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出版者:测绘出版社

作者:安迪·米切尔

出品人:

页数:154

译者:张旸

出版时间:2011-9

价格:36.00元

装帧:

isbn号码:9787503024108

丛书系列:

图书标签:

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《天体物理前沿：从黑洞到暗物质的探索》 图书简介 在浩瀚无垠的宇宙图景中，隐藏着无数等待被揭示的奥秘。本书《天体物理前沿：从黑洞到暗物质的探索》并非一部聚焦于地球表面的地理信息系统（GIS）或空间分析的入门手册，而是将读者的目光引向宇宙深处，聚焦于当代天体物理学最尖端、最激动人心的研究领域。这是一次跨越数十亿光年的思想旅程，旨在为那些对宇宙的终极结构、能量来源以及基本粒子性质抱有深切好奇心的读者，提供一个深入且富有洞察力的导览。 本书的结构设计，力求逻辑清晰，层层递进，带领读者逐步深入到当代天体物理学的核心议题。 第一部分：恒星的生与死——致密天体的物理学 本部分将深入探讨恒星演化中最极端和最引人入胜的阶段：致密天体的形成、结构与观测。 1. 黑洞的物理学与视界之外的宇宙 我们首先会详细剖析爱因斯坦广义相对论在强引力场中的具体表现。重点将放在事件视界（Event Horizon）的精确定义、史瓦西半径的计算，以及克尔黑洞（Kerr Black Holes）的旋转对周围时空结构的影响。我们将审视诸如吸积盘（Accretion Disks）的物理机制，它们如何将引力势能转化为高能辐射（如X射线和伽马射线）。此外，本书将回顾引力波天文学的革命性进展，从LIGO/Virgo对双黑洞并合事件的首次探测，到探测到的超大质量黑洞碰撞信号，探讨这些事件如何成为检验极端物理定律的“宇宙实验室”。我们不会涉及任何地球上的空间数据管理或地理建模技术，而是专注于分析来自这些极端天体的电磁波谱和时空扰动信号。 2. 中子星：物质的极限密度 中子星代表了已知的物质密度极限。本章将详细介绍中子星的内部结构模型，从外壳的离子晶格，到内部的超流体核物质，直至核心可能存在的夸克物质状态。我们将讨论脉冲星（Pulsars）作为精确宇宙时钟的用途，特别是毫秒脉冲星（Millisecond Pulsars）在寻找引力波背景和测试基本物理常数方面的作用。此外，本书将聚焦于磁星（Magnetars）——宇宙中最强大的磁场源，分析它们的软伽马射线重复爆发（SGRs）及其与磁场能量释放的关联。 第二部分：宇宙学前沿——时空的大尺度结构与演化 在理解个体极端天体之后，我们将视野扩展至整个宇宙的结构、起源和命运。 3. 暴胀理论与宇宙微波背景辐射（CMB） 本部分将系统回顾标准ΛCDM（Lambda Cold Dark Matter）宇宙学模型。重点将放在对宇宙大爆炸理论的现代修正——暴胀理论（Inflation Theory）。我们将详细解析暴胀如何解决了视界问题和平坦性问题，以及它对早期宇宙量子涨落的放大机制。随后，本书将深入分析宇宙微波背景辐射（CMB）的性质，包括其温度各向异性的精确测量（来自Planck和WMAP卫星的数据）。我们将探讨CMB的功率谱分析，如何从中提取出宇宙的几何形状、物质密度参数，以及对原初引力波（B-modes）的搜寻。 4. 暗物质的本质与探测 暗物质是当代物理学最大的谜团之一。本书将清晰阐述我们“知道”暗物质存在的所有间接证据——从星系旋转曲线、星系团的引力透镜效应，到大尺度结构形成中的作用。我们将详细分类和对比主要的暗物质候选者，包括弱相互作用大质量粒子（WIMPs）、轴子（Axions）以及惰性中微子。在探测方面，本书将全面介绍三大类实验：地下的直接探测实验（如XENONnT、LUX-ZEPLIN），高能对撞机中的间接搜寻（如LHC），以及通过观测遥远星系团晕的精确建模来推断其性质的方法。我们不会涉及任何利用地面或卫星影像进行空间数据统计分析的传统方法。 5. 暗能量与宇宙的加速膨胀 宇宙加速膨胀的发现彻底改变了我们对宇宙命运的理解。本章将聚焦于暗能量这一神秘驱动力。我们将探讨两种主要的解释框架：宇宙学常数（Λ）的物理起源，及其与量子场论中真空能的“精细调节”难题；以及修正引力理论（Modified Gravity Theories），例如f(R)重力模型，如何尝试在不引入新物质成分的情况下解释加速膨胀。本书将分析来自超新星观测（Ia型）、重子声学振荡（BAO）以及星系红移巡天数据如何共同约束暗能量的状态方程（w）。 第三部分：跨学科与未来展望 本部分将探讨天体物理学与其他基础物理领域的交汇点，以及未来的观测技术方向。 6. 粒子物理与宇宙学的交叉领域 天体物理学越来越成为检验粒子物理学标准模型之外理论的最佳场所。本章将探讨超高能宇宙射线（UHECRs）的来源与传播，以及它们如何与地球大气相互作用。我们将讨论中微子天文学的兴起，特别是IceCube探测器对高能中微子源的定位，以及这些事件如何帮助我们理解快速射电暴（FRBs）和活动星系核（AGN）的能量释放机制。这些分析完全依赖于高能粒子物理学的理论框架，而非地球表面的空间定位技术。 7. 下一代观测基础设施与未来探索 最后，本书将展望未来十年内即将投入使用的下一代关键观测设施。这包括詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对早期宇宙星系形成的深刻洞察，平方公里阵列（SKA）对宇宙中性氢的革命性巡天能力，以及未来引力波探测器（如LISA）对低频引力波的探测，这将允许我们直接“倾听”超大质量黑洞的并合过程。这些技术的突破预计将为我们对上述所有核心问题的理解带来质的飞跃。 《天体物理前沿：从黑洞到暗物质的探索》是一本面向物理学、天文学专业学生以及对宇宙学和基本物理学有深入探究意愿的爱好者的权威参考书。它摒弃了对地球表面空间数据处理的讨论，专注于理解驱动宇宙运行的根本物理定律和观测证据。全书行文严谨，数学推导详实，旨在提供一个全面、前沿且富有挑战性的宇宙学图景。

