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出版者:O'Reilly Media

作者:Pete Warden

出品人:

页数:42

译者:

出版时间:2011-3-7

价格:USD 29.99

装帧:Paperback

isbn号码:9781449303143

丛书系列:

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具体描述

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瀚海星辰：一本关于宇宙奥秘与探索的指南内容简介浩瀚宇宙，自古以来便是人类最深邃的好奇心所向往的疆域。从仰望星空，到发射探测器，我们对宇宙的认知如同拨开层层迷雾，逐步深入。本书《瀚海星辰：一本关于宇宙奥秘与探索的指南》，旨在为所有对天体物理、宇宙学以及深空探索怀有热情的人们，提供一个全面、深入且富有启发性的认知框架。它不是一本简单的科普读物，而是一次思想的远征，引导读者穿越时空的界限，探寻宇宙的起源、结构、演化及其无尽的奥秘。第一部分：宇宙的基石——从微观到宏观的认知革命本部分深入剖析了现代物理学如何构建我们对宇宙的理解。我们首先追溯了理论物理学的两大支柱——广义相对论与量子力学的精妙与局限。爱因斯坦的引力理论如何描绘时空的几何形态，而量子场论又如何解释物质和能量的基本相互作用。接着，我们聚焦于宇宙学——研究宇宙整体性质、起源和演化的科学。书中详尽阐述了“大爆炸”模型的证据链：宇宙微波背景辐射（CMB）的精确测量、遥远星系红移带来的哈勃膨胀定律，以及轻元素（氢、氦）的丰度预测。我们不会止步于描述这些现象，而是深入探讨了暴胀理论如何解决了早期宇宙的视界和均匀性问题，为宇宙的平坦性提供了机制解释。一个不可回避的主题是暗物质与暗能量的谜团。我们系统梳理了支持暗物质存在的观测证据，包括星系旋转曲线、星系团引力透镜效应以及大尺度结构的形成。随后，本书详细介绍了暗能量的发现及其对宇宙加速膨胀的驱动作用。我们探讨了当前主流的暗能量模型，如宇宙学常数，以及那些试图修改引力的替代理论，让读者对现代物理学前沿的未解之谜有清晰的认识。第二部分：星辰的生命周期与天体物理的奇观宇宙的演化史，就是恒星诞生、生活与死亡的史诗。本部分将读者引导至恒星形成的核心区域。我们描绘了分子云在引力作用下坍缩的壮观过程，核聚变反应如何点亮恒星的生命，以及主序星（如我们的太阳）的能量产生机制。随后，我们详细探讨了恒星演化的终极命运。质量决定了恒星的归宿：低质量恒星如何演化成白矮星，并最终冷却为黑矮星；而大质量恒星的生命则以超新星爆发达到高潮。我们将分析II型超新星的物理过程，以及它们在宇宙中“播撒”重元素（碳、氧、铁等）的关键作用，正是这些元素构成了行星乃至生命的基础。更高层次的极端天体物理现象也将被细致解读。我们将深入讲解中子星的极端物理状态，包括其物质的简并压力、极强的磁场以及作为脉冲星（宇宙中的自然灯塔）的运作原理。随后，我们将转向黑洞的领域——从史瓦西半径的几何描述，到事件视界的不可逆性，再到近年来引力波天文学的突破性观测，特别是双黑洞和中子星并合所揭示的宇宙新窗口。第三部分：行星系统的构建与宜居性的探索将视野从遥远的恒星收回到我们所在的银河系，本部分专注于行星科学与系外行星的搜寻。我们从太阳系的形成模型——星云假说出发，解释了内部岩石行星与外部气态巨行星的物质差异和轨道分布。系外行星的发现极大地拓宽了我们对“行星”概念的理解。本书系统性地介绍了主要的探测技术，包括凌日法（Kepler和TESS的贡献）、视向速度法，以及直接成像法。我们对已发现的各类行星进行了分类学介绍：炙热的“超级地球”、膨胀的“热木星”，以及位于星系宜居带内的潜在生命载体。宜居性研究是本部分的高潮。我们不仅讨论了液态水存在的条件，更深入探讨了维持长期稳定气候的因素，如行星磁场、大气成分（包括生命产生的生物标记物，如氧气和甲烷）的重要性。我们还会审视银河系中恒星宜居带的特性，以及未来詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）在分析系外行星大气光谱方面所肩负的使命。第四部分：银河系结构与宇宙的尺度要理解我们的位置，必须理解我们的家园——银河系。本部分将带领读者进行一次“银河系之旅”。我们将解析银河系的盘状结构、核球、以及隐藏在盘面之下的厚盘。通过对星际介质（ISM）的观测，我们探索了恒星形成的原材料仓库——分子云和HII区的分布。我们还将探讨银河系中心的秘密：超大质量黑洞——人马座A。本书将结合射电天文学和红外观测的数据，描述我们如何“称量”这个中心的引力源，以及它对周围恒星运动的影响。此外，我们还将审视银河系在宇宙尺度上的定位，即本星系群以及拉尼亚凯亚超星系团的结构，展示星系如何通过引力相互作用形成宏大的宇宙网状结构。结语：未尽的征程《瀚海星辰》的结尾，是对未来探索的展望。宇宙学的前沿仍在快速推进：高精度引力波探测的潜力、寻找暗物质粒子的地下实验、系外生命信号的捕获，以及对更遥远、更早期宇宙的观测。本书旨在激发读者持续关注科学的进步，因为每一次新的发现，都是人类认知边界的拓展。宇宙的壮丽与深邃，永无止境，等待着我们用智慧去丈量和理解。