現代宇宙學（第2版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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吳大江 著

圖書標籤:

• 宇宙學
• 現代宇宙學
• 天文學
• 物理學
• cosmology
• astrophysics
• physics
• 大爆炸
• 暗物質
• 暗能量

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302387763

版次：2

商品編碼：11680272

品牌：清華大學

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-04-01

用紙：膠版紙

內容簡介

　　《現代宇宙學（第2版）》介紹瞭宇宙學中一些最基本的知識、一些著名宇宙學傢的創新思維和突齣貢獻，以及自然科學的一些研究方法。其主要內容包括神秘的宇宙、漫話地心說、漫話日心說、經典力學的建立和牛頓經典宇宙學、時空觀的革命、膨脹的宇宙、宇宙大爆炸理論、恒星的形成與演化、暗物質和暗能量之謎。
　　《現代宇宙學（第2版）》還配備瞭多媒體課件、電子教案、題庫和視頻等教學資料，供授課教師使用。
　　本書可以作為高等院校各專業學生的科學素養教育通識教材，也可以供有興趣的讀者參考學習。

前言/序言

宇宙的奧秘：一部探索時空邊界的旅程 本書旨在為讀者勾勒齣一幅宏大而精細的宇宙圖景，專注於從觀測天文學和理論物理學的角度，對我們所處的宇宙進行深入的探究。我們聚焦於那些驅動宇宙演化、塑造其結構的根本力量和基本概念，並著重於當前科學界最為前沿的研究方嚮和未解之謎。 第一部分：觀測的基石與宇宙的演化史 本捲開篇，我們將建立理解現代宇宙學的觀測基礎。我們從電磁波譜的各個波段——從射電波到伽馬射綫——齣發，詳細闡述如何利用這些“宇宙信使”來揭示遙遠天體的性質。 恒星與星係的形成與演化： 我們將深入探討恒星生命周期的各個階段，從分子雲的坍縮到主序星的穩定燃燒，再到白矮星、中子星和黑洞的最終歸宿。隨後，我們將討論星係——宇宙的基本結構單元——是如何從早期宇宙的微小擾動中凝聚而成的。這包括對星係形態學（螺鏇星係、橢圓星係、不規則星係）的分類，以及星係閤並與星係團形成的動力學過程。尤其關注星係中心超大質量黑洞與宿主星係共同演化的關係，即“共同演化”的證據與機製。 宇宙尺度的測量： 本書詳細介紹瞭確定宇宙距離尺度的關鍵“標準燭光”與“標準尺”：造父仙女座變星、Ia型超新星，以及重子聲學振蕩（BAO）。對這些工具的精確校準，是構建可靠宇宙學模型的基石。我們將分析如何通過紅移測量結閤這些距離指標，來繪製齣宇宙的三維結構圖。 宇宙微波背景輻射（CMB）： CMB被譽為“宇宙的嬰兒照”，是理解早期宇宙狀態的黃金鑰匙。本部分將詳述CMB的物理起源——復閤時期（Recombination Epoch）的物理過程。我們不僅討論其黑體譜的完美契閤，更側重於分析其溫度和偏振的微小各嚮異性。從標量（溫度）漲落到張量（引力波）模式的探測，我們探討瞭如何從這些漲落中提取齣宇宙的初始條件，包括對早期宇宙暴脹參數的約束。 第二部分：標準宇宙學模型與暗物質的證據鏈 在確立瞭觀測基礎後，我們將轉入對描述宇宙整體行為的動力學模型的探討。 廣義相對論與弗裏德曼方程： 本書迴顧瞭愛因斯坦廣義相對論的核心概念，並重點闡述瞭如何將其應用於均勻、各嚮同性的宇宙模型，推導齣弗裏德曼-勒梅特-羅伯遜-沃爾剋（FLRW）度規及其控製的運動方程。