物理学经典教材：天体物理学（影印版）（英文版） [Astrophysics in a Nutshell] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[以] 马泽（Maoz D.） 著

图书标签:

• 天体物理学
• 物理学
• 天文学
• 科普
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• 英文原版
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• 影印版
• Astrophysics
• Nutshell

出版社： 世界图书出版公司

ISBN：9787510058127

版次：1

商品编码：11270385

包装：平装

外文名称：Astrophysics in a Nutshell

开本：16开

出版时间：2013-03-01

用纸：胶版纸

页数：249

正文语种：英文

内容简介

　　This textbook is based on the one-semester course "Introduction to Astrophysics，" taken by third-year physics students at Tel-Aviv University， which I taught several times in the years 2000-2005. My objective in writing this book is to provide an introductory astronomy text that is suited for university students majoring in physical science fields （physics， astronomy， chemistry， engineering， etc.）， rather than for a wider audience， for which many astronomy textbooks already exist. I have tried to cover a large and representative fraction of the main elements of modern astrophysics， including some topics at the forefront of current research. At the same time， I have made an effort to keep this book concise.

内页插图

目录

Preface
Constants and Units
1 Introduction
1.1 Observational Techniques
Problems

2 Stars: Basic Observations
2.1 Review of Blackbody Radiation
2.2 Measurement of Stellar Parameters
2.3 The Hertzsprung-Russell Diagram
Problems

3 Stellar Physics
3.1 Hydrostatic Equilibrium and the Virial Theorem
3.2 Mass Continuity
3.3 Radiative Energy Transport
3.4 Energy Conservation
3.5 The Equations of Stellar Structure
3.6 The Equation of State
3.7 Opaaty
3.8 Scaling Relations on the Main Sequence
3.9 Nuclear Energy Production
3.10 Nuclear Reaction Rates
3.11 Solution ofthe Equations of Stellar Structure
3.12 Convection
Problems

4 Stellar Evolution and Stellar Remnants
4.1 Stellar Evolution
4.2 White Dwarfs
4.3 Supernovae and Neutron Stars
4.4 Pulsars and Supernova Remnants
4.5 Black Holes
4.6 Interacting Binaries
Problems

5 Star Formation, H ii Regions, and the Interstellar Medium
5.1 Cloud Collapse and Star Formation
5.2 H ii Regions
5.3 Components ofthe Interstellar Medium
5.4 Dynanucs of Star-forming Regions
Problems

6 The Milky Way and Other Galaxies
6.1 Structure ofthe Milky Way
6.2 Galaxy Demographics
6.3 Active Galactic Nuclei and Quasars
6.4 Groups and Clusters of Galaxies
Problems

7 Cosmology: Basic Observations
7.1 The Olbers Paradox
7.2 Extragalachc Distances
7.3 Hubble's Law
7.4 Age ofthe Universe from Cosmic Clocks
7.5 Isotropy ofthe Universe
Problems

8 Big Bang Cosmology
8.1 The Friedmann-Robertson-Walker Metric
8.2 The Friedmann Equations
8.3 History and Future of the Universe
8.4 A Newtonian Derivation of the Friedmann Equations
8.5 Dark Energy and the Accelerating Universe
Problems

9 Tests and Probes of Big Bang Cosmology
9.1 Cosmological Redshift and Hubble's law
9.2 The Cosmic Microwave Background
9.3 Anisotropy of the Microwave Background
9.4 Nucleosynthesis of the Light Elements
9.5 Quasars and Other Distant Sources as Cosmological Probes
Problems

