现代宇宙学（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴大江 著

图书标签:

• 宇宙学
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• 物理学
• cosmology
• astrophysics
• physics
• 大爆炸
• 暗物质
• 暗能量

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302387763

版次：2

商品编码：11680272

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-04-01

用纸：胶版纸

内容简介

　　《现代宇宙学（第2版）》介绍了宇宙学中一些最基本的知识、一些著名宇宙学家的创新思维和突出贡献，以及自然科学的一些研究方法。其主要内容包括神秘的宇宙、漫话地心说、漫话日心说、经典力学的建立和牛顿经典宇宙学、时空观的革命、膨胀的宇宙、宇宙大爆炸理论、恒星的形成与演化、暗物质和暗能量之谜。
　　《现代宇宙学（第2版）》还配备了多媒体课件、电子教案、题库和视频等教学资料，供授课教师使用。
　　本书可以作为高等院校各专业学生的科学素养教育通识教材，也可以供有兴趣的读者参考学习。

前言/序言

宇宙的奥秘：一部探索时空边界的旅程 本书旨在为读者勾勒出一幅宏大而精细的宇宙图景，专注于从观测天文学和理论物理学的角度，对我们所处的宇宙进行深入的探究。我们聚焦于那些驱动宇宙演化、塑造其结构的根本力量和基本概念，并着重于当前科学界最为前沿的研究方向和未解之谜。 第一部分：观测的基石与宇宙的演化史 本卷开篇，我们将建立理解现代宇宙学的观测基础。我们从电磁波谱的各个波段——从射电波到伽马射线——出发，详细阐述如何利用这些“宇宙信使”来揭示遥远天体的性质。 恒星与星系的形成与演化： 我们将深入探讨恒星生命周期的各个阶段，从分子云的坍缩到主序星的稳定燃烧，再到白矮星、中子星和黑洞的最终归宿。随后，我们将讨论星系——宇宙的基本结构单元——是如何从早期宇宙的微小扰动中凝聚而成的。这包括对星系形态学（螺旋星系、椭圆星系、不规则星系）的分类，以及星系合并与星系团形成的动力学过程。尤其关注星系中心超大质量黑洞与宿主星系共同演化的关系，即“共同演化”的证据与机制。 宇宙尺度的测量： 本书详细介绍了确定宇宙距离尺度的关键“标准烛光”与“标准尺”：造父仙女座变星、Ia型超新星，以及重子声学振荡（BAO）。对这些工具的精确校准，是构建可靠宇宙学模型的基石。我们将分析如何通过红移测量结合这些距离指标，来绘制出宇宙的三维结构图。 宇宙微波背景辐射（CMB）： CMB被誉为“宇宙的婴儿照”，是理解早期宇宙状态的黄金钥匙。本部分将详述CMB的物理起源——复合时期（Recombination Epoch）的物理过程。我们不仅讨论其黑体谱的完美契合，更侧重于分析其温度和偏振的微小各向异性。从标量（温度）涨落到张量（引力波）模式的探测，我们探讨了如何从这些涨落中提取出宇宙的初始条件，包括对早期宇宙暴胀参数的约束。 第二部分：标准宇宙学模型与暗物质的证据链 在确立了观测基础后，我们将转入对描述宇宙整体行为的动力学模型的探讨。 广义相对论与弗里德曼方程： 本书回顾了爱因斯坦广义相对论的核心概念，并重点阐述了如何将其应用于均匀、各向同性的宇宙模型，推导出弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克（FLRW）度规及其控制的运动方程。