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出版者:

作者:濮良忠 編

出品人:

頁數:268

译者:

出版時間:1995-8

價格:30.00元

裝幀:

isbn號碼:9787117110006

叢書系列:

圖書標籤:

• 物理化學
• 熱力學
• 化學動力學
• 量子化學
• 統計熱力學
• 分子結構
• 相平衡
• 溶液化學
• 電化學
• 譜學

書籍簡介：《宇宙的脈動：從微觀粒子到宏大結構的時空演化》 探索宇宙的恢弘史詩，追溯萬物存在的本源。 《宇宙的脈動：從微觀粒子到宏大結構的時空演化》並非一本關於化學鍵閤或熱力學定律的教材，它是一部橫跨數百萬年尺度、融閤瞭天體物理學、粒子物理學、宇宙學以及哲學思辨的宏大敘事。本書旨在為讀者構建一個連貫的、動態的宇宙圖景，揭示從普朗剋尺度上的量子泡沫到遍布星係的宇宙網，一切事物是如何在時空的劇本中相互作用、演化和最終形成的。 第一部分：創世之初的低語——極早期宇宙與基本粒子 本書的開篇，我們將深入到時間尚未完全確立的瞬間——宇宙大爆炸後的第一個萬億分之一秒。在這裏，我們不再關注原子尺度的穩定結構，而是潛入到能量密度高到足以扭麯時空本身的極端環境。 1.1 量子引力之謎與普朗剋紀元： 我們將審視當前物理學框架的局限性，探討弦理論、圈量子引力等前沿理論對描述“零點”狀態的嘗試。描述在溫度高達 $10^{32}$ 開爾文時，空間和時間如何錶現齣量子漲落的特性，而非我們日常感知的平滑結構。 1.2 暴脹的瞬間與對稱性的破缺： 詳細闡述宇宙暴脹理論如何解決瞭視界問題和平坦性問題。重點分析宇宙中四種基本力（引力、電磁力、強核力、弱核力）是如何從一個統一的超力中逐步分離齣來的。這一過程伴隨著物質和反物質的微小不對稱性，正是這種“不完美”決定瞭我們今天的存在。 1.3 輕子與誇剋的“熔爐”： 在誇剋-膠子等離子體時代，物質以其最原始的狀態存在。本書將追蹤誇剋如何通過強相互作用結閤成質子和中子。我們不會計算化學反應速率，而是關注核子的形成對未來恒星和星係演化的基礎性貢獻。重點討論早期宇宙中輕子（如電子和中微子）的産生和傳播特性，以及它們如何影響後續的核閤成。 第二部分：光明的誕生——核閤成與早期星係形成 隨著宇宙的膨脹和冷卻，物質結構開始齣現，從混沌中浮現齣第一批穩定的元素和結構。 2.1 太初核閤成：宇宙的元素工廠（一）： 詳細描繪大爆炸後三分鍾內的核閤成事件。重點解釋為什麼早期宇宙的元素豐度主要由氫（H）和氦（He）構成，以及微量的鋰（Li）是如何成為檢驗早期宇宙模型關鍵的“化石證據”。分析中子壽命和宇宙膨脹速率對最終豐度的微妙調節作用。 2.2 復閤紀元與宇宙的“黑暗時代”： 在電子與原子核結閤形成中性原子（主要是氫原子）的過程中，光子得以自由傳播，留下瞭宇宙微波背景輻射（CMB）。本書將深入分析CMB的各項異性，這些微小的溫度波動是日後所有宏觀結構的種子。隨後，我們將進入一個長達數億年的“黑暗時代”，此時還沒有恒星發光。 2.3 第一批恒星（Population III）的崛起： 探討在隻有氫、氦和少量鋰的原始物質中，如何形成第一代質量巨大的恒星。這些恒星的形成機製與現代恒星迥異，它們燃燒得更快、更熱，是宇宙中重元素（超越鋰的元素）的唯一來源。分析它們短命的命運——超新星爆發，並將這些爆炸的威力與隨後的星係形成聯係起來。 第三部分：時空的編織——星係動力學與宇宙網 本書的第三部分聚焦於重力的宏觀作用，描述物質如何在引力的驅動下組織成恒星、星係、星係團乃至跨越數十億光年的宇宙網。 3.1 暗物質的無形之手： 暗物質的存在不是通過化學分析或電子軌道計算得齣的，而是通過對星係鏇轉麯綫、引力透鏡效應以及CMB的精確測量推導齣來的。本書將詳述暗物質如何提供引力“腳手架”，使得星係得以在宇宙膨脹的拉扯中聚集和維持其結構。 3.2 星係的形成與演化： 追蹤氣體雲如何坍縮、冷卻，形成漩渦星係、橢圓星係和不規則星係。我們將探討星係並閤事件（Merger Events）如何驅動星係形態的轉變，以及超大質量黑洞在星係核心中的角色——它們通過吸積和噴流影響著周圍星係的恒星形成速率。 3.3 宇宙的大尺度結構： 描繪宇宙網（Cosmic Web）的壯麗景象——巨大的空洞（Voids）、縴維狀的結構和星係團的交匯點。分析引力不穩定性和早期物質擾動的增長機製，解釋物質是如何沿著這些縴維結構分布，形成我們今天觀測到的“泡沫狀”宇宙。 第四部分：終極命運的推測——暗能量與宇宙的未來 最後，本書將目光投嚮宇宙的終極命運，探索驅動當前宇宙加速膨脹的神秘力量——暗能量。 4.1 暗能量的挑戰與宇宙學常數： 介紹1998年發現的宇宙加速膨脹現象，以及如何引入暗能量來解釋這一觀測結果。探討暗能量的本質，是愛因斯坦的宇宙學常數，還是某種動態的場（如 क्विंटessence）？分析當前觀測數據對不同暗能量模型的限製。 4.2 宇宙的可能終局： 基於我們對暗能量性質的理解，推演宇宙可能的幾種未來場景：熱寂（Heat Death，持續膨脹直到所有恒星熄滅）、大撕裂（Big Rip，暗能量強度持續增加直至撕裂所有結構），以及其他更具思辨性的可能性。 結語：人類在時空中的位置 全書的結尾將迴歸到人類對自身存在的思考。我們由古老恒星的殘骸構成，生活在一個遵循特定物理定律的行星上，而這一切都植根於宇宙誕生之初的微小波動。本書旨在提供一個宏大且跨學科的視角，使讀者能夠理解我們所處的宇宙是一個動態、演化、充滿未解之謎的係統，而非一個靜態的、由固定化學公式描述的物質集閤。它是一次對時間和空間邊界的探索，是對“我們從哪裏來，到哪裏去”這一終極問題的物理學迴應。

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