Appendix. Recommended Reading and Websitcs
Index

前言/序言

好的，以下是根据您的要求，以“物理学经典教材：天体物理学（影印版）（英文版） [Astrophysics in a Nutshell]”为基础，撰写的一份不包含该书内容的详细图书简介。 --- 宇宙的脉动与演化：现代天体物理学基础 一、 导论：跨越光年的探索 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代天体物理学知识框架，重点聚焦于我们如何利用电磁波、粒子和引力波来解析宇宙的结构、组成、起源与命运。天体物理学是物理学在宏大尺度上的应用，它要求我们将量子力学、狭义相对论、广义相对论以及核物理、等离子体物理等前沿领域融会贯通，以解释从星系团到宇宙背景辐射的万千现象。 本卷将带领读者从基础的辐射物理学出发，系统地构建起理解恒星、星系乃至整个宇宙演化的知识体系。我们不仅仅关注“是什么”，更深入探讨“为什么”和“如何”——即观测的原理、理论模型的构建，以及关键的实验和观测证据。 二、 恒星的诞生与生命周期 恒星是宇宙中最基本、最活跃的结构单元，是物质和能量循环的核心引擎。本部分将详尽阐述恒星从其形成到最终消亡的完整物理过程。 1. 恒星的起源：从分子云到原恒星 我们将探讨星际介质（ISM）的性质，特别是分子云的密度、温度和化学成分。核心内容包括： 引力不稳定性与湍流： 阐述如何由外部扰动（如超新星激波）触发分子云的局部坍缩。 Jeans不稳定性判据的实际应用： 计算不同条件下物质云的自引力坍缩临界质量和长度。 原恒星阶段： 描述围绕原恒星盘的形成，以及吸积过程中的能量释放机制。 2. 恒星内部结构与能量产生 一旦核心温度达到一定程度，核聚变便启动了。本节深入分析了恒星内部的结构平衡： 流体静力学平衡： 建立描述恒星结构的关键微分方程组。 能量传输机制： 详细对比辐射传输、对流和中微子冷却在恒星内部不同区域的主导地位。 核聚变反应链： 阐释质子-质子链（pp-chain）和碳氮氧循环（CNO cycle）的效率差异及其对主序星演化的影响。 3. 恒星的晚期演化与致密天体 恒星的命运取决于其初始质量。我们将区分低质量恒星（如太阳）和超大质量恒星的演化路径： 红巨星分支与渐近巨星分支（AGB）： 描述氦闪的物理过程和热脉冲对元素富集的影响。 白矮星的极限： 深入分析钱德拉塞卡极限的推导及其作为简并物质结构稳定性的物理基础。 超新星爆发： 区分Ia型（热核失控）和II型（核心坍缩）超新星的物理触发机制，以及它们在宇宙中重元素（铁峰以上元素）合成中的关键作用（s-过程与r-过程的对比）。 中子星与黑洞： 探讨托尔曼-奥本海默-沃尔科夫（TOV）极限，以及高密度物质状态方程的物理挑战，并简要介绍广义相对论对黑洞视界性质的描述。 三、 星系的结构、动力学与演化 从恒星聚集成星系，到星系在宇宙网中相互作用，这是一个涉及引力、磁场和等离子体物理的复杂过程。 1. 银河系观测与动力学 我们将从银河系的结构入手，理解盘状星系和椭圆星系的形态学差异： 恒星运动学： 利用多普勒效应测量恒星和气体的运动速度，分析星系旋转曲线的非开普勒特征。 暗物质的证据： 详细论证旋转曲线、引力透镜效应和星系团尺度的动力学测量如何指向暗物质的存在，并讨论当前主流暗物质候选粒子的物理特性。 2. 星系形成与演化理论 现代星系形成理论基于冷暗物质（CDM）层级结构形成模型： 子结构形成： 模拟如何通过小尺度的暗物质晕的合并与吸积，逐步形成我们观测到的巨大星系。 恒星形成率（SFR）与环境因素： 分析星系群和星系团环境对恒星形成过程的抑制或触发效应（如“星系宇宙学效应”）。 活动星系核（AGN）： 深入探讨超大质量黑洞（SMBH）在星系中心的作用，特别是AGN反馈机制如何调节宿主星系的恒星形成活动，形成“恒星形成星系”与“红移休眠星系”的区分。 四、 宇宙学：时空与整体结构 本部分将视角拉升到最大的尺度，探讨宇宙的起源、膨胀历史和最终归宿。 1. 经典宇宙学模型 基于弗里德曼方程，我们将系统分析宇宙的动力学： FLRW度规基础： 理解时空曲率（$k$）、宇宙标度因子 $a(t)$ 与物质/能量密度 $ ho$ 之间的关系。 哈勃膨胀与距离尺度： 掌握红移（$z$）与宇宙学距离（如视界面积距离）的换算，以及不同宇宙学参数（$Omega_m, Omega_Lambda, H_0$）对距离测量的影响。 2. 早期宇宙的物理学 理解宇宙诞生后的最初几分钟是现代宇宙学的核心挑战： 宇宙微波背景辐射（CMB）： 阐述CMB的产生机制（复合/去耦时期），分析其温度的各向异性（偶极子、单极子、多极子）所包含的物理信息。 大爆炸核合成（BBN）： 解释在早期宇宙冷却过程中，轻元素（H, He, Li）的相对丰度是如何被精确预测，并作为宇宙学标准模型（$Lambda$CDM）关键证据的。 3. 暗能量与宇宙的未来 暗能量作为驱动宇宙加速膨胀的神秘力量，是当前研究的前沿： 宇宙加速膨胀的观测证据： 基于Ia型超新星观测对 $Lambda$ 项的确认。 暗能量的物理解释： 探讨宇宙学常数（真空能）的微调问题，以及其他动态暗能量模型（如精质场）的基本框架。 五、 高能天体物理与新兴窗口 现代天体物理学已不再局限于电磁波观测，高能粒子和引力波的探测开辟了全新的研究领域。 1. 宇宙射线与中微子天文学 宇宙射线的加速机制： 探讨费米加速机制，用于解释银河系内外的极高能宇宙射线来源。 高能中微子探测： 分析IceCube等实验如何捕获来自遥远AGN或伽马射线暴的中微子，并作为“宇宙信使”的独特价值。 2. 引力波天文学 引力波的直接探测是检验广义相对论的终极手段： 事件的物理起源： 详细介绍双黑洞并合、黑洞与中子星并合等事件的波形建模，以及如何从波形中提取源的质量、自旋和视界信息。 多信使天源的兴起： 以双中子星并合事件（GW170817）为例，展示引力波与电磁波观测联合如何解锁对千新星（Kilonova）和重元素快速俘获过程的理解。 本书旨在为致力于深入研究天体物理学的学生和研究人员提供坚实的理论基础和广阔的视野，引导他们理解现代天体物理学是如何通过多波段、多信使的观测，逐步揭示宇宙宏伟图景的。

