从零学

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出版者:陕西西北工业大学
作者:任绍辉
出品人:
页数:246
译者:
出版时间:2006-8
价格:24.00元
装帧:
isbn号码:9787900701015
丛书系列:
图书标签:
  • 编程入门
  • 零基础
  • 学习
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  • 实践
  • 从零开始
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具体描述

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璀璨星河的低语:一部探索宇宙奥秘与人类命运的宏伟史诗 图书名称: 璀璨星河的低语 图书简介: 浩瀚无垠的宇宙,自太初之光闪耀以来,便以其无尽的尺度和深邃的奥秘,牵动着人类的目光与想象。本书,《璀璨星河的低语》,并非旨在教授基础的、点滴的知识构建,而是将读者置于宇宙演化的宏大剧场之中,去聆听那些跨越亿万光年、由恒星的生灭、星系的碰撞以及暗物质的幽灵所发出的低语。这是一部关于“为什么”而非“如何做”的探险,一次对存在本质的哲学叩问,一场视觉与智力的盛宴。 全书分为五大部分,层层递进,带领读者深入理解我们所处的宇宙图景,以及人类文明在其中所扮演的微小而关键的角色。 第一部分:时空之纱的褶皱——宇宙学的宏大叙事 本部分聚焦于宇宙的起源、结构和终极命运。我们不讨论搭建理论的初始步骤,而是直接进入理论的深处。 1. 奇点之外的寂静: 探讨暴胀理论的精妙之处,如何解释宇宙的均匀性和视界问题。这里着重描述暴胀场本身的性质,以及它如何孕育了早期宇宙中的量子涨落,这些涨落最终成为了星系的种子。我们将深入分析宇宙微波背景辐射(CMB)的各项异性,将其视为宇宙婴儿时期的“胎记”,并解读其中蕴含的几何学信息——我们的宇宙是平坦的,还是略微弯曲的? 2. 暗物质的幽灵舞者: 宇宙中绝大部分的物质(约占总物质的85%)是看不见的。本章将细致描绘我们是如何“发现”暗物质的——从星系旋转曲线的异常,到引力透镜效应的扭曲。我们将探讨超对称粒子(SUSY)模型中可能的候选者(如WIMPs),并考察那些试图直接或间接探测这些幽灵粒子的前沿实验的困境与希望。 3. 暗能量的推动力: 宇宙的加速膨胀是当代宇宙学最大的谜团。本章将详细剖析爱因斯坦的宇宙学常数,以及“第五种力”——第五元素(Quintessence)的理论构想。我们通过观测Ia型超新星的红移数据,来“重现”那个决定性的转折点,理解暗能量如何从一个理论修正项演变为宇宙的主导力量。 第二部分:恒星的炼金术——元素与生命的源泉 恒星不仅仅是夜空中的光点,它们是宇宙的熔炉,是构成我们身体中每一个原子的幕后推手。本部分侧重于核物理过程在宇宙尺度上的体现。 1. 氢与氦的熔炉: 深入讲解主序星内部的质子-质子链反应和CNO循环,这些过程的效率如何决定了恒星的寿命和颜色。着重分析太阳如何精确地维持着能量输出的稳定性,以允许行星上生命的出现。 2. 恒星的垂暮与“超新星”的礼花: 探讨不同质量恒星的终结方式。从红巨星的氦闪,到白矮星的钱德拉塞卡极限,再到导致元素大爆炸的II型超新星和Ia型超新星。特别关注铁元素之后的核合成——慢中子捕获过程(s-过程)和快中子捕获过程(r-过程)如何将金、铀等重元素抛洒到星际介质中,为下一代恒星和行星的形成提供原材料。 3. 宇宙的“铁匠”:中子星与黑洞: 当最重的恒星坍缩,它们会留下什么?本章将详细解析中子星的极端物理状态——其密度超越人类认知,探讨它们作为脉冲星向我们发送精确信号的机制。随后,进入黑洞的领域,从史瓦西半径的概念出发,探讨事件视界内部的不可逆转性,以及霍金辐射对黑洞“蒸发”的理论预测。 第三部分:星系的编年史——结构的形成与演化 宇宙的物质并非均匀分布,而是被组织成宏伟的岛屿——星系。本部分关注这些结构如何在引力主导下,经历漫长的形成、合并与演化。 1. 早期宇宙的“原星系”: 描述詹姆斯·韦伯太空望远镜等设备观测到的早期、高红移星系。它们如何打破了我们对星系形成速度的预期?分析这些“高效率”的早期星系是如何在宇宙早期就完成了大量的恒星形成。 2. 银河系的邻里关系与碰撞: 以我们所在的银河系为参照系,分析星系群和星系团的层级结构。详细描绘仙女座星系与银河系在四十五亿年后不可避免的“星系大并合”(Milkomeda事件)的模拟过程,探讨合并如何重塑恒星轨道和气体分布。 3. 活跃星系核(AGN)与反馈机制: 解释超大质量黑洞在星系中心扮演的角色。AGN的喷流和辐射如何影响周围的气体云,从而抑制或触发新的恒星形成,这种“反馈”机制如何塑造了星系的最终形态(旋涡状、椭圆状)。 第四部分:宜居带的探索——系外行星与生命哲学的交汇 本书从宏大的宇宙结构转向人类最关心的问题之一:我们在宇宙中是否孤独? 1. 系外行星的“狩猎”技术: 详述开普勒任务、TESS任务和未来ELT(极大望远镜)如何利用凌星法、多普勒频移法等精确探测遥远恒星周围的行星。重点分析“超级地球”和“迷你海王星”这类在太阳系中不存在的行星类型。 2. 宜居性参数的再定义: 传统的“宜居带”概念是否过于狭隘?本章探讨了潮汐锁定、行星磁场、大气成分(如硫化物或甲烷)对生命存在潜力的影响。讨论了系外行星的“生物印记”(Biosignatures)——如氧气、臭氧在光谱中的特征,以及如何避免“假阳性”的误判。 3. 费米悖论的当代解读: 面对数十亿潜在的宜居世界,为什么我们仍未接收到任何确凿的信号?本章深入探讨了“大过滤器”理论的各个可能位置(早期宇宙、技术瓶颈、自我毁灭),并从信息熵的角度分析了星际通讯的巨大成本和挑战。 第五部分:未来的展望——人类的星际航行与终极猜想 本书的收尾部分,将目光投向遥远的未来,探讨人类文明的潜在发展方向,以及理论物理学的尖端猜想。 1. 星际旅行的工程学疆界: 分析曲速引擎(Warp Drive)的理论可行性——即爱因斯坦场方程中允许的负能量密度(异域物质)的探讨。同时,对比激光帆、反物质推进等更接近现实的技术路径,以及它们在时间和能源上的巨大鸿沟。 2. 弦论与圈量子引力: 尝试在不涉及基础数学推导的前提下,描绘理论物理学家试图统一引力与量子力学的努力。什么是“膜”(Branes)?我们的宇宙是否只是更高维度空间中的一个“泡泡”? 3. 多元宇宙的哲学重量: 探讨永恒暴胀理论自然导出的多元宇宙图景。如果存在无限多个宇宙,每一个都有不同的物理常数,那么我们生活在具有生命条件的宇宙中的“特殊性”就消失了。这对于我们理解物理定律的“偶然性”具有何种深远的哲学意义? 《璀璨星河的低语》 是一次对认知边界的拓展,它要求读者放下对日常经验的依赖,以星辰的尺度来审视自身的渺小与伟大。它不提供简单的答案,而是激发更深刻的提问,带领每一个心怀敬畏的读者,真正意义上地仰望星空。

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