恒星運動和宇宙結構 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[英] 亞瑟.斯坦利.愛丁頓 著，張建文 譯

圖書標籤:

• 天文學
• 宇宙學
• 恒星
• 星係
• 宇宙結構
• 天體物理
• 觀測天文學
• 理論天文學
• 星雲
• 星團

齣版社： 湖北科學技術齣版社

ISBN：9787535290212

版次：1

商品編碼：12075058

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2016-11-01

用紙：輕型紙

頁數：216

編輯推薦

宇宙散發著神秘魅力，象磁石般吸引著人們的目光，從古至今，人們探究其真相的欲望從未減退。

《恒星運動和宇宙結構》帶您揭開宇宙的神秘麵紗，探索撲朔迷離的恒星運動，讓您置身其中，受益無窮。

內容簡介

《恒星運動和宇宙結構》介紹瞭我們對於恒星和宇宙結構的認識。本書共12章，分彆是：觀測數據、總論、最近的恒星、移動的星群、太陽運動、兩個恒星流、雙星流的數學理論、光譜型相關現象、恒星的數量、一般性統計研究、銀河係、星簇和星雲、恒星係統動力學。作者通過數學模型計算和討論，解釋瞭造父變星的變化周期理論，用科學理論證明宇宙天體中恒星的運動規律和宇宙天體的內部結構，進一步發展瞭恒星大氣理論，並用以分析吸收綫的形成和討論恒星的連續光譜，最後對恒星係統動力學做瞭研究說明。

作者簡介

亞瑟.斯坦利.愛丁頓（1882年12月28日--1944年11月22日），英國天文學傢、物理學傢、數學傢，是第*個用英語宣講相對論的科學傢。自然界密實物體的發光強度極限被命名為“愛丁頓極限”。他於1919年寫瞭“重力的相對理論報導”，*一次嚮英語世界介紹瞭愛因斯坦的廣義相對論理論。著作有《恒星和原子》、《恒星運動和宇宙結構》、《基本理論》、《科學和未知世界》、《膨脹著的宇宙：天文學的重要數據》、《質子和電子的相對論》、《物理世界的本質》和《科學的新道路》等等。

目錄

目 錄

第一章 觀測數據

第二章 總論

第三章 最近的恒星

第四章 移動的星群

第五章 太陽運動

第六章 兩個恒星流

第七章 雙星流的數學理論

第八章 光譜型相關現象

第九章 恒星的數量

第十章 一般性統計研究

第十一章 銀河係、星簇和星雲

第十二章 恒星係統動力學

精彩書摘

據估計，現役最強大的望遠鏡能夠觀測到的恒星數量可達到數百萬顆。恒星天文學的一個主要目的，是要弄清在這眾多的星體之間所存在的關聯，並研究它們構成的龐大體係的性質和關係。這項研究迄今仍處於起步階段，但當我們考慮到該問題的重要性時，幾乎不會預期，我們在恒星宇宙的本質的整體理解上的進步是迅速的。但這個活躍的天文學分支尤其在過去10年間，取得瞭諸多非常確定的研究成果，並且可能形成瞭恒星在空間中的普遍化分布以及它們運動的普遍性質。雖然我們的知識依然存有缺陷，在一些重要的問題上依然無解，但沿眾多方嚮開展的研究仍然得到瞭能夠很好確定的令人震撼的事實。我們在後麵幾頁的任務是整閤這些結果，並對已取得的進展加以評述。

直至近幾年來，對太陽係星體的研究形成瞭最大的天文學研究分支，但該分支與我們在此要討論的關係不大。從我們的角度來看，全部太陽係隻是眾多恒星係中的一個，星球係統規模大約比行星係統大100萬倍，並且恒星之間的距離超過太陽係中運轉的較為熟知行星的距離百萬倍。進一步說，盡管本書的主題是恒星，但並非所有的恒星天文學分支都在本書中的探討範圍中，本書的側重點在恒星社會內恒星之間的關係。我們隻關注恒星的亮度劃分、發展階段和其他屬性，而不關注恒星個體的特點。因此，本書的目的不是對於恒星物理性質的詳細研究，無論是變星、新星還是雙星係統，無論是它們的化學變化還是溫度變化，這些有趣的現象都不是我們研究的目標。

在這裏簡要列舉所有事實或者假設的所有超級結構都必須建基於天文觀測數據，對我們研究有用的星球數據有：

（1）在天空中齣現的位置。

（2）星等。

（3）光譜類型或顔色。

（4）視差。

（5）固有運動。

（6）徑嚮速度。

此外，也可以在一些極為罕見的情形下用到一個恒星的質量和密度，這是一件重要的事，因為假定一顆星球隻能通過它的重力吸引影響另外一顆恒星，而重力吸引依賴於星球的質量。前麵數據基本上包含瞭在研究恒星分布的一般問題中有用的特點。或許我們應該補充的是，雙星的分離和周期也很可能被證實為有用的數據。在罕見的情形下，能夠得到列於上麵中6個類目下恒星的完整知識，所采用的絕大多數研究過程的間接性要歸因於盡可能利用我們確實擁有的部分知識的必要性。

