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内容大纲
本书以科普为主要特色,通过一场宇宙时间之旅来介绍现代宇宙学。我们将从宇宙创生时刻出发,在时间长河中顺流而下,一直旅行到今天;并且按照时间顺序,逐一介绍7个最核心的宇宙学主题,包括暴胀、宇宙大爆炸、宇宙微波背景、宇宙大尺度结构、第一代恒星、暗物质、暗能量。本书是由著名科普作家王爽领衔,中山大学物理与天文学院和香港科技大学理学院多位教师合作撰写的宇宙学教材。读者对象为高校物理学、天文学相关专业的本科生和研究生,以及对宇宙学特别感兴趣的高中生和爱好者。 -
作者介绍
王爽,中山大学物理与天文学院副教授,博士生导师。多年来致力于宇宙学的研究,目前已发表SCI论文35篇,总引用超过1800次。科普作家,著有《宇宙奥德赛:漫步太阳系》《给孩子讲宇宙》《给孩子讲相对论》,获得过包括“中国出版协会2017年度中国30本好书”和“国家新闻出版署2018年向全国青少年推荐百种优秀出版物”在内的一系列科普大奖。粉丝数近200万的新浪微博知名科学科普博主,凤凰卫视、深圳卫视、TEDX标准级大会演讲嘉宾。 -
目录
1 现代宇宙学基础
1.1 宇宙空间之旅
1.2 标准烛光
1.3 宇宙膨胀
1.4 弗里德曼方程
参考文献
2 暴胀
2.1 平坦性问题和视界问题
2.2 暴胀
2.3 永恒暴胀
2.4 慢滚暴胀
2.4.1 暴胀子的动力学
2.4.2 近似解:慢滚暴胀
2.4.3 密度扰动:星系结构起源的种子
2.5 重加热
参考文献
3 宇宙大爆炸
3.1 热大爆炸宇宙学
3.2 原初核合成
3.3 宇宙演化简史
3.4 正反物质不对称
3.5 稳恒态宇宙
参考文献
4 宇宙微波背景
4.1 CMB的发现
4.2 CMB的产生
4.3 CMB的主级效应
4.3.1 低分辨率CMB天图和原初扰动的相似性
4.3.2 CMB温度天图中的声波振荡
4.4 CMB的次级效应
参考文献
5 宇宙大尺度结构
5.1 大尺度结构
5.2 星系的形成和演化
5.2.1 宇宙扰动的增长
5.2.2 暗物质晕、恒星与星系的形成
5.2.3 星系的演化和并合
5.3 星系的数量
5.3.1 星系数量的天文观测
5.3.2 星系数量的理论解释
5.4 星系的空间分布
5.4.1 宇宙网络
5.4.2 均匀性、成团性和重子声波振荡
5.4.3 星系分布与宇宙物质场的关系
参考文献
6 第一代恒星
6.1 第一代恒星的特征
6.2 第一代恒星的形成
6.2.1 基本物理过程
6.2.2 只含原初气体的恒星的形成
6.3 第一代恒星的演化
6.3.1 太阳的演化
6.3.2 大质量恒星的演化
6.4 第一代恒星的死亡
6.4.1 化学元素的起源
6.4.2 第一代恒星的归宿
参考文献
7 暗物质
7.1 暗物质的发现
7.2 暗物质的性质
7.2.1 暗物质由原子构成的可能性
7.2.2 暗物质由中微子构成的可能性
7.3 暗物质的理论
7.3.1 WIMP
7.3.2 轴子
7.3.3 惰性中微子
7.4 暗物质的探测
7.4.1 WIMP的探测
7.4.2 轴子的探测
7.4.3 惰性中微子的探测
参考文献
8 暗能量
8.1 暗能量的发现
8.2 暗能量的理论
8.3 暗能量的观测
8.4 宇宙的最终命运
参考文献
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