评分☆☆☆☆☆

初次拿到这本书，首先映入眼帘的是它朴实无华的封底，没有过多的宣传语，只有一本正经的排版，仿佛在暗示着内容的扎实与专业。我一直以来都对宇宙的宏大结构和那些奇妙的物理现象抱有浓厚的兴趣，但我的知识储备相对有限，更多的是一些科普读物上的零散信息。因此，我希望这本书能够成为我深入了解天体物理学的一个绝佳起点。我设想着，它大概会从最基本的概念讲起，比如各种天体的基本属性、运动规律，然后逐步深入到更复杂的物理过程，例如恒星的光度、温度、光谱是如何反映其内部活动和演化阶段的，黑洞的形成机制和其周围时空的扭曲是如何被观测和理解的。更重要的是，我希望它能解释那些驱动宇宙运转的根本性物理定律，让我在仰望星空时，不再仅仅是欣赏它的美，更能理解它为何如此，如何运作。这本书，对我而言，是搭建我科学认知的阶梯，是连接我好奇心与理性思考的桥梁，我渴望它能给我带来知识上的充实和智识上的满足。

评分☆☆☆☆☆

在我眼中，天体物理学一直是一个充满了哲学思辨和人类终极追问的领域。这本书的题目“Astrophysics in a Nutshell”给我一种“浓缩精华”的预感，我希望能从中提炼出那些最本质、最核心的宇宙观。我设想，它或许会从宇宙的尺度和时间性出发，引发读者对生命在宇宙中的位置以及人类文明意义的思考。我希望它能解答诸如“宇宙是无限的吗？”，“宇宙有开端和终结吗？”，“我们是孤独的吗？”这类深邃的问题。它可能不会直接给出答案，但会通过科学的视角，为我们提供思考的框架和线索。我期待书中能够讨论到宇宙的膨胀、宇宙的尺度、以及在如此浩瀚的宇宙中，生命存在的可能性。它或许还会触及到哲学与物理学之间的界限，探讨科学如何帮助我们理解我们自身以及我们在宇宙中的位置。这本书，对我而言，更像是一次精神上的升华，一次在宏大宇宙尺度下的自我认知之旅，我渴望它能拓宽我的视野，深化我对生命和宇宙的理解。

