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出版者:

作者:Shaskan, Tricia Speed/ Aboff, Marcie

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:

价格:$ 16.89

装帧:

isbn号码:9781404856110

丛书系列:

图书标签:

• 数学
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探索宇宙的奥秘：宇宙学前沿 一本带领读者穿越时空，领略宇宙宏大叙事的深度科普读物。 本书并非仅仅罗列枯燥的公式和遥远的星系照片，而是力求以一种引人入胜、富有哲理的方式，揭开宇宙从诞生之初到最终命运的神秘面纱。我们深知，人类对头顶星空的凝视，始终是探索未知、追问存在的本能驱动力。因此，《探索宇宙的奥秘：宇宙学前沿》旨在成为一座桥梁，连接深奥的理论物理与普通读者的好奇心。 第一部分：追溯源头——宇宙的黎明 宇宙是如何开始的？这个问题困扰了哲学家和科学家数千年。本书从最前沿的理论模型出发，深入浅出地剖析了大爆炸理论（The Big Bang Theory）的基石。我们不会停留在教科书式的描述，而是会细致探讨支撑该理论的关键证据：宇宙微波背景辐射（CMB）的精细结构、遥远星系的高速退行（哈勃定律），以及轻元素（氢、氦、锂）的丰度。 黑体辐射与宇宙的婴儿期： 我们将重返宇宙诞生的最初瞬间——普朗克时期。通过对量子引力尚未完全统一的理论图景的梳理，我们将探讨暴胀理论（Inflation Theory）如何解决视界问题和磁单极子问题，描绘出宇宙在极短时间内经历的指数级膨胀。这部分内容将力求清晰地解释，为何今天我们所观察到的宇宙是如此的均匀和各向同性。 结构的形成： 物质如何从均匀的等离子体中凝结成星系和星系团？我们将详细介绍冷暗物质（Cold Dark Matter, CDM）在结构形成中的核心作用。通过计算机模拟的可视化描述，读者将直观地理解暗物质晕如何充当“骨架”，吸引普通物质聚集。同时，我们也探讨了早期宇宙中的密度扰动是如何演变成今天可见的宇宙网结构的。 第二部分：未知的疆域——暗物质与暗能量 现代宇宙学面临的两大核心谜团——暗物质和暗能——是本书的重点探讨对象。我们清晰地认识到，我们所能“看到”的普通物质，仅占宇宙总质能的不到5%。剩下的95%，是横亘在我们面前的巨大知识鸿沟。 暗物质的侦测与猜想： 我们将全面回顾当前全球范围内正在进行的暗物质粒子搜寻实验。从地下深处的XENON、PandaX等直接探测实验，到卫星上对湮灭信号的间接搜寻，再到大型强子对撞机（LHC）中对超对称粒子（如中微子或WIMPs）的间接寻找。我们将深入分析每种方法的物理基础、技术挑战以及迄今为止的结果。对于尚未被发现的候选粒子，本书将提供一个清晰的分类和比较，分析它们对宇宙演化的不同影响。 暗能量的驱动力： 暗能量，这种神秘的排斥力，正在加速宇宙的膨胀。我们将探讨从观测星系红移数据中推导出暗能量存在的历史，并对比解释不同的暗能量模型： 1. 宇宙学常数 ($Lambda$)： 爱因斯坦的“最大的错误”——如今看来却是最符合观测的模型。我们将讨论真空能量的理论值与观测值之间惊人的巨大差异（“真空灾难”）。 2. 第五种力（Quintessence）： 动态变化的标量场理论如何试图解释暗能量的演化。 3. 修正引力理论（Modified Gravity）： 探讨是否是我们的引力理论在宇宙尺度上需要修正，而非引入新的能量成分。 第三部分：时空的前沿——引力波与黑洞宇宙学 引力波的直接探测，标志着天文学进入了一个全新的“多信使”时代。本书将聚焦于引力波天文学如何重塑我们对极端天体的理解。 引力波的起源与探测： 我们将细致解读 LIGO/Virgo/KAGRA 探测器的工作原理，并深入分析探测到的引力波信号，如双中子星并合（GW170817）如何同时产生电磁波信号，从而检验引力和光速的同步性。 黑洞的物理学： 从史瓦西半径到事件视界，再到信息悖论。本书将探讨最近对超大质量黑洞的直接成像（如事件视界望远镜EHT）的重大意义。我们不仅讨论黑洞的形成和合并，更将探讨它们作为宇宙中能量放大器的作用——如活动星系核（AGN）喷流如何影响星系的演化进程。 虫洞与时间旅行的理论边界： 尽管属于理论物理的范畴，但理解广义相对论的极限对于认识宇宙的整体结构至关重要。我们将以审慎的态度，探讨爱因斯坦-罗森桥（虫洞）的数学可能性，以及维持其开放所需要的奇异物质的性质。 第四部分：宇宙的终局——未来的猜想 宇宙的未来没有定论，它取决于暗能量的性质。本书将基于当前的观测数据，构建几种最可能的宇宙终结情景，引发读者对存在意义的深层思考。 大撕裂（Big Rip）： 如果暗能量的斥力持续增强，导致宇宙膨胀加速度无限制地增加，最终将撕裂星系、恒星、原子乃至时空本身。 大冻结（Big Freeze/Heat Death）： 如果暗能量保持恒定（$Lambda$模型），宇宙将持续膨胀，恒星燃尽，温度趋近绝对零度，一切活动停止的“热寂”状态。 大坍缩（Big Crunch）： 尽管目前看来可能性极低，但如果未来暗能量减弱或反转，宇宙可能再次收缩，回归到类似大爆炸之前的奇点状态。 循环宇宙模型（Cyclic Models）： 最后，我们将探讨布兰德（Brane）宇宙学等前沿理论中提出的“大反弹”（Big Bounce）猜想，即宇宙经历永无止境的膨胀与收缩的循环。 --- 本书的特色： 严谨的科学性： 内容基于最新的高精度天文观测数据和同行评审的物理学理论。 丰富的历史脉络： 穿插介绍关键科学家的思想碰撞与理论的演进历程。 面向未来： 引导读者关注未来十年内即将上线的关键项目，如詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）的深空观测成果和下一代引力波探测器。 《探索宇宙的奥秘：宇宙学前沿》不仅仅是一本书，它是一次思想的远征，邀请所有对“我们从哪里来，到哪里去”抱有永恒好奇心的人，一同参与到人类对宇宙终极理解的探索之中。它将挑战你对现实的认知，拓展你对时间和空间的想象极限。

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