前麵所列舉的觀測將分彆依序考慮，在天空中齣現的位置無須多言，它始終可以用必要的精度給以描述。

星等——恒星的星等是其視亮度的度量，除非距離已知，我們通常並排在一個位置上計算齣相對或絕對亮度。恒星的星等都是基於對數尺度測量的，從錶示傳統亮度源任意標準的6等恒星齣發，但現在能夠達到足夠高的精度。對於一個5等恒星，我們將獲得為6等恒星2.512倍的光。 有必要提醒讀者，日常仍在使用的星等係統——如眾多雙星觀測者所使用的波杜錶，甚至和博斯總星錶初編(1910年)的星等，都不符閤這類標度。類似地，往下或往上一個星等，均錶示增加或減少光的比例均為 1∶2.512。

……

探索宇宙的演化：從微觀粒子到宏大結構 本書簡介 本書旨在為讀者勾勒一幅關於宇宙宏大圖景的綜閤性畫捲，聚焦於從基本物理定律的起源到宇宙當前結構形成的全過程。我們不探討恒星的具體運動規律或特定恒星係統（如太陽係）的結構組成，而是深入解析驅動這些現象背後的根本物理機製和宇宙學原理。 第一部分：宇宙的初始條件與基本定律 第一章：時空的幾何與物質的本源 本章首先迴顧經典物理學框架下的時空概念，並迅速過渡到愛因斯坦的廣義相對論。我們將詳細闡述引力如何被理解為時空本身的彎麯，而非牛頓力學中的一種作用力。重點解析黎曼幾何在描述彎麯時空中的核心作用，以及度規張量在量化時空結構中的關鍵地位。 隨後，我們將探討構成宇宙的物質基礎——場論。本書將不側重於描述特定天體的運動軌跡，而是專注於量子場論（QFT）的基礎框架。我們會解析標準模型（Standard Model）的粒子譜，包括誇剋、輕子以及規範玻色子，並解釋它們如何通過基本相互作用（強力、弱力、電磁力）進行交換和耦閤。特彆地，我們將討論希格斯機製在賦予粒子靜質量方麵扮演的角色，這是理解物質存在形態的關鍵一步。 第二章：宇宙學的基石——弗裏德曼方程的推導與應用 本章將重點分析宇宙學原理（宇宙的均勻性和各嚮同性假設）如何簡化愛因斯坦場方程，從而導齣著名的弗裏德曼方程組。我們不會將這些方程直接應用於計算特定星體的軌道，而是將其作為描述宇宙整體尺度因子演化的動力學方程。 詳細推導過程將涵蓋物質、輻射和暗能量密度參數對宇宙膨脹率的影響。通過分析這些方程，讀者將理解宇宙的早期熱力學狀態，例如暴脹（Inflation）理論的必要性，以及它如何解決視界問題和磁單極子問題。我們會細緻分析暴脹相結束後的再加熱過程，這是將暴脹能量轉化為標準粒子物理學中可觀測物質的關鍵環節。 第二部分：從早期宇宙到結構形成的動力學 第三章：早期宇宙的熱力學與核閤成 本章聚焦於宇宙誕生後極早期階段的物理過程。我們將深入研究宇宙微波背景輻射（CMB）的起源，解析光子與物質在復閤（Recombination）時期分離的物理機製，以及這如何凍結瞭早期宇宙的密度漲落信息。 重點討論大爆炸核閤成（BBN）的物理條件。我們不會計算特定元素的豐度，而是分析影響核閤成速率的關鍵參數，如中子壽命、重子-光子比（Baryon-to-photon ratio）以及弱相互作用的速率。理解BBN如何確定瞭宇宙中輕元素（氫、氦、鋰）的初始比例，為後續結構形成提供瞭物質基礎。 第四章：暗物質的物理特性與宇宙網的形成 本書將對暗物質的存在性證據進行係統性的綜述，但核心在於探討暗物質的潛在物理性質，而非其在特定星係中的具體分布。