化的动力学基础。 我们详细解析了 $Lambda$CDM 模型（包含暗能量和冷暗物质）的六个关键参数：哈勃常数（$H_0$）、宇宙年龄、物质密度参数（$Omega_m$）、暗能量密度参数（$Omega_{Lambda}$）等。本书将深入探讨当前宇宙学中$H_0$张力（Hubble Tension）——即基于早期宇宙CMB测量值与基于晚期宇宙距离阶梯测量的$H_0$值存在系统性差异——这一前沿难题对标准模型的潜在冲击。 第八章：暗能量的谜团——加速膨胀的驱动力 自1998年发现宇宙加速膨胀以来，暗能量已成为宇宙学中最神秘的组成部分。本书拒绝使用简单的“神秘能量”标签，而是深入分析了我们对暗能量的两种主要理论框架的探索： 1. 宇宙学常数 ($Lambda$)： 解释了其在场论中的起源，以及理论预测值与观测值之间巨大的“真空能灾难”。 2. 修正引力理论： 探讨了替代宇宙学常数的动态标量场模型（如Quintessence），以及这些模型如何影响结构的演化和增长因子。 第九章：视界之外与终极命运 宇宙的几何结构——它是平坦的、开放的还是封闭的——决定了它的最终命运。基于对CMB曲率参数的极高精度测量，我们确认宇宙在可观测尺度上是近似平坦的。 本书的最后一章将推演基于当前暗能量性质的几种可能未来： 大冻结（Big Freeze/Heat Death）： 如果暗能量保持为宇宙学常数，宇宙将无限加速膨胀，恒星燃尽，温度趋于绝对零度。 大撕裂（Big Rip）： 如果暗能量的性质随时间增强（$w < -1$，即“幻影能量”），膨胀力最终将撕裂星系、恒星乃至原子本身。 《宇宙的织锦》旨在为读者提供一个全面、深入且不留盲点的现代宇宙学图景，从第一缕光芒到结构形成的复杂动态，再到我们对宇宙终极几何与命运的推测。它描绘的不是构成宇宙的“材料”，而是宇宙的形态、演化和结构。 ---

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