中外物理学精品书系：现代天体物理（上） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陆埮 编

图书标签:

• 天体物理学
• 现代物理
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• 中外物理学精品书系
• 高等教育

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301250617

版次：1

商品编码：11605690

包装：平装

丛书名： 中外物理学精品书系

开本：16开

出版时间：2014-11-01

用纸：胶版纸

页数：360

字数：460000

正文语种：中文

编辑推荐

　　《现代天体物理(上)》反映了天体物理的研究现状，内容有相当的广度和深度，介绍了国际学术前沿，反映了国内和个人的科研成果。

内容简介

　　《中外物理学精品书系：现代天体物理（上）》揭示极小粒子与极大宇宙之间的内在联系和统一规律是目前粒子物理和宇宙学研究的前沿课题。《中外物理学精品书系：现代天体物理（上）》就现代天体物理发展的不同领域分析研究范围和成果，可供相关研究人员阅读。

作者简介

　　　　陆埮，紫金山天文台研究员，中国科学院院士。在粒子物理和天体物理等方面发表论文250余篇，著有《宇宙——物理学的最大研究对象》等书。曾获教育部科技一等奖2次，国家自然科学二、三等奖各1次。

目录

第一章 宇宙学
1.0 绪论
1.1 宇宙学与粒子物理
1.1.1 引言
1.1.2 物质-反物质不对称、重子物质起源与对称性破缺
1.1.3 暗物质属性、丰度起源与对称性
参考文献
1.2 大爆炸宇宙学
1.2.1 早期发展历史
1.2.2 进一步的发展
1.2.3 宇宙的膨胀
1.2.4 Robertson-walker度规和膨胀动力学
1.2.5 热大爆炸理论与宇宙微波背景辐射
1.2.6 大爆炸核合成（bigbangnucleosynthesis，BBN）
1.2.7 未解决的问题
参考文献
1.3 暴胀宇宙学
1.3.1 热大爆炸宇宙学中的几个疑难问题
1.3.2 暴胀宇宙学对大爆炸宇宙学疑难的解释
1.3.3 新旧暴胀宇宙学模型
1.3.4 原初曲率扰动的功率谱
1.3.5 原初曲率扰动的非高斯性
1.3.6 结语
参考文献
1.4 宇宙加速膨胀和暗能量
1.4.1 宇宙加速膨胀和暗能量的实验证据
1.4.2 暗能量模型简介
1.4.3 暗能量研究现状
1.4.4 宇宙加速膨胀物理机制的探讨和暗能量研究展望
参考文献
1.5 暗物质及其实验搜寻
1.5.1 暗物质存在证据
1.5.2 暗物质粒子和弱相互作用重粒子（WIMP）
1.5.3 暗物质粒子探测的原理和方法
1.5.4 暗物质研究现状
1.5.5 结语
参考文献
1.6 宇宙动力学和热力学的关系
1.6.1 引言
1.6.2 从热力学第一定律到Friedmann方程
1.6.3 Friedmann方程和热力学第一定律的等价性
1.6.4 宇宙表现视界的霍金辐射
1.6.5 结语
参考文献
1.7 宇宙学与超弦理论
1.7.1 弦论中的暴胀模型
1.7.2 宇宙弦
1.7.3 暗能量
参考文献
1.8 宇宙微波背景辐射
1.8.1 宇宙微波背景辐射的起源
1.8.2 宇宙微波背景辐射实验的发展历史
1.8.3 CMB各向异性的基本理论
参考文献

第二章 星系
2.0 绪论
2.1 暗能量的宇宙大尺度结构探针
2.1.1 通过宇宙大尺度结构探索暗能量的原理
2.1.2 重子声波振荡
2.1.3 红移畸变
2.1.4 弱引力透镜
2.1.5 宇宙加速膨胀的非暗能量解释和基于宇宙大尺度结构的甄别方法
……
第三章 银河系
第四章 恒星
后记