我们将详细分析在不同物质组分（辐射、普通物质、暗物质）主导下，宇宙的膨胀历史（收缩、静止或加速膨胀）的可能路径。 大爆炸理论的里程碑： 我们系统回顾了大爆炸理论的关键成功之处，包括：宇宙的膨胀（哈勃定律的精确测量）、轻元素（氢、氦、锂）的丰度预测（太初核合成，BBN）及其与观测的完美一致性，以及前面提到的CMB的存在与性质。 暗物质的不可或缺性： 暗物质构成了宇宙约四分之一的质量能量密度，其存在并非基于单一观测，而是跨越了数个尺度的证据链。我们将详尽分析以下关键证据： 1. 星系旋转曲线： 观测到星系外围恒星的运动速度远高于仅由可见物质所能解释的预期。 2. 星系团动力学： 维里里定理（Virial Theorem）在星系团尺度上揭示了缺失的质量。 3. 引力透镜效应： 无论是弱透镜还是强透镜，其引起的背景光畸变都清晰地勾勒出了暗物质晕的分布轮廓。 4. 结构形成模拟： 只有引入冷暗物质（CDM）模型，计算机模拟才能重现我们今天所见的宇宙大尺度结构。 本书将梳理当前候选粒子（如WIMP、轴子等）的特性，以及直接和间接探测实验的设计原理和面临的挑战。 第三部分：宇宙的加速膨胀与暗能量的谜团 宇宙学在二十世纪末迎来了一次颠覆性的发现：宇宙的膨胀正在加速。 Ia型超新星的发现： 我们详细回顾了利用遥远Ia型超新星作为标准烛光，首次确定宇宙在过去约50亿年间开始加速膨胀的观测过程。 暗能量的本质与方程： 加速膨胀的驱动力——暗能量——是现代宇宙学的核心难题。本书深入探讨了暗能量的物理模型： 1. 宇宙学常数（Λ）： 作为真空能量的体现，它具有恒定的密度。我们将讨论其理论值与观测值之间存在的巨大天文数字级别的差异（真空灾难）。 2. 动态暗能量模型： 探讨如标量场（Quintessence）等允许暗能量密度随时间变化的理论框架，以及如何通过观测数据（如“状态方程”$w$）来区分这些模型。 大尺度结构与暗能量的相互作用： 我们考察了暗能量如何影响星系团的增长率和宇宙网的演化。通过结合CMB、BAO和超新星数据，我们精确地确定了宇宙的物质-能量预算：$sim 68%$ 暗能量，$sim 27%$ 暗物质，$sim 5%$ 重子物质。 第四部分：前沿课题与未解的边疆 本书的最后部分着眼于当前理论物理学家和观测天文学家正在努力解决的尖端问题。 暴胀理论的检验： 暴胀理论是衔接量子引力与早期宇宙动力学的桥梁。我们将分析暴胀对CMB的温度涨落和偏振B模式的预测。如何通过寻找和精确测量张量/标量比（$r$）来检验不同的暴胀势能模型，是未来观测的重点。 引力波天文学的宇宙学应用： 继LIGO/Virgo/KAGRA对黑洞和中子星并合的探测之后，引力波正在成为一种全新的观测窗口。我们讨论了“引力波标准汽笛”——中子星并合产生的电磁对应体（千新星）——如何作为独立于光学的距离测量工具，以及它们如何用于校准哈勃常数，并探索暗能量的演化。 早期宇宙的物理极限： 我们探讨了普朗克尺度下的量子引力效应可能如何影响宇宙的起始。这包括对“火球”（Fireball）模型、弦理论景观（Landscape）的简要介绍，以及在何种情况下，FLRW模型的假设将不再适用（例如，在宇宙的最初瞬间或黑洞内部）。 宇宙的未来命运： 基于当前的 $Lambda$CDM 模型，我们将推演宇宙在遥远未来可能的结局：是永恒的、加速膨胀的“大冻结”（Heat Death），还是暗能量性质发生变化可能导致的“大撕裂”（Big Rip）。 本书力求在严谨的物理学基础上，保持叙事的清晰流畅，引导读者穿越时空的尺度，从微观的量子涨落到宏观的宇宙结构，全面把握我们对宇宙的当前认知边界。

