天体物理方法

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出版者:科学出版社
作者:基钦
出品人:
页数:401
译者:
出版时间:2009-7
价格:88.00元
装帧:平装
isbn号码:9787030233509
丛书系列:
图书标签:
  • 天文
  • 物理
  • 天体物理
  • 科学
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具体描述

《天体物理方法(原书第4版)》共5章24节,涵盖了全部电磁波谱、宇宙线、中微子和引力波等各类信息源的探测技术、成像技术和数据处理技术,提供了对现代天文学与天体物理学所用设备与方法的全面而准确的理解。许多新的设备和方法是第一次论述,并且删除了一些专业和业余天文学家多年不用的内容(除“照相乳胶”外)。《天体物理方法(原书第4版)》以“探测—成像—辅助设备”的模式为主线,整合了一批曾有分歧的观测方法,给读者提供了一个当代天体物理研究的统一视角。每一种方法的解释都从基本原理出发,并附有插图,力图能对读者的实际工作有所帮助。每章都提供了附有答案的习题来增强概念理解。最后一章新增了网站、虚拟天文台和在线资源等内容。

《天体物理方法(原书第4版)》可供天体物理专业及相关专业的科研工作者和研究生参考,也可供天文爱好者参考。

《遥远星辰的低语:现代天文学的观测与理论前沿》 导言:仰望星空,叩问宇宙的起源与命运 自古以来,人类对头顶那片浩瀚夜空的探索从未停歇。从肉眼可见的行星轨迹,到如今利用尖端科技捕捉到的宇宙微波背景辐射,天文学已发展成为一门集物理学、数学、计算机科学于一体的综合性前沿学科。本书《遥远星辰的低语:现代天文学的观测与理论前沿》旨在为读者提供一个全面而深入的视角,审视当代天文学最激动人心的研究领域、最核心的观测手段,以及支撑这些发现的理论框架。我们不会侧重于特定(例如“天体物理方法”)的计算或分析技术本身,而是聚焦于这些技术所揭示的宇宙图景及其背后的物理学原理。 第一部分:穿透迷雾——现代天文学的观测利器 天文学的进步,本质上是观测能力的飞跃。本部分将详细介绍支撑现代天文学研究的几大观测窗口及其代表性仪器,重点在于这些仪器如何突破电磁波谱的限制,为我们提供了前所未有的宇宙信息。 1. 电磁波谱的全面猎捕:从射电到伽马射线 可见光仅是宇宙信息的一小部分。本书将深入探讨射电天文学如何揭示星系形成初期的氢原子信号,以及脉冲星的精确计时机制。接着,我们将跨越红外波段,探索尘埃云中恒星诞生的隐秘过程,以及詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)在红移星系观测上的革命性贡献。光学望远镜阵列的自适应光学技术如何校正大气扰动,使得地面观测能够逼近空间望远镜的清晰度,也将作为重点讨论对象。最后,高能天文学,即X射线和伽马射线观测,将引导我们进入黑洞吸积盘、超新星遗迹和活动星系核(AGN)的极端物理环境,理解宇宙中最具破坏性的事件。 2. 宇宙信使的引入:引力波天文学的黎明 引力波的直接探测,标志着人类进入了“多信使天文学”时代。我们将详细剖析激光干涉引力波天文台(LIGO/Virgo/KAGRA)的工作原理,解释它们如何捕捉到双黑洞并合、双中子星并合等极端事件发出的时空涟漪。引力波信号本身携带了关于源头质量、自旋和并合动力学的直接信息,这些信息是电磁观测无法完全获取的。我们也将探讨未来太空引力波探测器(如LISA)的规划,它们将把观测范围扩展到超大质量黑洞的合并过程。 3. 幽灵粒子与中微子:揭示太阳内部与宇宙射线源 中微子作为几乎不与物质发生相互作用的粒子,是研究太阳核心核聚变过程的“无损探针”。本书将介绍冰立方(IceCube)等深层探测器如何捕获来自银河系外的高能中微子,将它们与伽马射线暴等现象进行关联。这种中微子天文学正为我们重建宇宙中极端加速场的物理模型提供关键证据。 第二部分:物质的演化——从恒星到星系团 在掌握了观测工具后,本书将聚焦于宇宙结构和物质演化的宏大叙事,探讨当前研究的热点和未解之谜。 1. 恒星的生与死:核合成与死亡轨迹 恒星是宇宙中制造重元素的熔炉。我们将深入探讨主序星的能量来源——质子-质子链和CNO循环,以及它们生命末期,特别是大质量恒星如何通过壳层燃烧形成铁核。重点内容包括对不同类型超新星(Ia型、II型)的分类、它们的能源机制,以及它们在宇宙化学演化中的作用。此外,白矮星的质量极限(钱德拉塞卡极限)与热核爆炸的联系也将被详细阐述。 2. 星系的形成与演化:结构形成与反馈机制 星系并非孤立存在,而是宇宙网中的节点。本书将追溯早期宇宙中原初密度涨落如何通过暗物质晕的引力坍缩,形成第一批恒星和矮星系。接着,我们将探讨星系合并、星系际介质(IGM)的加热与冷却过程,以及恒星形成活动如何被星系中心超大质量黑洞的喷流(AGN反馈)所抑制或触发。读者将了解到如何利用星系光谱学分析星系的气体金属丰度、动力学结构以及星系形态(旋涡、椭圆、不规则星系)的演化路径。 3. 暗物质与暗能量:宇宙学的两大支柱 现代宇宙学模型(ΛCDM模型)的基石是暗物质和暗能量。我们将探讨支持暗物质存在的间接证据,包括星系旋转曲线、引力透镜效应(强透镜与弱透镜)的测量。关于暗能量,我们将考察标准宇宙学模型对宇宙膨胀历史的描述,特别是利用Ia型超新星作为标准烛光如何揭示了宇宙加速膨胀的发现,并讨论当前试图探测暗能量性质的观测方案。 第三部分:超越极限——极端物理与前沿领域 本书的最后部分将触及那些挑战我们现有物理学理解的领域。 1. 黑洞的边界与信息悖论 黑洞,作为时空曲率的终极体现,是检验广义相对论的天然实验室。我们将探讨事件视界、史瓦西半径的概念,以及通过吸积盘X射线发射和引力波观测对黑洞质量和自旋的精确测量。围绕霍金辐射和黑洞信息悖论的理论辩论,展示了量子力学与广义相对论在极端条件下遭遇的深刻矛盾。 2. 早期宇宙的快照:宇宙微波背景(CMB) CMB是宇宙“婴儿期”留下的热辐射。我们将分析COBE、WMAP和Planck等卫星对CMB温度和偏振的精密测量结果,理解其各向异性(涨落)如何编码了早期宇宙的物理参数,如物质密度、曲率,以及暴胀(Inflation)理论的潜在迹象。 结论:持续的探索与未知的疆界 天文学是一个充满活力的领域,新的发现不断颠覆既有的认知。本书所介绍的观测技术和理论框架,是人类理解自身在宇宙中位置的最新成就。然而,从暗物质的本质到宇宙的最终命运,依然存在着巨大的未知。未来的观测将聚焦于更精细的测量、更广阔的视野,以及对引力、量子理论的统一性探索。 本书旨在激发读者对宇宙的无限好奇心,并展示现代科学如何系统地、以严谨的物理学为基础,去解读那来自遥远星辰的、永恒的低语。