评分☆☆☆☆☆

我选择这本书，很大程度上是因为它“影印版（英文版）”的标签，这让我觉得它保留了原作最原始、最严谨的风貌。我深知，很多科学领域的知识，其最前沿的研究和最精辟的论述，往往都诞生于英文文献之中。虽然我的英文阅读能力并非顶尖，但出于对知识的纯粹追求，我愿意花更多的时间去啃读这部作品。我设想，书中会充斥着各种精确的数学公式和物理推导，这些或许会让初学者望而却步，但我相信，对于真正渴望深入理解天体物理学的人来说，这些是不可或缺的工具。我期待这本书能够引导我走进一个更加严谨和量化的宇宙认知领域，去理解那些用数字和符号构建起来的宇宙模型，去探究那些支撑着现代天体物理学大厦的理论基石。或许，它会详细阐述量子力学和广义相对论在天体物理学中的应用，解释暗物质和暗能量的奥秘，甚至触及宇宙的起源和未来。这本书，对我而言，更像是一次智力上的探险，一次对科学深度探索的承诺。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计有一种沉静而宏伟的感觉，深邃的宇宙背景图，点缀着几颗闪耀的星辰，低调地宣告着其内容的份量。我一直对宇宙的好奇心驱使我翻开了它，尽管并非专业研究者，但“天体物理学”这个词本身就充满了无穷的吸引力。在我对宇宙的初步认知中，它更像是一个充满神秘色彩的巨大舞台，星辰、星系、黑洞……这些名词只是浮光掠影。我期待这本书能像一本精美的画册，将那些抽象的概念具象化，让我能更直观地感受到宇宙的壮丽与规律。或许，它会从恒星的诞生与死亡讲起，到星系如何形成又如何演化，再到那些吞噬一切的黑洞，每一个篇章都能带我走进一个全新的宇宙角落。我甚至想象着，在阅读过程中，那些遥远的星光仿佛触手可及，那些不可思议的天体现象也能在脑海中勾勒出清晰的画面。这本书，对我而言，不仅仅是一本书，更是一扇通往未知世界的窗户，一扇让我能够窥探宇宙奥秘的窗户，我希望能在这其中找到属于自己的那份震撼与启迪。

评分☆☆☆☆☆

拿起这本书，我脑海中浮现的是实验室里整齐排列的仪器，以及天文学家在观测台前夜以继日的忙碌身影。我深知，天体物理学并非纯粹的理论学科，它的发展离不开观测数据的支持和实验的验证。因此，我非常期待这本书能够在理论讲解的同时，穿插大量的观测事实和实验证据。我希望它能详细介绍各种先进的天文观测设备，例如射电望远镜、光学望远镜、空间望远镜等等，以及它们是如何捕捉到来自遥远宇宙的信息的。我更希望它能解释，科学家们是如何通过分析这些数据，来推断出天体的性质、运动规律，甚至是宇宙的演化历程的。或许，书中会讨论如何通过光谱分析来确定恒星的成分和温度，如何通过引力波探测来研究黑洞的合并，如何通过宇宙微波背景辐射来理解宇宙的早期状态。这本书，对我而言，是连接理论与实践的纽带，是让我能够理解科学研究过程的窗口，我渴望从中学习到严谨的科学方法和求真的科学精神。

