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出版者:

作者:Kaufmann, William J., III

出品人:

页数:535

译者:

出版时间:

价格:$ 176.56

装帧:

isbn号码:9781429205191

丛书系列:

图书标签:

• 天文学
• 宇宙学
• 科学
• 探索
• 发现
• 太空
• 观测
• 行星
• 星系
• 物理学

寰宇探索：行星、恒星与星系的奥秘 作者： [此处留空，代表作者身份的专业性与神秘感] 出版社： [此处留空，代表学术机构或权威出版社的沉稳] 装帧： 精装，附赠高清天文图谱 页数： 780页 ISBN： [此处留空，增加书籍的真实感] 定价： [此处留空，暗示其专业价值] --- 内容梗概： 《寰宇探索：行星、恒星与星系的奥秘》是一部全面、深入且富有洞察力的天体物理学专著，旨在引导读者穿越浩瀚的宇宙时空，从我们脚下的太阳系边缘，直至宇宙最深处的结构。本书的核心目标是系统地阐述当代天文学对宇宙物质的认知框架、演化机制及其存在的根本物理定律。它摒弃了科幻式的浮夸叙事，专注于严谨的观测数据、经过验证的理论模型以及对前沿研究成果的精确解读。 本书结构清晰，分为六个宏大的部分，层层递进，构建起一座完整的宇宙知识殿堂。 第一部分：基础与尺度——宇宙的几何学与物理学框架 (约150页) 本部分作为全书的基石，首先确立了理解宇宙所需的数学和物理学工具。它详尽回顾了经典力学（牛顿定律）在天体运动中的应用，并迅速过渡到相对论基础——狭义相对论对时空结构的重塑，以及广义相对论作为现代引力理论的基石。 重点章节深入探讨了光在宇宙中的作用。通过对电磁波谱的精细划分，解释了不同波段（射电、红外、可见光、X射线和伽马射线）如何揭示宇宙中截然不同的物理过程。例如，如何利用多普勒效应测量天体的运动速度，以及如何通过视差法和标准烛光（如Ia型超新星）建立精确的宇宙距离阶梯。本部分还详细解析了测量宇宙年龄和膨胀速率所依赖的哈勃常数及其不确定性来源，为后续对宇宙演化的讨论设定了精确的参照系。 第二部分：太阳系内部：岩石行星与气态巨行星的形成史 (约180页) 本部分将视角收束到我们赖以生存的恒星系统。它没有止步于对太阳系八大行星的简单介绍，而是侧重于解释它们的起源和演化动力学。 对于类地行星（水星、金星、地球、火星），本书详细考察了吸积盘理论在形成岩石内核中的作用，以及随后的地质活动（如火山作用、板块构造）如何重塑了它们的地表环境。对地球的分析尤其深入，探讨了月球的形成、地球磁场的起源及其对生命存在的关键影响。 随后，内容转向气态巨行星（木星、土星、天王星、海王星）。作者详尽阐述了“气核吸积”与“快速不稳定性”两种主要的行星形成模型，并通过对这些巨行星内部结构（核心、金属氢层、分子氢层）的最新探测数据进行对比分析，揭示了它们复杂的大气环流系统和卫星系统（如木卫二的地下海洋、土卫六的大气循环）。柯伊伯带、奥尔特云以及太阳风的相互作用也被纳入考察范围。 第三部分：恒星的生命周期：从星云到残骸 (约200页) 这是本书篇幅最宏大、理论深度最高的章节之一，专注于恒星——宇宙的能量工厂。 本书从分子云的引力坍缩开始，细致地描述了原恒星的形成过程，以及氢核聚变的启动条件。随后，作者用赫罗图（Hertzsprung-Russell Diagram）作为核心工具，系统地阐述了恒星如何在其主序阶段维持平衡。 演化分支的讨论极其详尽： 1. 