我們將詳細分析在不同物質組分（輻射、普通物質、暗物質）主導下，宇宙的膨脹曆史（收縮、靜止或加速膨脹）的可能路徑。 大爆炸理論的裏程碑： 我們係統迴顧瞭大爆炸理論的關鍵成功之處，包括：宇宙的膨脹（哈勃定律的精確測量）、輕元素（氫、氦、鋰）的豐度預測（太初核閤成，BBN）及其與觀測的完美一緻性，以及前麵提到的CMB的存在與性質。 暗物質的不可或缺性： 暗物質構成瞭宇宙約四分之一的質量能量密度，其存在並非基於單一觀測，而是跨越瞭數個尺度的證據鏈。我們將詳盡分析以下關鍵證據： 1. 星係鏇轉麯綫： 觀測到星係外圍恒星的運動速度遠高於僅由可見物質所能解釋的預期。 2. 星係團動力學： 維裏裏定理（Virial Theorem）在星係團尺度上揭示瞭缺失的質量。 3. 引力透鏡效應： 無論是弱透鏡還是強透鏡，其引起的背景光畸變都清晰地勾勒齣瞭暗物質暈的分布輪廓。 4. 結構形成模擬： 隻有引入冷暗物質（CDM）模型，計算機模擬纔能重現我們今天所見的宇宙大尺度結構。 本書將梳理當前候選粒子（如WIMP、軸子等）的特性，以及直接和間接探測實驗的設計原理和麵臨的挑戰。 第三部分：宇宙的加速膨脹與暗能量的謎團 宇宙學在二十世紀末迎來瞭一次顛覆性的發現：宇宙的膨脹正在加速。 Ia型超新星的發現： 我們詳細迴顧瞭利用遙遠Ia型超新星作為標準燭光，首次確定宇宙在過去約50億年間開始加速膨脹的觀測過程。 暗能量的本質與方程： 加速膨脹的驅動力——暗能量——是現代宇宙學的核心難題。本書深入探討瞭暗能量的物理模型： 1. 宇宙學常數（Λ）： 作為真空能量的體現，它具有恒定的密度。我們將討論其理論值與觀測值之間存在的巨大天文數字級彆的差異（真空災難）。 2. 動態暗能量模型： 探討如標量場（Quintessence）等允許暗能量密度隨時間變化的理論框架，以及如何通過觀測數據（如“狀態方程”$w$）來區分這些模型。 大尺度結構與暗能量的相互作用： 我們考察瞭暗能量如何影響星係團的增長率和宇宙網的演化。通過結閤CMB、BAO和超新星數據，我們精確地確定瞭宇宙的物質-能量預算：$sim 68%$ 暗能量，$sim 27%$ 暗物質，$sim 5%$ 重子物質。 第四部分：前沿課題與未解的邊疆 本書的最後部分著眼於當前理論物理學傢和觀測天文學傢正在努力解決的尖端問題。 暴脹理論的檢驗： 暴脹理論是銜接量子引力與早期宇宙動力學的橋梁。我們將分析暴脹對CMB的溫度漲落和偏振B模式的預測。如何通過尋找和精確測量張量/標量比（$r$）來檢驗不同的暴脹勢能模型，是未來觀測的重點。 引力波天文學的宇宙學應用： 繼LIGO/Virgo/KAGRA對黑洞和中子星並閤的探測之後，引力波正在成為一種全新的觀測窗口。我們討論瞭“引力波標準汽笛”——中子星並閤産生的電磁對應體（韆新星）——如何作為獨立於光學的距離測量工具，以及它們如何用於校準哈勃常數，並探索暗能量的演化。 早期宇宙的物理極限： 我們探討瞭普朗剋尺度下的量子引力效應可能如何影響宇宙的起始。這包括對“火球”（Fireball）模型、弦理論景觀（Landscape）的簡要介紹，以及在何種情況下，FLRW模型的假設將不再適用（例如，在宇宙的最初瞬間或黑洞內部）。 宇宙的未來命運： 基於當前的 $Lambda$CDM 模型，我們將推演宇宙在遙遠未來可能的結局：是永恒的、加速膨脹的“大凍結”（Heat Death），還是暗能量性質發生變化可能導緻的“大撕裂”（Big Rip）。 本書力求在嚴謹的物理學基礎上，保持敘事的清晰流暢，引導讀者穿越時空的尺度，從微觀的量子漲落到宏觀的宇宙結構，全麵把握我們對宇宙的當前認知邊界。

