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出版者:CRC Pr I Llc

作者:HEINZ, NIEDRIG

出品人:

页数:950

译者:

出版时间:2001-7

价格:$ 220.29

装帧:HRD

isbn号码:9780849312038

丛书系列:

图书标签:

• 光学
• 波动
• 粒子
• 物理学
• 量子力学
• 电磁学
• 光子学
• 衍射
• 干涉
• 偏振

好的，这是一本名为《天体物理前沿：宇宙的宏大叙事与微观粒子的奥秘》的图书简介： 天体物理前沿：宇宙的宏大叙事与微观粒子的奥秘 作者： [此处留空，或填写虚构的知名天体物理学家姓名] 页数： 约 900 页 开本： 16 开 装帧： 精装，附彩插图与星图 定价： [此处留空，或填写一个合理的定价] --- 内容简介： 《天体物理前沿：宇宙的宏大叙事与微观粒子的奥秘》是一部旨在引领读者深入探索现代天体物理学最激动人心、最具挑战性的领域的前沿专著。本书全面覆盖了从宇宙学基础到粒子天体物理的广阔疆域，以严谨的理论基础和丰富的观测证据为支撑，力求描绘出一幅清晰而深刻的宇宙演化图景。 本书的核心目标在于搭建一座沟通经典物理学与当代宇宙学、高能天体物理之间的桥梁，特别是聚焦于那些尚无定论、充满争议，但潜力巨大的研究方向。我们不满足于对已知现象的简单陈述，而是深入探讨支撑当前理论框架的数学模型、观测技术以及未解之谜。 第一部分：宇宙学基石与暗物质的追寻（The Foundations of Cosmology and the Hunt for Dark Matter） 本部分从爱因斯坦的广义相对论在宇宙学尺度上的应用入手，详细阐述了弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克（FLRW）度规的推导及其对宇宙膨胀的描述。重点分析了标准$Lambda$CDM 模型——该模型如何解释宇宙微波背景（CMB）的各项异性、大尺度结构的形成，以及重子声学振荡（BAO）数据如何限制宇宙的几何形状和哈勃常数。 随后，本书将大量篇幅用于讨论宇宙学中的两大核心难题：暗物质和暗能量。 暗物质的粒子性质与分布： 我们详尽回顾了验证暗物质存在的间接（如星系旋转曲线、引力透镜）和直接证据。在理论部分，本书深入剖析了弱相互作用重粒子（WIMPs）、轴子（Axions）等主流候选理论的物理机制，并评估了地下直接探测实验（如 XENON, LZ）的最新灵敏度限制。特别地，本书对“温和星系形成理论”与“冷暗物质模型”的数值模拟结果进行了细致的比较分析，探讨了在矮星系尺度上观察到的“核心-裁切”问题对现有模型的挑战。 暗能量的本质与未来： 本部分将暗能量视为驱动宇宙加速膨胀的神秘力量，重点讨论了它与宇宙学常数（真空能）之间的差异。我们评估了托森（Supernova Type Ia）、宇宙学模拟和激光干涉仪（如 LISA）对暗能量状态方程 $w(z)$ 的约束能力。此外，本书还探讨了修改引力理论（如 $f(R)$ 引力）作为替代暗能量的潜力，并对比了这些模型在早期宇宙暴胀阶段和晚期宇宙演化中的表现差异。 第二部分：极端天体物理与高能辐射源（Extreme Astrophysics and Sources of High-Energy Radiation） 这部分将目光投向宇宙中能量密度最高、物理环境最极端的区域。 黑洞的形成、合并与视界面动力学： 本章不再局限于史瓦西和克尔度规的经典描述，而是转向了霍金辐射的半经典理论，并探讨了信息悖论的现代尝试性解决途径。重点分析了引力波天文学（LIGO/Virgo/KAGRA）对双黑洞和黑洞-中子星合并事件的探测成果，以及这些观测如何精确检验广义相对论在强引力场下的有效性。我们详细解析了视界面内部物质的潮汐瓦解过程和相对论性喷流的形成机制。 中子星、脉冲星与奇异物质： 对中子星的内部结构进行了深入的探讨，包括超核物质（Hyperons）、夸克物质（Quark Matter）等奇异物质状态的物态方程（EoS）的构建与限制。通过对毫秒脉冲星的精确计时数据分析，展示了它们作为宇宙尺度的“原子钟”如何探测引力波背景以及检验基本物理常数的稳定性。 活动星系核（AGN）与喷流物理： 本章着重于超大质量黑洞的吸积盘物理及其驱动的相对论性喷流。分析了多波段观测数据（从射电波到伽马射线）如何构建出统一的 AGN 辐射模型，特别是对耀变体（Blazars）的时间变率和光谱演化的建模。 第三部分：粒子输运、宇宙射线与起源（Particle Transport, Cosmic Rays, and Their Origin） 本书的最后部分聚焦于在星际和星系际空间中传播的带电粒子和高能光子。 宇宙射线的谱学分析与加速机制： 详细阐述了宇宙射线（CRs）的能谱特征，包括“膝盖”、“拐角”和“脚跟”等特征点，以及这些特征如何指向不同的银河系内加速源（如超新星遗迹 SNR 激波）。我们评估了费米加速机制（Fermi Acceleration）在不同物理条件下的效率，并讨论了银河系外超高能宇宙射线（UHECRs）的潜在来源，如活跃星系核或引力波事件。 中微子天文学的兴起： 本部分将中微子视为探索宇宙“黑暗面”的理想探针。深度分析了 IceCube 等实验对高能天体物理中微子（如 Blazar TXS 0506+056）的成功探测，并探讨了中微子与宇宙射线源的关联性。本书详尽讨论了中微子如何在传播过程中发生味振荡（Flavor Oscillation），以及这些振荡如何揭示了中微子质量的层级结构。 宇宙背景场的相互作用： 探讨了高能粒子在传播过程中与宇宙背景场（如星际介质中的电磁场、宇宙微波背景）的相互作用，包括光子-光子对产生、电子-正电子对产生过程，以及对高能宇宙射线极限的约束。 读者定位与特色： 本书面向具有扎实物理学基础的研究生、博士后研究人员以及资深天文学爱好者。它避免了过多简化处理，力求在概念介绍后迅速深入到前沿的数学建模和数据分析层面。全书配有大量定制的图表、流程图和关键公式的详细推导，旨在成为一本兼具理论深度与实践指导意义的参考书。它不着眼于已解决的问题，而是聚焦于驱动下一代观测和理论突破的关键领域。

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