精彩书摘

　　《中外物理学精品书系：现代天体物理（上）》：
　　3.作为引力波源的超大质量双黑洞
　　双黑洞通过与吸积盘相互交换轨道能量和角动量，与吸积盘耦合在一起向内迁移，直到引力波辐射主导其轨道能量和角动量的损失，此后双黑洞的进一步演化与轨道外吸积盘演化脱耦，脱耦半径大约几百倍主黑洞半径.再经过大约脱耦处引力波辐射时标四分之一的时间后，双黑洞并合。
　　（1）活动星系核活动和喷流形成中断
　　当与外吸积盘演化脱耦后，双黑洞在引力波辐射主导下向内迁移的快速演化过程中，仍保持与轨道内吸积盘的相互作用.双黑洞轨道内侧的吸积盘继续将能量和角动量转移给双黑洞，而双黑洞再通过引力波辐射将轨道能量和角动量转移走，这样轨道内吸积盘就继续保持与双黑洞耦合在一起演化，并随着双黑洞的并合而消失.当脱耦后的双黑洞向内迁移时，黑洞与外吸积盘之间无吸积物质间隙环不断增大，直至黑洞并合时扩展成一丛黑洞视界到外盘内边沿区域，此时，活动星系核活动和喷流的形成中断.当外吸积盘内边沿在黏滞的作用下向内移动并最终填满整个区域后，黑洞重新开始吸积，活动星系核活动和喷流形成重新开始（Liu，Wu&Cao;，2003）.这种双黑洞并合导致活动星系核活动和喷流形成中断的过程，很可能就是目前观测到的“双瓣一双瓣射电星系”（DDRGs）中喷流形成中断的物理原因.根据这一模型，X形射电星系是双瓣一双瓣射电星系的前身，两者同为星系并合的结果，因此该模型预言存在一类既具有X形射电喷流、又具有喷流形成中断的双瓣一双瓣射电结构、同时还处于星系并合晚期的天体（Liu，2004）.最近波兰天文学家Koziel-Wierzbowskaetal.（2012）通过射电和光学的多波段成像及光谱观测研究，发现射电星系CGCG292-057可能是该模型预言的这类源的原型天体。
　　（2）引力波爆发先导
　　双黑洞在引力波辐射主导下演化过程中，次黑洞继续保持对轨道内吸积盘的作用，由于引力波辐射时标短于吸积盘的黏滞时标，因此次黑洞不断挤压、加热内吸积盘，并且加热的强度随引力波辐射增强导致的双黑洞演化加速而增强，于是内吸积盘在紫外、X射线的辐射在临近双黑洞并合产生引力波爆发前急剧增高，形成先于引力波爆发的电磁波辐射先导信号（Armitage&Natarajan;，2002）。由于紫外、X射线辐射的强弱依赖于次黑洞轨道内残留气体的多少，而“脱耦”时次黑洞轨道内的吸积盘质量与主黑洞质量成正比，因此较大的双黑洞系统的引力波辐射先导较容易被探测到。
　　（3）与引力波爆发的同时性光变
　　当双黑洞轨道演化到大约十倍黑洞史瓦西半径尺度后，双黑洞的引力波辐射变得非常强，其轨道运动的狭义相对论效应也变得很显著，双黑洞的快速演化导致引力势剧烈变化.针对这一时期的相对论性流体力学数值模拟表明，双黑洞与周围气体和磁场的相互作用，以及引力波和吸积盘的作用都可能导致剧烈的电磁波辐射光变（Colpi&Dotti;，2011;Schnittman，2011）.但是由于双黑洞并合时周围的气体密度和磁场强度的不确定性，目前尚不清楚如何将这些光变和活动星系核的其他光变现象区分开来，一个可能性是双黑洞系统光变具有周期性。
　　……

