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出版者:

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页数:109

译者:

出版时间:2009-7

价格:14.80元

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isbn号码:9787500786627

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探索宇宙的奥秘：《星际航行指南》 书籍简介： 《星际航行指南》并非一本简单的旅游手册，它是一部集前沿物理学、先进工程技术与深空生存哲学于一体的综合性巨著。本书旨在为那些怀揣着对浩瀚星空无限向往的探险家、理论物理爱好者，以及未来星际移民的先驱者，提供一套详尽、严谨且充满实践指导意义的知识体系。它将带领读者穿越已知的宇宙疆界，深入探讨那些支撑人类文明迈向多行星物种的关键性技术与理论。 第一部分：超越牛顿的疆界——相对论与量子引力初探 本部分聚焦于现代物理学最核心的挑战与突破。我们不会停留于教科书上对狭义和广义相对论的肤浅介绍，而是深入剖析爱因斯坦场方程的复杂解集，探讨黑洞视界内部的奇点理论与信息悖论的最新进展。 曲率驱动的理论基础： 详细阐述了“曲速引擎”（Alcubierre Drive）的数学模型，分析了实现负能量密度所需的奇异物质的特性与潜在的生成方法。书中对负质量的精确定义，以及如何利用其影响时空几何进行了深入的建模演示。 量子场论在深空中的应用： 探讨了极端环境下（如中子星表面或高能宇宙射线流中）量子场论的修正，特别是对真空能的计算方法。我们引入了“零点能提取”的理论框架，评估了其在为长途星际飞船提供基础能源上的可行性。 统一理论的幽灵： 虽然弦理论和圈量子引力仍处于争论之中，本书以批判性的视角审视了它们如何解释引力在普朗克尺度上的行为，并推测了在跨越星系团尺度进行导航时，何种引力模型将占据主导地位。 第二部分：铸造方舟——先进推进系统与能源革命 从化学火箭的时代早已远去，未来的远航依赖于能量效率的指数级提升。本章是全书的技术核心，详细描述了数种已被理论验证或正在原型测试中的推进技术。 核聚变与反物质的权衡： 对D-T（氘-氚）聚变、更清洁的p-B11（质子-硼11）聚变以及最终目标——可控反物质湮灭反应堆进行了详尽的效率、安全性和燃料获取难度的对比分析。我们提供了精确的推力输出与质量比计算公式。 光帆技术的极限： 探讨了激光推进系统（Beamed Energy Propulsion）的物理限制，包括光束的聚焦精度、星际尘埃对帆面的损伤评估，以及在数光年距离上保持有效推力的实时校准算法。 空间结构工程学： 深入研究了如何设计能承受极端加速度和长期辐射的船体结构。材料科学部分详细介绍了碳纳米管复合材料在抗疲劳性、自修复机制上的最新突破，以及磁流体动力学护盾（MHD Shielding）对宇宙射线和微流星体的偏转效率计算。 第三部分：生命的庇护所——生态维持与长期休眠 长途星际旅行的挑战不仅在于到达目的地，更在于如何保证船员在数十年甚至上百年的旅程中保持生理与心理的健康。 闭环生命支持系统（CELSS）： 详述了最高效的生物再生系统，包括藻类光合作用与微生物降解的耦合优化，以及对水循环、气体交换的冗余设计。书中包含了一套用于模拟船载生态系统长期稳定性的复杂动力学模型。 人工重力与生理适应： 分析了长期失重对骨骼密度、心血管系统的不可逆影响。本书详细比较了旋转式栖息地（Toroidal Habitats）与线性加速度驱动的重力模拟方案的优劣，并提供了人体在不同重力水平下肌肉萎缩的缓解方案。 低温休眠（Stasis）的伦理与技术： 这是一个极具争议但又不可或缺的技术。我们深入探讨了神经保护剂的开发，如何精确控制代谢率以避免细胞损伤，以及在苏醒过程中如何安全地逆转生理过程，避免“苏醒冲击综合征”。 第四部分：在星图之外——深空导航与系外行星宜居性评估 成功抵达目标星系后，导航与环境分析是决定任务成败的关键。 脉冲星计时阵列导航（PTAN）： 阐述了如何利用银河系中分布的脉冲星信号作为绝对参考系，进行高精度的星际定位，以克服传统惯性导航系统在长时间尺度上的漂移问题。 系外行星大气光谱学： 介绍了下一代空间望远镜对遥远行星大气进行生物信号（Biosignatures）和技术信号（Technosignatures）的探测方法。书中包含了对氧、甲烷、臭氧以及潜在的合成气体特征峰值的精确解读指南。 行星改造（Terraforming）的初步规划： 针对G型星系中潜在的“第二地球”，本书提出了分阶段的行星环境改造路线图，包括磁场重建的理论设想、大气层增压技术，以及对地表微生物群落的导入策略，旨在为后续的殖民行动提供科学的风险评估。 结语： 《星际航行指南》不是科幻小说，而是基于当前最尖端、最前沿的科学预测与工程学原理所构建的未来蓝图。它要求读者具备扎实的数学和物理基础，它挑战的不是读者的想象力，而是其对极限科学的理解深度。翻开此书，便如同接过了一张通往未知宇宙的、需要智慧才能解读的航海图。

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