Applications and Investigations in Earth Science pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Prentice Hall College Div

作者:Edward J. Tarbuck

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1997-02-10

价格:USD 42.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780135726600

丛书系列:

图书标签:

• 地球科学
• 应用
• 调查
• 科学教育
• 高中
• 教材
• 环境科学
• 地质学
• 气象学
• 海洋学

探索宇宙的奥秘：现代天体物理学与宇宙学前沿 作者：[此处可留空或使用虚构的资深学者姓名] 出版社：[此处可留空或使用虚构的权威学术出版社名称] --- 书籍概述 《探索宇宙的奥秘：现代天体物理学与宇宙学前沿》是一部面向高年级本科生、研究生以及专业研究人员的综合性教科书与参考手册。本书旨在全面、深入地介绍自二十世纪中叶以来，特别是近二十年来，天体物理学和宇宙学领域取得的革命性进展。本书内容聚焦于宇宙的结构、演化、基本物理定律在极端条件下的展现，以及我们如何通过观测来验证和构建宇宙模型。全书严格基于现有的标准模型（如ΛCDM模型）和最新的观测数据，力求在理论深度与实际应用之间取得完美的平衡。 本书结构与核心内容 本书共分为五大部分，二十个章节，系统地涵盖了从恒星内部物理到宇宙学最宏大尺度的全部议题。 --- 第一部分：恒星的诞生、生命与死亡（Stellar Astrophysics） 本部分深入探讨了恒星这一宇宙基本发光体的物理过程。 第一章：恒星大气与辐射传输 详细阐述了黑体辐射、普朗克定律、米氏散射和瑞利散射在恒星光度计算中的应用。重点分析了恒星大气层中的非均匀介质对光谱线形成的影响，特别是吸收线和发射线的物理机制。引入了辐射转移方程的解析和数值解法，并结合视宁度（seeing）对地面观测数据进行校正的基础方法。 第二章：恒星内部结构与能量生成 本书详尽介绍了流体静力平衡、热力学平衡方程的推导及其在恒星内部的求解。核心内容包括核聚变反应的截面计算，重点分析了质子-质子链和CNO循环的效率与温度敏感性。讨论了恒星对流与辐射能流的传递机制，以及边界条件的设定对主序星结构模型的影响。 第三章：恒星演化路径与星团 系统梳理了恒星从原恒星到白矮星、中子星或黑洞的完整演化路径。对比了不同初始质量恒星的赫罗图（H-R Diagram）轨迹。专门辟出章节探讨了球状星团和疏散星团的形成年龄测定方法，以及星团动力学对恒星逃逸的影响。 第四章：致密天体：白矮星、中子星与脉冲星 深入研究了简并态物理学，包括电子简并压力和中子简并压力的量子力学来源。详细分析了钱德拉塞卡极限（Chandrasekhar Limit）的推导及其在Ia型超新星爆发中的作用。对于中子星，本书着重介绍了其内部的物质状态（如夸克物质的可能性），并详细解析了脉冲星的射电辐射机制、磁场衰减与计时学应用。 --- 第二部分：星系结构与动力学（Galactic Dynamics and Structure） 本部分聚焦于恒星、气体和暗物质在星系尺度上的组织与运动规律。 第五章：银河系结构与本地运动学 基于最新的盖亚（Gaia）卫星数据，重建了银河系的旋臂结构、核球和晕的形态。详细分析了恒星的速度色散、旋转曲线的测量技术，以及太阳系在银河系中的本地运动学参数。 第六章：星系形态学与分类 全面介绍哈勃序列的现代修正版，包括椭圆星系、螺旋星系（Sc、Sb、Sa）和不规则星系的物理特性。讨论了星系形态与环境密度的关系，以及星系合并如何驱动形态的转变（如“干并”理论）。 第七章：星系动力学基础 核心内容是玻尔兹曼方程（Boltzmann Equation）在无碰撞等离子体中的应用，推导了泊松方程在星系晕建模中的形式。详细分析了轨道的稳定性、李雅普诺夫指数以及星系团尺度的维里定理的应用。 第八章：活动星系核（AGN）与超大质量黑洞 本章详细介绍了AGN的观测证据，包括光谱能量分布（SED）和光变曲线。深入探讨了吸积盘的理论模型（如Shakura-Sunyaev模型）及其辐射效率。重点分析了反馈机制——从准恒星天体（Quasars）到射电星系喷流对宿主星系恒星形成的影响。 --- 第三部分：高能过程与极端物理（High-Energy Astrophysics） 本部分探讨宇宙中能量最高的现象及其背后的物理学。 第九章：宇宙射线：起源与传播 区分了银河系内源（如超新星遗迹）和银河系外源（如AGN）的宇宙射线。分析了费米加速机制，并探讨了高能宇宙射线（UHECRs）的路径偏折和潜在的“GZK截止”现象。 第十章：伽马射线暴（GRBs）与引力波源 系统介绍了长暴（超新星相关）和短暴（双星并合）的“内爆模型”与“外激波模型”。重点分析了伽马射线暴的能谱特征（如Amati关系）。同时，将GRBs与LIGO/Virgo探测到的双中子星并合（GW170817）的电磁对应体进行整合分析。 第十一章：黑洞物理与视界几何 基于广义相对论的背景，详细推导了静态球对称黑洞（史瓦西解）和旋转黑洞（克尔解）的度规。讨论了事件视界、奇点结构和能层（Ergosphere）的概念。重点阐述了彭罗斯过程（Penrose Process）在提取黑洞旋转能中的理论意义。 第十二章：高能辐射机制 聚焦于同步辐射、逆康普顿散射（IC Scattering）在脉冲星风星云、星系射电瓣和AGN喷流中的具体应用。分析了不同辐射场中电子能谱的演化和冷却机制。 --- 第四部分：宇宙学：从暴胀到暗能量（Cosmology: From Inflation to Dark Energy） 本部分是全书的理论核心，探讨宇宙的起源、演化和终极命运。 第十三章：广义相对论与弗里德曼方程 系统回顾了爱因斯坦场方程的简化形式——弗里德曼方程。详细分析了物质（辐射、尘埃、常数）能量密度对宇宙膨胀率（哈勃参数）的影响。引入了宇宙学原理（均匀性和各向同性）的检验。 第十四章：早期宇宙与暴胀模型 详细讨论了暴胀理论的必要性（视界问题、平坦性问题）。分析了不同暴胀势能下的动力学，以及暴胀如何产生可观测的原始密度扰动（标量和张量谱）。 第十五章：宇宙微波背景辐射（CMB） 基于德拜耦合和复合（Recombination）过程，推导了CMB的温度和黑体谱。深入分析了CMB的各向异性（如偶极子效应、萨克斯-沃尔夫效应），并详细解读了普朗克（Planck）和WMAP卫星数据中的多极矩图（Cl谱），解释了声学峰和物质-光子流体方程。 第十六章：重子物质的演化：核合成与中性时代 详细计算了太初核合成（BBN）的元素丰度（氢、氦、锂），并以此限制了重子物质密度。探讨了宇宙从等离子体到中性原子形成期间的光学不透明度变化，为CMB的形成提供了物理基础。 第十七章：大尺度结构与暗物质 基于线性微扰理论，推导了物质密度扰动随时间的增长率。详细分析了冷暗物质（CDM）如何驱动早期宇宙结构的形成。引入了功率谱P(k)的概念，并解释了重子声学振荡（BAO）作为标准尺度的测量方法。 第十八章：暗能量与宇宙的加速膨胀 探讨了观测证据（Ia型超新星）如何揭示宇宙加速膨胀。详细分析了标准ΛCDM模型中宇宙学常数（Λ）的物理含义。对比分析了修正引力理论（如f(R)引力）与暗能量模型的区别与观测判据。 --- 第五部分：前沿方法与未来展望（Advanced Techniques and Future Frontiers） 本部分关注现代天体物理观测技术和尚未解决的重大问题。 第十九章：引力波天文学的理论基础与源 本书将引力波作为研究极端时空的重要工具。详细推导了由双黑洞或双中子星并合产生的“啁啾信号”的后牛顿（Post-Newtonian）近似解，并展示了如何从波形中提取质量、自旋和距离等参数。 第二十章：未解之谜与观测计划 总结了当前天体物理学的三大前沿挑战：暗物质的性质（WIMP、轴子等）、暗能量的精细结构（精细结构常数变化）、以及对“第一批恒星”（Population III）的直接探测。最后展望了詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）、欧几里得（Euclid）等未来大型巡天项目对这些问题的贡献。 --- 本书特点 数学严谨性： 全书推导过程详尽，公式的每一步都清晰可循，是理论学习的坚实基础。 数据驱动： 每章均结合最新的观测结果（如Planck、Chandra、ALMA等）来验证或限制理论模型。 跨学科整合： 成功地将量子力学、狭义与广义相对论、等离子体物理学和统计力学融为一体，展现了现代天体物理学的广阔图景。 本书旨在培养读者对宇宙物理过程的直觉理解，并提供必要的工具来独立开展相关领域的计算和研究工作。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