前言/序言

好的，这是一份针对您提供的书名《中外物理学精品书系：现代天体物理（上）》之外的，详细且信息丰富的图书简介，旨在介绍一本不同主题的物理学书籍。为了确保内容的丰富性和专业性，我将虚构一本关于凝聚态物理学与材料科学前沿的专著。 --- 凝聚态物理前沿：从量子场论到拓扑材料的范式革命 （一本深入探讨物质微观结构、集体行为及其在尖端技术中应用的深度著作） 导言：宏观世界的微观基石 我们身处的宏观世界，其所有奇特的物理现象——从超导的零电阻到液晶的独特光学性质，再到半导体的电子控制——最终都植根于量子力学的微观实在。《凝聚态物理前沿：从量子场论到拓扑材料的范式革命》正是这样一部连接理论深度与实验广度的权威著作。本书聚焦于二十一世纪凝聚态物理学最激动人心的领域，系统梳理了驱动当代材料科学和信息技术变革的核心物理原理和前沿概念。 本书并非对经典固体物理学的简单复述，而是将重点放在多体物理学的复杂性、量子涨落的决定性作用，以及如何利用对称性原理来预测和设计具有全新功能的物质态。 第一部分：理论基础的深化——超越维格纳-塞茨近似 本部分为读者构建理解复杂量子系统的理论框架，着重强调了现代计算方法和高精度理论工具的应用。 第一章：量子场论在凝聚态中的重塑 传统上，粒子物理学采用量子场论（QFT）。本书开篇即阐述了如何将QFT的强大工具箱——如路径积分、重整化群（RG）——移植并应用于处理电子-电子相互作用和电子-声子耦合的固体系统。 有效场论与低能有效理论： 详细讨论了如何通过消除高能自由度，构建描述界面、缺陷和低维度系统的有效拉格朗日量。 非平衡态与有限温度场论： 阐述了使用Keldysh形式描述输运过程和瞬态现象，为理解泵浦-探测实验和时变拓扑系统奠定基础。 第二章：强关联电子系统的挑战 强关联体系是凝聚态物理中最具挑战性的领域。电子间的库仑排斥作用使得传统的单粒子近似（如DFT的局域密度近似LDA）失效。 Hubbard模型与Vollhardt-Menzinger方法： 深入分析了最小模型如何捕捉电子的局域化和关联效应。 动力学平均场理论（DMFT）： 提供了连接晶格模型与杂质模型的桥梁，精准预测了金属-绝缘体转变（Mott转变）的关键物理图像，包括量子临界点附近的异常输运行为。 第二部分：新兴量子态的探索与分类 本部分是本书的核心，系统地介绍了过去二十年间涌现出的突破性量子物态，它们极大地拓展了我们对“物态”的定义。 第三章：拓扑物态的几何与代数起源 拓扑学不再仅仅是数学分支，它已成为分类和理解新物质态的“守恒定律”。 拓扑不变量与体-边对应： 详细讲解了如何使用Chern数和Z2不变量来稳定地标记电子能带结构，并从拓扑角度解释为何边缘态或表面态必然存在且对局域无序具有鲁棒性。 拓扑超导性与Majorana费米子： 探讨了在s波超导体中引入强自旋轨道耦合或磁性掺杂所产生的非阿贝尔准粒子，及其在容错量子计算中的潜在应用。 第四章：分数霍尔效应与人工晶格中的模拟 本书转向对二维电子气（2DEG）中高度关联、分数电荷的现象的深入剖析。 