低质量恒星 (如太阳)： 燃料耗尽后的红巨星阶段、氦闪、行星状星云的抛射，以及最终成为白矮星的命运。书中详细解释了白矮星的简并压力机制。 2. 大质量恒星： 对核反应过程（碳燃烧、氖燃烧直至铁核的形成）进行了深入的化学动力学分析。高潮部分在于对超新星爆发（II型）的物理建模，包括中微子辐射和激波的传播，这是宇宙中重元素合成的主要场所。 最后，本书探讨了极端天体物理现象：中子星的脉冲特性、磁星的极端磁场，以及黑洞的形成——从史瓦西半径到史瓦西度规的数学描述，以及对事件视界内物理学的探讨。 第四部分：银河系与星系动力学 (约150页) 将视野扩展到恒星之外的尺度，本部分致力于解析星系的结构、运动和起源。 内容首先聚焦于我们自身的家园——银河系。通过对银河系自转曲线的分析，作者论证了暗物质存在的不可避免性。书中详细介绍了如何利用径向速度和视向速度来绘制银河系的旋臂结构、核球和晕结构。对银河系中心的超大质量黑洞（人马座A）的观测证据进行了梳理。 随后，本书转向更广阔的星系分类（哈勃音叉图谱）和演化。对星系的形成模型——从最初的密度涨落到冷暗物质主导的层级组装过程——进行了详尽的论述。特别关注了星系间的相互作用、引力导致的星系并合如何驱动星系形态的改变（如椭圆星系的形成），以及星系团和超星系团的形成机制。 第五部分：宇宙学：大爆炸的遗迹与命运 (约120页) 本部分聚焦于宇宙学，试图回答“宇宙是如何开始的”以及“宇宙将如何终结”的问题。 大爆炸理论作为现代宇宙学的标准模型，被彻底剖析。关键的观测证据，包括宇宙微波背景辐射（CMB）的性质、轻元素（氢、氦、锂）的丰度，以及宇宙的加速膨胀，被系统地呈现。对CMB的各向异性分析被视为理解早期宇宙物理学的“快照”。 书中对暴胀理论进行了审慎的讨论，解释了它如何解决了视界问题和平坦性问题。对于宇宙的最终命运，作者对比了“大挤压”、“热寂”和“大撕裂”等可能性，并根据当前对暗能量密度的测量，评估了未来宇宙可能的演化轨迹。 第六部分：暗物质与暗能量：宇宙的隐形骨架 (约80页) 本部分专门处理当代天体物理学中最具挑战性的两个谜团。 关于暗物质，书中详尽回顾了所有间接（如星系旋转曲线、引力透镜）和直接的（如地下探测器实验）证据。它区分了冷暗物质（CDM）模型和温热暗物质模型的优劣，并讨论了WIMPs（弱相互作用大质量粒子）等候选粒子的物理特性。 关于暗能量，作者深入分析了Ia型超新星观测如何揭示宇宙加速膨胀的本质。本书对暗能量模型的解释包括宇宙学常数（真空能）以及更具动态性的标量场模型（如昆虫论）。对这些非重子、非辐射组分的精确量化，被视为决定宇宙整体几何形状和长期演化的关键。 --- 读者对象与特色： 本书面向拥有扎实微积分和基础物理学背景的本科高年级学生、研究生，以及希望系统性更新知识结构的天文学爱好者和研究人员。 本书的特色在于： 1. 深度整合： 成功地将量子场论、广义相对论、核物理与观测数据无缝对接，避免了割裂感。 2. 模型驱动： 每一个观测现象的讨论都基于核心的物理模型推导，而非仅仅罗列现象。 3. 前沿校准： 涵盖了对詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）早期星系观测结果的审慎评估，以及对引力波天文学（如双黑洞并合）的最新数据解读。 《寰宇探索》是一部旨在培养读者批判性思维和深入理解宇宙基本构造的学术力作，它要求读者投入时间与精力，但所回报的将是对我们所处宇宙结构最清晰、最全面的认知。

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