Earth's Deep Water Cycle pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Amer Geophysical Union

作者:Jacobsen, Steven D. (EDT)/ Lee, Suzan Frederike Maria Van Der (EDT)

出品人:

页数:314

译者:

出版时间:

价格:1325.75元

装帧:HRD

isbn号码:9780875904337

丛书系列:

图书标签:

• 地球水循环
• 深海
• 水文循环
• 地质学
• 海洋学
• 气候变化
• 地球科学
• 水资源
• 地下水
• 地球物理学

《星尘的低语：宇宙的起源与演化》 内容简介 本书深入探讨了宇宙自大爆炸以来的宏大叙事，从最微小、最炽热的奇点，追溯至当前广袤无垠、结构复杂的星系网络。我们摒弃了将宇宙视为一个静止背景的传统观念，转而将其描绘为一个充满动态、能量转换与物质重组的永恒剧场。 第一部分：虚空的诞生与暴胀的瞬间 故事始于一个难以想象的开端——普朗克时期。我们细致地剖析了现代物理学对这个“零点”的推测，包括量子引力效应如何主导了物质与时空的最初形态。紧接着，我们详细阐述了暴胀理论，这是解决宇宙学视界问题和均匀性问题的关键。通过引入标量场（Inflaton field）的概念，我们描绘了宇宙在极短时间内经历的指数级膨胀，正是这次暴胀，播下了后来所有结构形成的种子——量子涨落。 我们不会回避早期宇宙的复杂性，例如磁单极子的遗留问题，以及暴胀结束后，能量如何转化为夸克-胶子等离子体，为后续的粒子物理学奠定基础。本部分重点在于重建那个瞬间的物理定律，即我们在极端能量下如何理解四种基本力的统一与分离。 第二部分：物质的铸造——从夸克到原子核 宇宙冷却下来，温度下降到足以允许物质形态发生根本性转变。本书详细描述了夸克禁闭（Quark Confinement）的过程，即自由夸克如何组装成质子和中子。我们深入探讨了强核力的作用机制，解释了为什么质子和中子具有如此稳定的质量和结构。 随后，我们将视角转向了太初核合成（Big Bang Nucleosynthesis, BBN）。这是宇宙演化史上至关重要的“炼金术”阶段。在BBN的短短几分钟内，宇宙的温度和密度恰好允许氘、氦-3、氦-4以及微量的锂形成。我们不仅描述了这些反应的链式过程，还利用当前观测到的轻元素丰度，反过来验证了标准宇宙学模型（ΛCDM）的精确性。本书特别关注了BBN中尚未完全解决的谜团，比如氘的精确观测值与模型预测之间的微小偏差，它可能暗示着尚未发现的新物理学。 第三部分：黑暗时代的帷幕与光明的降临 核合成结束后，宇宙进入了一个漫长而宁静的“黑暗时代”。在接下来的三十八万年里，宇宙主要由中性氢和氦原子构成的等离子体组成。光子不断地与电子散射，使得宇宙变得不透明。 转折点在于复合（Recombination）时期。当温度降至约3000开尔文时，电子终于被原子核捕获，形成了中性的原子。这一事件使得光子得以自由传播，形成了我们今天观测到的宇宙微波背景辐射（CMB）。本书不仅详细分析了CMB的偶极子各向异性、温度波动图谱，更着重解读了托马斯-费尔金森效应（Integrated Sachs-Wolfe effect）和重力透镜效应在CMB中留下的印记，这些印记是早期宇宙物质分布的直接快照。 第四部分：结构形成的引力驱动 黑暗时代并非真正的“空无一物”。弥漫在宇宙中的暗物质，以其无形的引力塑形，开始在密度略高的区域聚集。我们探讨了冷暗物质（CDM）模型如何通过层级式吸积（Hierarchical Accretion）的方式，在引力作用下坍缩成最初的“暗物质晕”。 本书详细描绘了第一代恒星（Population III Stars）的诞生。这些恒星由近乎纯粹的氢和氦组成，它们的巨大质量和极高温度导致了它们以超新星爆发的方式剧烈终结。这些爆发不仅将重元素（碳、氧、铁等）播撒到宇宙空间，更重要的是，它们通过电离辐射“点燃”了周围的中性气体，结束了黑暗时代，开启了宇宙的再电离时期。再电离的过程是一个复杂、不均匀的“清理”过程，我们研究了类星体和早期星系如何逐步将宇宙重新加热和电离。 第五部分：星系的演化与宇宙网的编织 随着时间的推移，较小的结构不断合并、吞噬，形成了今天我们所见的宏大宇宙结构——宇宙网（Cosmic Web）。本书深入分析了星系形成和演化的驱动力。我们不再将星系视为孤立的实体，而是将其置于一个由数百万光年长的纤维（Filaments）、空洞（Voids）和巨大星系团（Clusters）构成的三维网络中进行考察。 我们探讨了星系合并的动力学过程，即星系如何通过引力潮汐、气体冷却和恒星形成速率的反馈机制，从矮星系成长为巨型椭圆星系或螺旋星系。特别地，我们详细研究了星系中心超大质量黑洞（SMBHs）的角色。这些黑洞通过吸积物质释放出巨大的能量（活动星系核，AGN），这种反馈机制被认为是调节宿主星系恒星形成速率、防止其“过热”的关键因素。 第六部分：暗能量与宇宙的终极命运 本书的后半部分将目光投向了近百亿年的演化以及未来的可能性。我们详细梳理了发现宇宙加速膨胀的观测证据（Ia型超新星、CMB和BAO），并引入了暗能量的概念——一种驱动宇宙膨胀的神秘斥力。 我们比较了主要的暗能量模型，如宇宙学常数（Λ）、昆虫学（Quintessence）模型以及更具推测性的修改引力理论（Modified Gravity）。本书着重分析了暗能量密度随时间的变化，以及它如何最终超越了物质和辐射的引力效应，成为宇宙演化的主导力量。 最后，我们展望了宇宙的终极命运：如果暗能量保持恒定（ΛCDM模型），宇宙将走向“大冻结”（Heat Death），星系彼此远离，恒星耗尽燃料，最终只剩下稀薄的粒子和黑洞的蒸发（霍金辐射）；如果暗能量增强，则可能导向“大撕裂”（Big Rip）；如果暗能量减弱或反转，则可能导致“大挤压”（Big Crunch）。本书以这些宏大的、跨越时间尺度的猜想作结，提醒读者，我们对宇宙的理解仍处于一个不断修正和拓展的阶段。

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