Laughlin波函数与场分形： 解释了如何用分数量子霍尔效应（FQHE）的特定态来描述电子之间高度纠缠的集体激发模式。 光晶格与模拟重力： 探讨了利用超冷原子系统（如光晶格）来模拟哈密顿量中难以在传统固体中实现的物理场景，特别是模拟弯曲时空效应和高能物理现象。 第三部分：先进材料中的功能实现 理论的终极目标是指导材料设计。本部分关注如何将前沿物理学应用于实际的电子学、磁学和能源器件中。 第五章：二维材料的异质结构与范德华异质结 单层材料（如石墨烯、过渡金属硫化物）提供了前所未有的自由度来调控电子性质。 魔角石墨烯（Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene, MATBG）： 聚焦于原子尺度上的微小扭转角如何引发平带，导致极端的关联效应，如可调谐的超导性和绝缘性，并讨论其作为“可编程”电子系统的潜力。 能带剪裁与界面工程： 阐述了通过精确堆叠不同二维材料（范德华异质结）来构建具有特定势垒、异质结整流或单向导电性的新型器件。 第六章：自旋电子学与磁性拓扑材料 本书的最后部分展望了信息存储和处理领域的未来，即如何利用电子的自旋而非仅仅是电荷。 反常霍尔效应与磁性拓扑绝缘体（MTI）： 深入分析了打破时间反演对称性后产生的非零拓扑不变量，以及如何利用这种性质实现高效的自旋-电荷转换。 斯格明子（Skyrmions）的动力学： 探讨了在特定磁性薄膜中稳定存在的拓扑磁结构，它们具有极小的尺寸和极低的驱动电流需求，被视为下一代高密度、低功耗存储器的候选者。 总结与展望 《凝聚态物理前沿》不仅是对既有知识体系的系统总结，更是对未来研究方向的清晰指引。本书以其严谨的数学推导、对前沿实验结果的紧密结合，以及对多体物理学深层机制的透彻阐释，为高年级本科生、研究生以及专业研究人员提供了一部不可或缺的参考工具书。它清晰地展示了凝聚态物理学如何作为“基础物理学的实验室”，不断以全新的物理图景和革命性的材料设计，驱动着整个物理学和信息技术领域的前进。 --- 目标读者： 物理学、材料科学、电子工程相关专业的研究生、博士后及资深科研人员。 关键词： 强关联、拓扑物态、量子场论、DMFT、Majorana费米子、二维材料、自旋电子学。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我爱不释手的书。在阅读过程中，我经常会停下来，拿出纸笔，尝试着去演算一下书中的例子，或者在脑海里勾勒出作者描述的宇宙画面。它不仅仅是知识的传递，更是一种思维的训练。作者在讲解一些天体物理现象时，会引导读者去思考“为什么会这样”，而不是简单地告诉你“是什么”。比如，在解释星云如何坍缩形成恒星时，它会从引力与压力的平衡讲起，让你理解这个过程的必然性。更让我惊喜的是，这本书还涉及了一些现代天体物理的前沿问题，比如系外行星的探测和研究，以及宇宙膨胀的奥秘。虽然这些内容对我来说还有些难度，但我能感受到作者在其中倾注的心血，他试图将最前沿的科学进展以一种尽可能清晰的方式呈现给读者。读完之后，我对宇宙的认识，从“很美”上升到了“很科学”，那种对宇宙规律的敬畏之情，真的难以言表。