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书的质量很好，印刷的很清晰，快递太给力了

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第1章 绪论 1.1 天体物理学的研究对象 1.1.1 太阳系 1.1.2 恒星世界 1.1.3 星系和星系团 1.2 天体物理学的观测方法简介 1.2.1 地面观测 1.2.2 空间望远镜 1.2.3 空间飞船考察第2章 基本天体物理量及其测量 2.1 星等 2.1.1 视星等 2.1.2 绝对星等 2.1.3 光度 2.2 温度 2.2.1 色指数与色温度 2.2.2 有效温度 2.3 光谱型 2.3.1 天体光谱研究的开始与发展 2.3.2 恒星光谱的分类 2.3.3 不同光谱型谱线特征的成因 2.4 赫罗图 2.5 变星 2.5.1 脉动变星 2.5.2 爆发变星 2.6 天体距离的测定 2.7 恒星质量的测定 2.7.1 双星系统 2.7.2 质光关系 2.7.3 位力定理 2.8 恒星的年龄第3章 恒星的形成与演化 3.1 恒星的形成阶段 3.1.1 星云坍缩的条件与金斯判据 3.1.2 星云的快速收缩过程 3.1.3 星云的慢收缩过程——原恒星阶段 3.2 主序星阶段 3.3 恒星结构的基本方程 3.4 积分定理(位力定理) 3.5 主序后的演化 3.5.1 小质量恒星的演化1M<2.3M. 3.5.2 中等质量恒星的演化2.3M. 3.5.3 大质量恒星的演化M>8M. 3.6 超新星 3.6.1 Ⅰa型超新星 3.6.2 Ⅱ型超新星 3.6.3 中微子及其探测 3.6.4 中微子的未解之谜 3.6.5 超新星遗迹 3.7 密近双星的演化 3.7.1 洛希等势面 3.7.2 密近双星的演化 3.7.3 几种典型的最终演化结果 3.8 引力波辐射第4章 致密星 4.1 白矮星 4.1.1 白矮星的质量上限——钱德拉塞卡极限 4.1.2 白矮星的结构与冷却 4.2 中子星 4.2.1 中子星的结构 4.2.2 中子星的自转与磁场 4.3 脉冲星 4.3.1 脉冲星的发现——一个期待了30多年的结果 4.3.2 脉冲星的观测特征与理论模型 4.3.3 脉冲星的距离测量 4.3.4 有待进一步研究的问题 4.4 黑洞 4.4.1 引力半径与视界 4.4.2 引力红移与时钟变慢 4.4.3 宇宙飞船向黑洞下落的过程 4.4.4 克尔黑洞，彭罗斯过程和宇宙监察猜想 4.4.5 黑洞热力学简介 4.4.6 黑洞量子力学简介 4.4.7 搜寻黑洞 4.5 宇宙丁射线暴第5章 星际物质 5.1 星际物质的概况 5.2 中性氢区(HⅠ区)与射电21cm谱线 5.3 电离氢区(HⅡ区)与斯特龙根球 5.4 星际分子 5.4.1 星际分子的发现 5.4.2 星际分子的天体物理学意义 5.4.3 天体分子脉泽第6章 星系 6.1 星系的主要特征 6.1.1 形态与分类 6.1.2 星系质量的测定 6.1.3 旋涡星系和椭圆星系的“标准烛光” 6.1.4 银河系的主要特征 6.1.5 旋臂生成——密度波理论 6.2 活动星系与活动星系核 6.2.1 活动星系的主要观测特点 6.2.2 活动星系核(AGN)的统一模型 6.3 星系团和超星系团 6.3.1 星系的大尺度成团结构 6.3.2 星系的大尺度本动速度 6.3.3 星系团的X射线辐射 6.4 星系的形成与演化 6.4.1 单个星系的形成与演化概况 6.4.2 星系的相互作用与并合第7章 宇宙学简介 7.1 人类宇宙观的进化 7.2 宇宙的有限与无限 7.2.1 空间弯曲的观测效应 7.2.2 空间膨胀的观测效应——哈勃关系 7.2.3 时间有限的观测效应——视界 7.3 宇宙学的基本观测事实 7.3.1 大尺度上星系的分布 7.3.2 星系距离与红移之间的哈勃关系 7.3.3 宇宙微波背景辐射 7.3.4 元素丰度 7.3.5 宇宙的年龄 7.3.6 正反物质粒子数之比 7.3.7 光子数与重子数之比 7.4 几何宇宙学 7.4.1 宇宙学原理 7.4.2 三维常曲率空间与罗伯森一沃克度规 7.4.3 宇宙学红移 7.4.4 宇宙学视界 7.4.5 牛顿宇宙学 7.4.6 宇宙减速因子Qo 7.5 标准宇宙学模型 7.5.1 弗里德曼方程 7.5.2 宇宙的年龄 7.6 物理宇宙学——具有物质和辐射的宇宙 7.7 宇宙演化简史 7.7.1 时空创生 7.7.2 宇宙热历史概述 7.7.3 轻元素核合成 7.7.4 宇宙背景辐射 7.7.5 星系和宇宙大尺度结构的形成 7.8 几个重要的前沿课题 7.8.1 宇宙的暴胀 7.8.2 宇宙中的暗物质 7.8.3 引力透镜 7.8.4 宇宙暗能量 7.8.5 宇宙学与物理世界的统一参考书目