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读后感

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用户评价

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我通常对这类“方法论”的书籍抱持一种审慎的态度,因为它们往往容易落入枯燥乏味的泥沼,充斥着抽象的概念和晦涩的推导。然而,《天体物理方法》却给我带来了意料之外的惊喜。作者并非简单地罗列各种天体物理学的研究手段,而是将这些方法置于具体的科学问题之下,通过一系列引人入胜的案例,展示了它们是如何被用来揭示宇宙奥秘的。书中对于探测暗物质和暗能量的部分,我读得尤为投入。我一直对这些“看不见”的物质感到好奇,书中不仅介绍了科学家们是如何设计实验来间接探测它们,比如通过引力透镜效应和宇宙大尺度结构的观测,还深入剖析了这些观测结果背后的物理原理。我特别喜欢作者对一些经典实验的详细解读,比如对宇宙微波背景辐射的观测,以及对超新星爆发数据的分析。这些分析让我看到了科学家们如何将理论模型与实际观测数据相结合,如何不断修正和完善我们的宇宙模型。书中的逻辑结构非常清晰,每一种方法都围绕着一个核心问题展开,层层递进,让读者能够清晰地把握其研究思路和应用范围。读完这部分,我不再觉得暗物质和暗能量是遥不可及的概念,而是通过一系列严谨的科学方法,逐渐被我们所认识的真实存在。

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这本书最打动我的地方,在于它让我体会到了“仰望星空”的真正含义。它不仅仅是抬头看月亮、看星星,而是通过一套严谨的科学方法,去理解和认识我们所处的这个浩瀚宇宙。《天体物理方法》中关于高能天体物理的章节,让我感到无比震撼。我从未想过,宇宙中竟然存在着如此极端的天体和现象,例如脉冲星、伽马射线暴以及活动星系核。作者以一种非常引人入胜的方式,介绍了科学家们如何通过观测这些极端现象发出的高能辐射,来揭示宇宙的极端物理过程。我尤其被书中对伽马射线暴的讲解所吸引,这种宇宙中最剧烈的爆炸之一,能够瞬间释放出巨大的能量,其亮度甚至超过了整个星系。科学家们是如何探测到如此短暂而又遥远的信号,又是如何分析这些信号来推断其起源和性质的,这让我感到非常不可思议。读完这部分,我仿佛看到了一个更加宏伟、更加充满活力的宇宙,它充满了未知和挑战,也充满了无限的可能。