我們將分析冷暗物質（CDM）模型的成功之處，以及它如何通過引力作用主導瞭宇宙結構形成早期的“種子”過程。 本章詳細解析瞭綫性微擾理論在描述早期密度漲落增長中的應用。我們將探討物質波動的綫性增長階段，並引入功率譜的概念，以量化這些漲落的統計學特徵。接著，我們將轉嚮非綫性演化，重點討論暗物質暈（Halos）的形成和並閤過程。我們將闡述相空間演化以及階梯式（hierarchical）結構形成模型，解釋大尺度結構——宇宙網（Cosmic Web）——的拓撲結構是如何從最初的量子漲落中湧現齣來的。 第三部分：能量的本質與宇宙的終極命運 第五章：暗能量與宇宙的加速膨脹 本章的核心在於解析驅動宇宙當前加速膨脹的神秘力量——暗能量。我們將從理論物理的角度審視暗能量的幾種主要候選模型，包括宇宙學常數（Lambda）及其與真空能的關聯，以及Quintessence等動態標量場模型。 我們會對比這些模型如何影響弗裏德曼方程中的壓力項，並分析未來宇宙的演化軌跡。本書將探討測量暗能量性質的關鍵探針，如重子聲學振蕩（BAO）和Ia型超新星（僅作為探測工具，不深入分析其物理機製）。分析的重點是理解如何通過觀測參數來區分不同的暗能量方程狀態（Equation of State）參數$omega$。 第六章：時空結構的極限與宇宙學的終結 本章探討廣義相對論預言的時空極端狀態和宇宙演化的終極可能場景。我們將討論黑洞的形成和性質，聚焦於奇點的數學結構和信息悖論的理論探討，而非對恒星生命周期中黑洞形成過程的詳述。 最後，我們將整閤所有前述知識，描繪宇宙在不同暗能量主導情景下的終局預測：大凍結（Big Freeze）、大撕裂（Big Rip）或大擠壓（Big Crunch）。本書將分析熵增原理在宏觀宇宙尺度上的體現，並討論熱力學第二定律如何決定瞭宇宙宏觀尺度的不可逆演化方嚮，直至時空結構趨於極度稀疏和均勻的終極狀態。 --- 本書特點： 本書專注於理論物理、場論和宇宙學動力學的核心數學框架與物理概念，強調從基本原理推導齣宇宙尺度的宏觀行為，是深入理解宇宙結構起源和演化機製的理論指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的讓我大開眼界，裏麵的內容讓我對宇宙有瞭前所未有的認知。作者的寫作風格非常有感染力，他似乎是將自己對宇宙的熱情傾注到瞭每一句話中。從恒星的誕生與死亡，到星係的形成與演化，再到整個宇宙的宏觀結構，他都進行瞭深入淺齣的闡述。我尤其喜歡他對恒星生命周期的描繪，從一顆年輕的藍巨星到一顆垂死的紅巨星，再到最終可能爆炸形成的超新星，整個過程被講述得跌宕起伏，充滿瞭戲劇性。當讀到關於宇宙結構的部分時，我被作者所描繪的“宇宙網”所震撼，那種由星係團和超星係團構成的巨大網狀結構，讓我對宇宙的尺度有瞭更直觀的感受。他解釋瞭引力如何在這些結構中發揮著主導作用，以及暗物質又是如何看不見地塑造著整個宇宙的麵貌。這本書並沒有讓我感到枯燥乏味，反而充滿瞭探索的樂趣。作者善於用一些貼近生活的比喻來解釋復雜的科學概念，比如用花椰菜來類比宇宙的結構，讓我這個對物理學瞭解不多的人也能輕鬆理解。讀完這本書，我感覺自己仿佛經曆瞭一場心靈的洗禮，對宇宙的浩瀚和奧秘有瞭更深的敬畏。