评分☆☆☆☆☆

《现代宇宙学（第2版）》这本书，与其说是知识的灌输，不如说是智慧的启迪。它以一种非常独特的方式，让我重新审视了我们所居住的这个宇宙。 我一直觉得，宇宙学研究的是那些最基本的问题：我们从哪里来？宇宙将走向何方？这本书并没有直接给出答案，而是带领我走进了科学家们探索这些问题的历程。我看到了他们如何通过精密的计算和严谨的实验，来验证一个个假说，如何不断挑战和更新我们对宇宙的认知。 书中对宇宙膨胀模型的研究，是我学习的重点。作者不仅介绍了标准模型，还对一些替代模型进行了探讨，这让我意识到，科学的本质在于不断地探索和求证。即使是看似已经确定的理论，也可能存在着被修正或超越的可能性，而这恰恰是科学的魅力所在。 我特别喜欢书中对一些著名宇宙学观测的介绍，比如哈勃望远镜的发现，以及近些年来的引力波探测。这些观测不仅是技术的奇迹，更是人类智慧的结晶，它们为我们提供了宝贵的证据，帮助我们拼凑出宇宙的图景。读到这些内容，我感受到的不仅是知识的获得，更是一种对人类探索精神的敬意。 关于宇宙的起源，书中并没有给出单一的、绝对的答案，而是呈现了多种可能性和仍在进行的探索。这种开放的态度，让我觉得宇宙学是一个充满活力、不断发展的领域，并且每个人都有可能成为其中的一员，参与到对宇宙的探索之中。 这本书的语言风格非常沉稳而富有洞察力，没有丝毫的浮夸，却能在字里行间透露出对宇宙的深邃理解。对于希望对宇宙学有一个全面而深入了解的读者来说，这本书绝对是不可多得的佳作。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开《现代宇宙学（第2版）》，我抱着一种“试试看”的心态，毕竟宇宙学听起来就带着些许遥不可及的意味。然而，这本书很快就颠覆了我的看法。它仿佛一座精心搭建的桥梁，连接了普通读者与前沿的宇宙科学。 书中对早期宇宙的描述尤其引人入胜。作者在讲述宇宙的“诞生”时，并没有使用晦涩的术语，而是用一种接近讲故事的方式，描绘了那个极端炽热、密度巨大的初始状态，以及随后发生的、一系列惊心动魄的演化过程。我得以了解到，在那个极其短暂的时刻，我们今天所熟知的粒子和力是如何形成的，这是一个多么令人惊叹的开端！ 紧接着，书中对宇宙大尺度结构的形成进行了深入的阐述。我曾经对星系和星系团的分布感到好奇，不知道它们为何会呈现出如此奇特的“宇宙网”状结构。通过这本书，我明白了这是引力作用下物质分布不均匀性的自然结果，而宇宙微波背景辐射的微小涨落，正是这种不均匀性的种子。这种关联性，让我对宇宙的宏观秩序有了全新的认识。 此外，书中对宇宙学常数和宇宙加速膨胀的讨论，也让我大开眼界。长期以来，我们都认为宇宙的膨胀会因为引力而减速，但令人意外的是，观测证据却指向了相反的方向。作者详细解释了暗能量的概念，以及它如何驱动着宇宙的加速膨胀，这无疑是现代宇宙学中最具革命性的发现之一。 这本书的结构非常严谨，从基础概念到前沿理论，层层递进，逻辑清晰。即使遇到一些抽象的概念，作者也总能找到恰当的比喻来帮助读者理解。我强烈推荐给任何对宇宙的终极问题感到好奇的读者。

评分☆☆☆☆☆

《现代宇宙学（第2版）》给我的感觉，与其说是一本教科书，不如说是一次引人入胜的宇宙漫游。作者并没有刻意营造一种“学者”的语气，反而更像是一位热情的朋友，带着你一同探索那些最前沿的宇宙学知识。 我特别喜欢书中对观测手段的介绍。宇宙学研究很大程度上依赖于我们能够“看到”什么，这本书详细介绍了各种望远镜、探测器的工作原理，以及它们如何帮助我们捕捉到来自遥远星系的光线，甚至是在宇宙黎明时期留下的微弱信号。这让我意识到，我们对宇宙的认知，离不开一代代科学家们不懈的努力和创新的技术。 关于宇宙的膨胀，书中也给出了非常直观的解释。例如，通过类比气球表面上的点随着气球膨胀而彼此远离，我很快就理解了红移现象背后的含义，以及它如何成为支持宇宙膨胀的最有力证据之一。这种形象的比喻，极大地降低了理解门槛，也让学习过程变得更加有趣。 书中对宇宙学模型演变的梳理也让我印象深刻。从早期相对简单的模型，到如今更加精细和复杂的描述，我看到了科学的进步是如何一步步修正和完善的。这种开放和自我纠错的精神，也是科学最迷人的地方之一。 总而言之，《现代宇宙学（第2版）》是一本集科学性、趣味性和启发性于一体的优秀读物。它不仅仅提供了知识，更点燃了我对宇宙探索的热情。