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这本书的排版真是让人眼前一亮，不同于我之前接触的那些技术类书籍，它在视觉呈现上花了大量心思。封面设计简洁却富有深意，那种略带复古的色调和字体选择，让人一看就知道这不是一本浮于表面的入门读物。内页的纸张质量上乘，即使用荧光笔做了大量标记，也不会有墨水洇开的烦恼。更值得称赞的是，作者在讲解复杂概念时，大量使用了精美的插图和图表，这些图示并非简单的示意图，而是经过精心设计的视觉化辅助工具，很多时候，一个图胜过千言万语的文字描述。特别是关于数据流转和模型构建的部分，图文结合得天衣无缝，使得那些原本晦涩难懂的逻辑关系瞬间变得清晰明了。这种对阅读体验的极致追求，极大地降低了学习过程中的枯燥感，让阅读过程本身变成了一种享受，而不是负担。我花了很长时间去细品那些图表的细节，从中发现了不少自己之前忽略的理解盲点，这绝对是市面上大多数同类书籍望尘莫及的优势。

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我必须强调这本书在案例选择上的独到眼光。很多同类书籍的案例往往局限于教科书式的、略显过时的“人口普查区划”或“犯罪热点分析”，显得陈旧乏味。但这本书的案例库似乎是实时更新的，充满了与当代社会热点紧密结合的前沿议题。我印象最深的是其中关于“城市韧性评估”和“供应链风险可视化”的章节，作者并没有给出标准答案，而是提供了一整套思考的工具箱，引导读者去思考在不同情境下，应该如何灵活变通地组合分析方法。这种不拘泥于固定模式的教学方式，极大地激发了我独立思考的潜力。读完之后，我立刻能将书中学到的方法论迁移到我正在进行的一个关于公共交通优化的小项目上，效果立竿见影。这表明这本书传授的不是技能，而是解决未知问题的底层逻辑。

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从技术深度的角度来看，这本书的处理手法显得尤为老道和审慎。它巧妙地平衡了理论的严谨性与操作的可行性。对于基础概念的阐述，它做到了滴水不漏，每一个参数的选取、每一个模型的假设，都有清晰的理论支撑。然而，它又非常务实地避免了陷入过度冗长和学院派的推导泥潭。更重要的是，它没有过度依赖某个特定的软件平台，而是将重点放在了分析思想本身。书中讨论的许多高级主题，比如贝叶斯空间统计或深度学习在地理空间上的应用，都只是点到为止，但给出的参考资料却足够你深入挖掘。这种“授人以渔”的姿态，让这本书的生命力远超那些只针对特定软件版本的指南。它更像是一本指导你如何成为一名优秀空间分析师的哲学导论，而不是一本单纯的软件操作手册。

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这本书的叙事风格，简直就像是一位经验老道的行业前辈在跟你耳边轻声细语地传授独家秘笈，完全没有那种教科书式的生硬和说教感。它没有一开始就用一堆生僻的术语轰炸读者，而是非常耐心地从宏观的哲学层面开始铺垫，讨论“空间思维”到底意味着什么，以及我们为什么需要它。作者的文字充满了人情味和对现实世界问题的深刻洞察。例如，在谈论某个经典的地理分析案例时，他不仅仅是罗列步骤，还会穿插一些他自己亲身参与项目的轶事，分享那些在实际操作中遇到的“坑”和“绝招”。这种叙事策略，使得阅读过程充满了代入感，仿佛我们正在跟随作者一起，从一张空白的底图开始，逐步构建起一个复杂的分析框架。这种润物细无声的引导，让读者在不知不觉中吸收了大量深层次的知识和解决问题的思路，而不是被动地记忆知识点。

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这本书的章节结构设计展现出极高的逻辑性和层次感，它仿佛在为读者的认知升级规划了一条平滑的上升曲线。开篇铺垫了基础认知，然后迅速过渡到核心工具和方法的掌握，随后便开始挑战更复杂的集成应用。我特别欣赏作者处理“数据质量与不确定性”这一章节的方式——他没有将其视为一个附属的小节，而是将其提升到与核心分析方法同等重要的地位。在很多人的认知里，数据只要能跑起来就行，但作者花了大量篇幅强调“误差传播”和“结果的鲁棒性验证”。这种对科学严谨性的执着，对于培养一个负责任的分析师至关重要。读完整本书，我感觉自己不仅掌握了分析的“术”，更领悟了分析的“道”，知识体系从点状的技能升级成了网状的结构，非常系统且令人信服。

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空间分析入门，实际上的内容是基于GIS的专题地图制图。可惜中文版删去了案例。

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悔 当年没认真实践

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悔 当年没认真实践

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