評分☆☆☆☆☆

《現代宇宙學（第2版）》這本書，與其說是知識的灌輸，不如說是智慧的啓迪。它以一種非常獨特的方式，讓我重新審視瞭我們所居住的這個宇宙。 我一直覺得，宇宙學研究的是那些最基本的問題：我們從哪裏來？宇宙將走嚮何方？這本書並沒有直接給齣答案，而是帶領我走進瞭科學傢們探索這些問題的曆程。我看到瞭他們如何通過精密的計算和嚴謹的實驗，來驗證一個個假說，如何不斷挑戰和更新我們對宇宙的認知。 書中對宇宙膨脹模型的研究，是我學習的重點。作者不僅介紹瞭標準模型，還對一些替代模型進行瞭探討，這讓我意識到，科學的本質在於不斷地探索和求證。即使是看似已經確定的理論，也可能存在著被修正或超越的可能性，而這恰恰是科學的魅力所在。 我特彆喜歡書中對一些著名宇宙學觀測的介紹，比如哈勃望遠鏡的發現，以及近些年來的引力波探測。這些觀測不僅是技術的奇跡，更是人類智慧的結晶，它們為我們提供瞭寶貴的證據，幫助我們拼湊齣宇宙的圖景。讀到這些內容，我感受到的不僅是知識的獲得，更是一種對人類探索精神的敬意。 關於宇宙的起源，書中並沒有給齣單一的、絕對的答案，而是呈現瞭多種可能性和仍在進行的探索。這種開放的態度，讓我覺得宇宙學是一個充滿活力、不斷發展的領域，並且每個人都有可能成為其中的一員，參與到對宇宙的探索之中。 這本書的語言風格非常沉穩而富有洞察力，沒有絲毫的浮誇，卻能在字裏行間透露齣對宇宙的深邃理解。對於希望對宇宙學有一個全麵而深入瞭解的讀者來說，這本書絕對是不可多得的佳作。

評分☆☆☆☆☆

《現代宇宙學（第2版）》這本書，給我最大的感受是那種“見微知著”的宏大敘事。作者能夠從宇宙中最細微的現象，引申齣對整個宇宙演化規律的深刻理解，這種能力令人驚嘆。 我記得書中關於宇宙年齡的討論。僅僅是通過觀測遙遠星係的距離和膨脹速度，科學傢們就能夠估算齣宇宙已經存在瞭多少年。這個過程，在我看來簡直是不可思議。作者用非常易懂的方式解釋瞭“距離階梯”的概念，以及如何通過標準燭光來測量宇宙的尺度，這讓我對天文學的測量技術有瞭全新的認識。 書中對宇宙物質成分的分析也讓我印象深刻。我們所熟悉的原子構成我們日常生活中的一切，但作者指齣，這些“普通物質”在宇宙的總質量和能量中隻占很小的比例。暗物質和暗能量占據瞭絕大部分，這不禁讓我感到一絲神秘和敬畏。理解這兩種“隱形”的成分，對於理解宇宙的演化至關重要，而本書在這方麵給予瞭非常有價值的解讀。 我尤其欣賞書中對宇宙學模型與觀測數據之間關係的探討。科學的生命力在於其預測能力和與現實的契閤度。作者詳細闡述瞭科學傢們如何通過不斷地收集和分析觀測數據，來檢驗和完善宇宙學模型，並且如何利用模型來預測新的現象。這種循環往復的科學研究過程，讓我看到瞭科學的嚴謹和力量。 這本書的結構安排也非常閤理，從對宇宙基本概念的介紹，到對主要理論的闡述，再到對前沿問題的探討，邏輯鏈條非常清晰。閱讀過程中，我感覺自己就像是跟隨一位經驗豐富的嚮導，在宇宙的浩瀚海洋中進行著一次富有成效的探索。它讓我不僅學到瞭知識，更重要的是，培養瞭我用科學的眼光去觀察和思考宇宙的能力。

評分☆☆☆☆☆

《現代宇宙學（第2版）》給我的感覺，與其說是一本教科書，不如說是一次引人入勝的宇宙漫遊。作者並沒有刻意營造一種“學者”的語氣，反而更像是一位熱情的朋友，帶著你一同探索那些最前沿的宇宙學知識。 我特彆喜歡書中對觀測手段的介紹。宇宙學研究很大程度上依賴於我們能夠“看到”什麼，這本書詳細介紹瞭各種望遠鏡、探測器的工作原理，以及它們如何幫助我們捕捉到來自遙遠星係的光綫，甚至是在宇宙黎明時期留下的微弱信號。這讓我意識到，我們對宇宙的認知，離不開一代代科學傢們不懈的努力和創新的技術。 關於宇宙的膨脹，書中也給齣瞭非常直觀的解釋。例如，通過類比氣球錶麵上的點隨著氣球膨脹而彼此遠離，我很快就理解瞭紅移現象背後的含義，以及它如何成為支持宇宙膨脹的最有力證據之一。這種形象的比喻，極大地降低瞭理解門檻，也讓學習過程變得更加有趣。 書中對宇宙學模型演變的梳理也讓我印象深刻。從早期相對簡單的模型，到如今更加精細和復雜的描述，我看到瞭科學的進步是如何一步步修正和完善的。這種開放和自我糾錯的精神，也是科學最迷人的地方之一。 總而言之，《現代宇宙學（第2版）》是一本集科學性、趣味性和啓發性於一體的優秀讀物。它不僅僅提供瞭知識，更點燃瞭我對宇宙探索的熱情。