评分☆☆☆☆☆

这本《现代宇宙学（第2版）》真是让我眼前一亮！一直以来，我对宇宙的起源和演化都充满了好奇，但很多科普读物要么过于浅显，要么过于艰深，很难找到一个恰到好处的切入点。这本书的出现，就像是为我打开了一扇通往宇宙深处的大门。 从内容上看，它并没有简单地罗列各种理论和模型，而是将复杂的概念拆解得条理清晰。作者在讲述大爆炸理论时，并没有止步于“发生了什么”，而是深入探讨了它背后的证据，比如宇宙微波背景辐射的发现，以及它如何支持了膨胀宇宙的模型。读到这里，我仿佛亲眼见证了科学家们如何通过精密的观测和严谨的推理，一步步揭开宇宙的面纱。 更让我惊喜的是，书中对暗物质和暗能量的讨论。这两个概念曾经让我感到非常神秘和难以理解，但通过作者的阐述，我明白了它们是如何在现代宇宙学研究中扮演着至关重要的角色，以及科学家们正在通过哪些实验和理论来试图揭示它们的本质。这种循序渐进的解释方式，让我觉得宇宙学并非高不可攀，而是可以通过努力去理解和探索的。 此外，书中还涉及了宇宙的未来，从不同的模型和可能性进行了探讨，这让我对我们所处的这个宏大而神秘的宇宙有了更深层次的思考。整本书的阅读体验非常流畅，语言生动形象，即使是初学者也能轻松理解。对于任何对宇宙充满好奇的人来说，这本书都是一个绝佳的选择。

评分☆☆☆☆☆

《现代宇宙学（第2版）》这本书，给我最大的感受是那种“见微知著”的宏大叙事。作者能够从宇宙中最细微的现象，引申出对整个宇宙演化规律的深刻理解，这种能力令人惊叹。 我记得书中关于宇宙年龄的讨论。仅仅是通过观测遥远星系的距离和膨胀速度，科学家们就能够估算出宇宙已经存在了多少年。这个过程，在我看来简直是不可思议。作者用非常易懂的方式解释了“距离阶梯”的概念，以及如何通过标准烛光来测量宇宙的尺度，这让我对天文学的测量技术有了全新的认识。 书中对宇宙物质成分的分析也让我印象深刻。我们所熟悉的原子构成我们日常生活中的一切，但作者指出，这些“普通物质”在宇宙的总质量和能量中只占很小的比例。暗物质和暗能量占据了绝大部分，这不禁让我感到一丝神秘和敬畏。理解这两种“隐形”的成分，对于理解宇宙的演化至关重要，而本书在这方面给予了非常有价值的解读。 我尤其欣赏书中对宇宙学模型与观测数据之间关系的探讨。科学的生命力在于其预测能力和与现实的契合度。作者详细阐述了科学家们如何通过不断地收集和分析观测数据，来检验和完善宇宙学模型，并且如何利用模型来预测新的现象。这种循环往复的科学研究过程，让我看到了科学的严谨和力量。 这本书的结构安排也非常合理，从对宇宙基本概念的介绍，到对主要理论的阐述，再到对前沿问题的探讨，逻辑链条非常清晰。阅读过程中，我感觉自己就像是跟随一位经验丰富的向导，在宇宙的浩瀚海洋中进行着一次富有成效的探索。它让我不仅学到了知识，更重要的是，培养了我用科学的眼光去观察和思考宇宙的能力。

评分☆☆☆☆☆

买错了，还以为是理论书籍呢！

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不错

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评分☆☆☆☆☆

书真心不错

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好好好好好好好好好好好好好

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专业书籍，写的不错，容易理解，难得的好书，正在认真看

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很好很好很好很好很好

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