评分☆☆☆☆☆

读完这本《现代天体物理（上）》，我最大的感受就是“颠覆”。我一直以为天文学就是观测和拍照，但这本书让我看到了背后那庞大而精密的理论体系。它不仅仅是描述宇宙有多么浩瀚，而是深入剖析了构成这一切的物理法则。比如，在讲到黑洞的时候，作者不仅仅列举了史瓦西半径和事件视界这些概念，还细致地解释了广义相对论是如何预言了黑洞的存在，以及黑洞对周围时空产生的极端影响。当我看到那些关于奇点、潮汐力、吸积盘的描述时，脑子里会不断闪过科幻电影里的画面，但书本的内容却让我明白，这些惊人的现象背后都有着坚实的数学和物理基础。而且，这本书对于观测手段的介绍也非常到位，让我了解了射电望远镜、X射线望远镜等各种先进设备是如何帮助我们“看见”宇宙的。它让我意识到，我们对宇宙的认知，是无数科学家智慧和辛勤付出的结晶。每次合上书本，我都会不由自主地抬头仰望星空，感觉自己不再是一个旁观者，而是对宇宙有了更深层次的理解，这是一种前所未有的充实感。

评分☆☆☆☆☆

这本书，嗯，怎么说呢？我最近刚开始接触天体物理这个领域，之前一直是门外汉，感觉宇宙什么的离我太遥远了，只会在新闻里看看关于黑洞、星系碰撞的报道。偶然间看到了这套《中外物理学精品书系》，名字听起来就挺“硬核”，但又觉得“精品”这个词点亮了我对知识的渴望。于是就选了这本《现代天体物理（上）》。拿到书的时候，厚度确实不小，但翻开第一页，那种严谨又不失趣味的叙述方式立刻把我吸引住了。它不像我想象中的那种枯燥的教科书，而是从最基础的概念讲起，比如恒星的形成和演化，太阳系的奥秘，还有我们所处的银河系。作者的语言很有条理，一步步地引导读者去理解那些复杂的物理规律。我尤其喜欢它在讲解理论时，还会穿插一些历史故事和科学家的故事，让我觉得天体物理的发展过程也是一部波澜壮阔的史诗。虽然有些地方我还需要反复琢磨，但整体感觉非常充实，像是推开了一扇通往宇宙深处的大门。我至今还记得，当读到关于暗物质和暗能量的部分时，那种对未知的敬畏感油然而生，真的让我开始重新审视我们所处的宇宙。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是为那些对宇宙充满好奇，并且愿意深入探索的读者准备的。它提供的不仅仅是知识，更是一种探索精神。在阅读过程中，我常常被作者那种对未知世界的求知欲所感染。比如，在谈到恒星的演化时，它会详细介绍恒星从诞生到死亡的各个阶段，以及在这个过程中发生的各种剧烈的天体物理过程，比如超新星爆发、中子星的形成等等。这些描述既有科学的严谨性，又不乏文学的想象力。我尤其喜欢书中对一些经典实验和观测的介绍，比如哈勃定律的发现过程，以及探测到引力波的重大意义。这些故事让我觉得，天体物理的研究不仅仅是实验室里的枯燥数据，更是人类不断挑战自我、认识宇宙的伟大征程。这本书给我最大的启发是，我们对宇宙的理解永远不会止步，总有新的发现和新的理论等待我们去探索。它让我对未来的科学发展充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

说实话，刚拿到这本书时，我还是有点担心的，怕内容过于专业，自己难以消化。毕竟“天体物理”听起来就不是一般人能轻易掌握的学科。但出乎意料的是，这本书的内容编排非常有层次感。它从一些大家比较熟悉的概念入手，比如行星的轨道、恒星的分类，然后逐渐深入到一些更前沿的理论，比如宇宙学的大尺度结构、宇宙微波背景辐射等等。作者在讲解过程中，并没有一味地堆砌公式和术语，而是尽量用通俗易懂的语言来阐释复杂的物理概念。即使遇到一些需要用到数学推导的地方，也会有详细的解释和图示，这让我这个非物理专业出身的读者也能跟上思路。我特别欣赏它在讲解不同天体现象时，都会联系到最基本的物理原理，比如牛顿力学、热力学、电磁学等。这种融会贯通的讲解方式，让我对物理学在天体研究中的应用有了更深刻的认识。这本书让我感觉，天体物理并不是遥不可及的，而是建立在我们熟知的物理基础之上，只不过是应用在了更广阔的宇宙尺度上。

评分☆☆☆☆☆

天文系专业书籍，用来复习准备的，还是不错的教科书

评分☆☆☆☆☆

挺好的一本参考书啊，趁有活动买的

评分☆☆☆☆☆

书有点儿厚，内容挺多，慢慢看

评分☆☆☆☆☆

书很好，难度适中，给研一学生用刚好。

评分☆☆☆☆☆

现在才评价，一直在京东买，值得囤货

评分☆☆☆☆☆

买了一套，都是天体物理专业的前沿讲解，值得推荐！

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

好书

评分☆☆☆☆☆

书有点儿厚，内容挺多，慢慢看