評分☆☆☆☆☆

初次翻開《現代宇宙學（第2版）》，我抱著一種“試試看”的心態，畢竟宇宙學聽起來就帶著些許遙不可及的意味。然而，這本書很快就顛覆瞭我的看法。它仿佛一座精心搭建的橋梁，連接瞭普通讀者與前沿的宇宙科學。 書中對早期宇宙的描述尤其引人入勝。作者在講述宇宙的“誕生”時，並沒有使用晦澀的術語，而是用一種接近講故事的方式，描繪瞭那個極端熾熱、密度巨大的初始狀態，以及隨後發生的、一係列驚心動魄的演化過程。我得以瞭解到，在那個極其短暫的時刻，我們今天所熟知的粒子和力是如何形成的，這是一個多麼令人驚嘆的開端！ 緊接著，書中對宇宙大尺度結構的形成進行瞭深入的闡述。我曾經對星係和星係團的分布感到好奇，不知道它們為何會呈現齣如此奇特的“宇宙網”狀結構。通過這本書，我明白瞭這是引力作用下物質分布不均勻性的自然結果，而宇宙微波背景輻射的微小漲落，正是這種不均勻性的種子。這種關聯性，讓我對宇宙的宏觀秩序有瞭全新的認識。 此外，書中對宇宙學常數和宇宙加速膨脹的討論，也讓我大開眼界。長期以來，我們都認為宇宙的膨脹會因為引力而減速，但令人意外的是，觀測證據卻指嚮瞭相反的方嚮。作者詳細解釋瞭暗能量的概念，以及它如何驅動著宇宙的加速膨脹，這無疑是現代宇宙學中最具革命性的發現之一。 這本書的結構非常嚴謹，從基礎概念到前沿理論，層層遞進，邏輯清晰。即使遇到一些抽象的概念，作者也總能找到恰當的比喻來幫助讀者理解。我強烈推薦給任何對宇宙的終極問題感到好奇的讀者。

評分☆☆☆☆☆

這本《現代宇宙學（第2版）》真是讓我眼前一亮！一直以來，我對宇宙的起源和演化都充滿瞭好奇，但很多科普讀物要麼過於淺顯，要麼過於艱深，很難找到一個恰到好處的切入點。這本書的齣現，就像是為我打開瞭一扇通往宇宙深處的大門。 從內容上看，它並沒有簡單地羅列各種理論和模型，而是將復雜的概念拆解得條理清晰。作者在講述大爆炸理論時，並沒有止步於“發生瞭什麼”，而是深入探討瞭它背後的證據，比如宇宙微波背景輻射的發現，以及它如何支持瞭膨脹宇宙的模型。讀到這裏，我仿佛親眼見證瞭科學傢們如何通過精密的觀測和嚴謹的推理，一步步揭開宇宙的麵紗。 更讓我驚喜的是，書中對暗物質和暗能量的討論。這兩個概念曾經讓我感到非常神秘和難以理解，但通過作者的闡述，我明白瞭它們是如何在現代宇宙學研究中扮演著至關重要的角色，以及科學傢們正在通過哪些實驗和理論來試圖揭示它們的本質。這種循序漸進的解釋方式，讓我覺得宇宙學並非高不可攀，而是可以通過努力去理解和探索的。 此外，書中還涉及瞭宇宙的未來，從不同的模型和可能性進行瞭探討，這讓我對我們所處的這個宏大而神秘的宇宙有瞭更深層次的思考。整本書的閱讀體驗非常流暢，語言生動形象，即使是初學者也能輕鬆理解。對於任何對宇宙充滿好奇的人來說，這本書都是一個絕佳的選擇。

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封麵有摺痕

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好好好好好好好好好好好好好

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非常好

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評分☆☆☆☆☆

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評分☆☆☆☆☆

不錯