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《天体物理方法》这本书,就像一本通往宇宙深处的手绘地图,它不仅标出了重要的“景点”,更重要的是,它细致地描绘了到达这些景点的“路径”。我对书中关于恒星演化的章节尤其着迷。我一直对恒星的生老病死感到好奇,它们是如何诞生,又是如何走向终结的。这本书以一种非常清晰的方式,解释了恒星内部的核聚变过程,以及恒星质量如何决定其演化路径。从年轻的蓝巨星到年老的红矮星,再到最终的白矮星、中子星甚至黑洞,作者将这些过程描绘得栩栩如生。我特别欣赏书中对超新星爆发的讲解,这种宇宙中最壮观的事件之一,是如何将恒星内部合成的重元素抛洒到宇宙空间,为新一代恒星和行星的形成提供物质基础。这种物质循环和更新的过程,让我对生命的起源和宇宙的演化有了更深刻的理解。书中还介绍了如何通过观测恒星的光变曲线来推断其内部结构和活动,这让我意识到,即使是遥远的恒星,也并非一成不变,而是充满着动态的变化。

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这本书给我最深刻的感受,是它揭示了天体物理学研究的“侦探”本质。科学家们就像宇宙的侦探,通过收集各种“线索”,分析“证据”,最终推断出事件的真相。《天体物理方法》正是为我们展示了这些“侦探工具”和“侦探技巧”。书中对宇宙膨胀速度的测量,我读得津津有味。作者并没有直接给出一个固定的数值,而是详细介绍了哈勃如何通过测量星系距离和红移来推断宇宙正在膨胀,以及后来科学家们如何不断改进测量方法,使得这个数值越来越精确。我尤其被书中对“标准烛光”概念的解释所吸引,例如Ia型超新星,它们就像宇宙中的“标准灯泡”,通过测量它们的亮度,我们就能估算出它们与我们的距离。这种巧妙的测量原理,让我感到天体物理学家的智慧和创造力。书中还提到了宇宙加速膨胀的发现,以及暗能量的存在,这更是将宇宙的奥秘推向了一个新的高度。读完这部分,我感觉自己仿佛也参与了一场伟大的宇宙探索,为人类不断拓展对宇宙的认识而感到自豪。

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我原本以为,《天体物理方法》这本书会是一本冰冷、严谨的学术专著,但实际阅读体验却完全不同。它充满了作者对宇宙的热情和对知识的探索精神,并将这种热情巧妙地传递给了读者。书中关于星系形成和演化的部分,尤其让我着迷。我一直对宇宙中那些宏伟的星系结构感到敬畏,但却不知道它们是如何形成的。作者以一种非常直观的方式,解释了引力在星系形成中的作用,以及星系之间的碰撞和合并如何影响它们的形态和演化。书中对不同类型星系的分类和特征的介绍,也让我受益匪浅,例如旋涡星系、椭圆星系以及不规则星系。我尤其欣赏作者对宇宙大尺度结构的讲解,那些由星系组成的“宇宙网”,让我对宇宙的宏观景象有了全新的认识。它不再是零散的点,而是相互连接、相互作用的庞大结构。读完这部分,我仿佛能够“看到”宇宙的壮丽画卷,感受到其中蕴含的强大力量。

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读《天体物理方法》这本书,最让我感到惊喜的是,它让我看到了科学是如何一步步地“逼近”真相的。它并非给出最终的、完美的答案,而是展示了科学家们如何不断地提出问题、设计实验、分析数据,并在这个过程中不断修正和完善我们的认知。《天体物理方法》中关于宇宙学常数和宇宙膨胀历史的探讨,让我印象尤为深刻。我一直对宇宙的未来感到好奇,它会永远膨胀下去吗?还是会收缩?作者通过对宇宙学常数的测量,以及对不同宇宙模型的研究,详细阐述了科学家们如何一步步地揭示宇宙膨胀加速的奥秘,以及暗能量在其中扮演的关键角色。这种基于观测和理论的严谨推导过程,让我对科学的严谨性有了更深的敬意。书中还提到了宇宙学研究中的一些未解之谜,例如暗物质的本质、宇宙起源的奇点问题等等,这些都激发了我进一步探索的兴趣,让我意识到,科学的道路是永无止境的。