評分☆☆☆☆☆

讀完《恒星運動和宇宙結構》這本書，我的腦袋裏仿佛被注入瞭一股全新的宇宙觀。作者的敘事方式非常獨特，他沒有采用傳統的章節劃分，而是像一位經驗豐富的導遊，帶著讀者一步步深入宇宙的肌理。一開始，他從最簡單的恒星運動規律講起，比如恒星的視運動和固有運動，以及它們是如何影響我們在地球上看到的星空景象的。然後，他筆鋒一轉，開始探討恒星群體是如何在引力的牽引下相互作用，形成一個又一個的星係。這裏的描述讓我印象深刻，他用生動的語言描繪瞭星係碰撞和閤並的壯麗景象，仿佛能聽到宇宙深處傳來的低語。對於宇宙結構的形成，作者提齣瞭一個令人驚嘆的視角：宇宙並不是一個均勻分布的物質，而是存在著巨大的空洞和密集的縴維狀結構，就像一張巨大的宇宙網。他解釋瞭這些結構是如何在宇宙大爆炸後逐漸形成的，以及暗物質在其中扮演的“骨架”作用。讓我感到欣慰的是，作者在介紹這些前沿科學概念時，並沒有迴避它們的復雜性，而是用大量的實例和圖示來輔助說明，讓我這個業餘愛好者也能感受到科學的魅力。這本書讓我意識到，宇宙的壯麗不僅僅在於它的廣袤，更在於它背後蘊含的精密規律和演化曆史。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就足夠吸引我瞭，深邃的藍色背景上點綴著璀璨的星辰，仿佛將浩瀚的宇宙凝縮在我的掌心。當我翻開第一頁，就被作者流暢而富有詩意的語言深深吸引。他沒有用枯燥的數據和公式來堆砌，而是用一種非常生動形象的方式，將那些遙不可及的恒星和星係描繪得栩栩如生。我仿佛看到瞭那些燃燒瞭億萬年的恒星，它們在宇宙的黑暗中閃爍著微弱卻堅定的光芒，訴說著古老的故事。作者對於恒星演化的描述尤其精彩，從一顆小小的塵埃雲如何孕育齣耀眼的恒星，再到恒星最終走嚮死亡，化為壯麗的星雲或是神秘的黑洞，整個過程被描繪得既科學又充滿哲學意味。讀到這裏，我常常會停下來，仰望夜空，想象著那些遙遠的光點背後所蘊藏的巨大能量和無盡的奧秘。書中對宇宙結構的講解也讓我大開眼界，那些星係團、超星係團，以及它們之間縱橫交錯的“宇宙網”，都讓我對宇宙的尺度有瞭更深刻的認識。作者善於將復雜的概念用通俗易懂的比喻解釋清楚，比如將宇宙網比作巨大的神經網絡，讓我這個天文愛好者對宇宙的宏觀結構有瞭全新的理解。這本書不僅僅是一本科普讀物，更像是一次穿越宇宙的奇幻旅程，讓我對宇宙的敬畏之情油然而生，也激發瞭我對更深層次宇宙探索的渴望。

評分☆☆☆☆☆

《恒星運動和宇宙結構》這本書，用一種近乎詩意的語言，勾勒齣瞭宇宙的宏大畫捲。作者的筆觸細膩而充滿想象力，他沒有將科學知識堆砌成枯燥的課本，而是將冰冷的數字轉化為跳動的星辰。在我閱讀的體驗中，他不僅僅是在介紹恒星是如何運動的，更是在講述它們在宇宙中的“旅行”與“命運”。他將星係的形成與演化描繪得如同史詩般的壯麗，一個個星係在引力的作用下聚集、碰撞、融閤，構成瞭一幅幅宇宙的壯闊圖景。當我讀到關於宇宙結構的章節時，我被作者所構建的“宇宙網”所深深吸引。這種由無數星係組成的縴維狀結構，以及其中存在的巨大空洞，讓我對宇宙的非均勻性有瞭深刻的理解。他解釋瞭暗物質在其中扮演的關鍵角色，雖然我們無法直接觀測到它，但它的存在卻深刻地影響著宇宙的形態。這本書的獨特之處在於，它將科學的嚴謹性與人文的思考巧妙地結閤在一起。作者在介紹科學原理的同時，也引導讀者去思考宇宙的起源、生命的意義，以及我們在浩瀚宇宙中的位置。這種深邃的思考，讓這本書不僅僅是一本科普讀物，更是一次關於宇宙的哲學探索。

評分☆☆☆☆☆

剛拿到《恒星運動和宇宙結構》這本書時，我對它並沒有抱有太高的期望，畢竟“恒星運動”和“宇宙結構”這兩個詞聽起來就相當學術化，可能充斥著各種晦澀的專業術語。然而，當我翻開書頁，纔意識到自己的擔憂是多餘的。作者以一種極其嚴謹但又充滿趣味性的方式，娓娓道來。他並沒有直接羅列數據，而是從最基礎的觀測現象入手，比如我們肉眼可見的星星是如何在夜空中移動的，以及古人是如何通過觀察這些運動來製定曆法的。隨後，他循序漸進地引入瞭更加復雜的概念，比如恒星的視差、自行，以及恒星的速度是如何被測量齣來的。我特彆喜歡作者在解釋這些物理原理時所使用的類比，比如用尺子測量物體的距離來類比視差法，讓我這個物理學非專業人士也能輕鬆理解。在談到宇宙結構時，作者也沒有止步於靜態的描述，而是著重強調瞭“結構”的動態性。他解釋瞭星係是如何在引力的作用下聚集形成星係團，以及這些星係團又如何進一步構成更大的宇宙結構。他甚至還涉及瞭暗物質和暗能量在宇宙結構形成中的關鍵作用，這些內容雖然聽起來有些前沿，但作者的講解清晰明瞭，讓我對這些神秘的宇宙組成部分有瞭一個初步的認識。總的來說，這本書讓我看到瞭科學的嚴謹與趣味性是如何完美結閤的，它讓我對宇宙的認識不再是碎片化的，而是形成瞭一個更加完整和有條理的畫麵。