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这本书简直像打开了我认识宇宙的一扇全新的窗户,以一种我从未想过的方式,将那些遥不可及的天体现象拉近了距离。我一直对夜空中闪烁的星辰、浩瀚的星系以及宇宙深处的奥秘充满好奇,但总觉得那些复杂的理论和公式是高高在上的,可望而不可即。然而,《天体物理方法》这本书,就像一位循循善诱的向导,用一种既严谨又充满魅力的语言,一步步引导我深入探索。它没有直接给我一堆冰冷的定义和数学公式,而是从最基本的概念入手,比如光是如何传播的,我们如何通过观测光来了解天体的性质。书中关于光谱分析的讲解尤为精彩,我一直以为光谱只是简单的颜色条,但作者却巧妙地将其与恒星的温度、化学成分甚至运动状态联系起来,让我恍然大悟,原来每一束光都蕴含着如此丰富的信息。更让我着迷的是,作者在解释一些复杂的天体物理现象时,总是能巧妙地运用生活中的类比,比如用声音的 Doppler 效应来解释红移和蓝移,这让我这种非专业人士也能轻松理解。这本书让我不再惧怕那些晦涩的术语,而是开始享受理解它们的过程,感觉自己就像一个初次接触科学的孩子,对一切都充满了惊奇和探索的欲望。它不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的启迪,让我开始用更宏观、更科学的视角去审视我们身处的宇宙。

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我承认,在翻开《天体物理方法》之前,我对“天体物理”这个词的第一印象是“遥远”、“抽象”和“难以理解”。然而,这本书彻底颠覆了我的认知。它以一种非常接地气的方式,将那些高深的物理原理和观测方法,转化为一个个生动的故事和清晰的解释。我尤其对书中关于行星形成和演化的部分印象深刻。作者没有直接给出复杂的模型,而是从我们熟悉的太阳系出发,讲解了行星形成的“吸积盘”理论,以及恒星周围的尘埃和气体是如何逐渐聚集,最终形成行星的。我从未想过,我们脚下的这片土地,曾经也经历过如此波澜壮阔的形成过程。书中还介绍了如何通过观测系外行星的凌星现象和径向速度法来发现和研究它们,这让我感到非常惊奇,原来我们已经能够“看到”并研究其他恒星周围的行星了。作者对不同探测方法的原理以及它们各自的优缺点进行了细致的分析,这让我能够更好地理解科学家们是如何在有限的观测条件下,获取尽可能多的信息。

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作为一名对宇宙充满好奇但专业背景有限的读者,我一直渴望找到一本能够系统性地介绍天体物理学研究方法,又不会让我望而却步的书籍。《天体物理方法》恰好满足了我的这一需求,而且远超我的预期。它不仅仅是一本“方法介绍”,更像是一场引人入胜的宇宙探索之旅。书中关于测量恒星距离的章节,我印象深刻。作者没有直接抛出各种复杂的距离测量公式,而是从最直观的视差法开始,一步步深入到更复杂的造父变星周期-光度关系,再到标准烛光的概念。这种循序渐进的讲解方式,让我这个非专业人士也能轻松理解这些看似高深莫测的测量原理。更难得的是,作者在讲解每一种方法时,都会结合历史上的重要发现和关键人物,让整个过程充满了人文色彩,也让我看到了科学发展并非一蹴而就,而是无数科学家不懈努力和智慧的结晶。我特别欣赏书中对不同测量方法的优缺点以及适用范围的对比分析,这让我能够更全面地理解每一种方法的局限性和优势。读完这部分,我对宇宙的尺度有了更清晰的认识,不再觉得它只是一个模糊的概念,而是由一系列精密的测量手段勾勒出的真实画卷。

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《天体物理方法》这本书,最让我觉得震撼的,莫过于它所展现的科学家们如何通过“无中生有”,或者说,通过极其间接的手段来窥探宇宙深处的秘密。我一直对黑洞这一天体充满了神秘感,因为它自身不发光,我们似乎无法直接“看到”它。然而,这本书却以一种极其巧妙的方式,解释了科学家们是如何通过观测黑洞对周围物质产生的影响来“捕捉”到它的存在的。书中关于黑洞吸积盘的形成和辐射的讲解,让我大开眼界。作者通过对X射线辐射的分析,以及引力波探测的最新进展,详细阐述了我们是如何间接证明黑洞的存在,并研究其性质的。我特别喜欢作者对事件视界望远镜(EHT)项目的介绍,这个项目将全球的射电望远镜连接起来,形成了一个巨大的虚拟望远镜,成功地拍摄到了黑洞的“照片”。这种跨越国界、汇聚顶尖科技的合作,以及由此取得的突破性成果,让我感到无比兴奋和鼓舞。它不仅仅是科学的胜利,更是人类智慧和协作精神的体现。

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博大宽广,温柔治愈

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其实09年的时候在系图就看过这本书 而且记得借了很长时间 做了大量的笔记 现在把这本书作为大学天文实测部分的参考 感觉内容还是比较好的 经过修剪几乎可以完全介绍给本科生

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专业度很高

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很全面

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博大宽广,温柔治愈

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