恒星运动和宇宙结构 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 亚瑟.斯坦利.爱丁顿 著，张建文 译

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• 天文学
• 宇宙学
• 恒星
• 星系
• 宇宙结构
• 天体物理
• 观测天文学
• 理论天文学
• 星云
• 星团

出版社： 湖北科学技术出版社

ISBN：9787535290212

版次：1

商品编码：12075058

包装：平装

开本：16开

出版时间：2016-11-01

用纸：轻型纸

页数：216

编辑推荐

宇宙散发着神秘魅力，象磁石般吸引着人们的目光，从古至今，人们探究其真相的欲望从未减退。

《恒星运动和宇宙结构》带您揭开宇宙的神秘面纱，探索扑朔迷离的恒星运动，让您置身其中，受益无穷。

内容简介

《恒星运动和宇宙结构》介绍了我们对于恒星和宇宙结构的认识。本书共12章，分别是：观测数据、总论、最近的恒星、移动的星群、太阳运动、两个恒星流、双星流的数学理论、光谱型相关现象、恒星的数量、一般性统计研究、银河系、星簇和星云、恒星系统动力学。作者通过数学模型计算和讨论，解释了造父变星的变化周期理论，用科学理论证明宇宙天体中恒星的运动规律和宇宙天体的内部结构，进一步发展了恒星大气理论，并用以分析吸收线的形成和讨论恒星的连续光谱，最后对恒星系统动力学做了研究说明。

作者简介

亚瑟.斯坦利.爱丁顿（1882年12月28日--1944年11月22日），英国天文学家、物理学家、数学家，是第*个用英语宣讲相对论的科学家。自然界密实物体的发光强度极限被命名为“爱丁顿极限”。他于1919年写了“重力的相对理论报导”，*一次向英语世界介绍了爱因斯坦的广义相对论理论。著作有《恒星和原子》、《恒星运动和宇宙结构》、《基本理论》、《科学和未知世界》、《膨胀着的宇宙：天文学的重要数据》、《质子和电子的相对论》、《物理世界的本质》和《科学的新道路》等等。

目录

目 录

第一章 观测数据

第二章 总论

第三章 最近的恒星

第四章 移动的星群

第五章 太阳运动

第六章 两个恒星流

第七章 双星流的数学理论

第八章 光谱型相关现象

第九章 恒星的数量

第十章 一般性统计研究

第十一章 银河系、星簇和星云

第十二章 恒星系统动力学

精彩书摘

据估计，现役最强大的望远镜能够观测到的恒星数量可达到数百万颗。恒星天文学的一个主要目的，是要弄清在这众多的星体之间所存在的关联，并研究它们构成的庞大体系的性质和关系。这项研究迄今仍处于起步阶段，但当我们考虑到该问题的重要性时，几乎不会预期，我们在恒星宇宙的本质的整体理解上的进步是迅速的。但这个活跃的天文学分支尤其在过去10年间，取得了诸多非常确定的研究成果，并且可能形成了恒星在空间中的普遍化分布以及它们运动的普遍性质。虽然我们的知识依然存有缺陷，在一些重要的问题上依然无解，但沿众多方向开展的研究仍然得到了能够很好确定的令人震撼的事实。我们在后面几页的任务是整合这些结果，并对已取得的进展加以评述。

直至近几年来，对太阳系星体的研究形成了最大的天文学研究分支，但该分支与我们在此要讨论的关系不大。从我们的角度来看，全部太阳系只是众多恒星系中的一个，星球系统规模大约比行星系统大100万倍，并且恒星之间的距离超过太阳系中运转的较为熟知行星的距离百万倍。进一步说，尽管本书的主题是恒星，但并非所有的恒星天文学分支都在本书中的探讨范围中，本书的侧重点在恒星社会内恒星之间的关系。我们只关注恒星的亮度划分、发展阶段和其他属性，而不关注恒星个体的特点。因此，本书的目的不是对于恒星物理性质的详细研究，无论是变星、新星还是双星系统，无论是它们的化学变化还是温度变化，这些有趣的现象都不是我们研究的目标。

在这里简要列举所有事实或者假设的所有超级结构都必须建基于天文观测数据，对我们研究有用的星球数据有：

（1）在天空中出现的位置。

（2）星等。

（3）光谱类型或颜色。

（4）视差。

（5）固有运动。

（6）径向速度。

此外，也可以在一些极为罕见的情形下用到一个恒星的质量和密度，这是一件重要的事，因为假定一颗星球只能通过它的重力吸引影响另外一颗恒星，而重力吸引依赖于星球的质量。前面数据基本上包含了在研究恒星分布的一般问题中有用的特点。或许我们应该补充的是，双星的分离和周期也很可能被证实为有用的数据。在罕见的情形下，能够得到列于上面中6个类目下恒星的完整知识，所采用的绝大多数研究过程的间接性要归因于尽可能利用我们确实拥有的部分知识的必要性。

前面所列举的观测将分别依序考虑，在天空中出现的位置无须多言，它始终可以用必要的精度给以描述。

星等——恒星的星等是其视亮度的度量，除非距离已知，我们通常并排在一个位置上计算出相对或绝对亮度。恒星的星等都是基于对数尺度测量的，从表示传统亮度源任意标准的6等恒星出发，但现在能够达到足够高的精度。对于一个5等恒星，我们将获得为6等恒星2.512倍的光。 有必要提醒读者，日常仍在使用的星等系统——如众多双星观测者所使用的波杜表，甚至和博斯总星表初编(1910年)的星等，都不符合这类标度。类似地，往下或往上一个星等，均表示增加或减少光的比例均为 1∶2.512。

……

探索宇宙的演化：从微观粒子到宏大结构 本书简介 本书旨在为读者勾勒一幅关于宇宙宏大图景的综合性画卷，聚焦于从基本物理定律的起源到宇宙当前结构形成的全过程。我们不探讨恒星的具体运动规律或特定恒星系统（如太阳系）的结构组成，而是深入解析驱动这些现象背后的根本物理机制和宇宙学原理。 第一部分：宇宙的初始条件与基本定律 第一章：时空的几何与物质的本源 本章首先回顾经典物理学框架下的时空概念，并迅速过渡到爱因斯坦的广义相对论。我们将详细阐述引力如何被理解为时空本身的弯曲，而非牛顿力学中的一种作用力。重点解析黎曼几何在描述弯曲时空中的核心作用，以及度规张量在量化时空结构中的关键地位。 随后，我们将探讨构成宇宙的物质基础——场论。本书将不侧重于描述特定天体的运动轨迹，而是专注于量子场论（QFT）的基础框架。我们会解析标准模型（Standard Model）的粒子谱，包括夸克、轻子以及规范玻色子，并解释它们如何通过基本相互作用（强力、弱力、电磁力）进行交换和耦合。特别地，我们将讨论希格斯机制在赋予粒子静质量方面扮演的角色，这是理解物质存在形态的关键一步。 第二章：宇宙学的基石——弗里德曼方程的推导与应用 本章将重点分析宇宙学原理（宇宙的均匀性和各向同性假设）如何简化爱因斯坦场方程，从而导出著名的弗里德曼方程组。我们不会将这些方程直接应用于计算特定星体的轨道，而是将其作为描述宇宙整体尺度因子演化的动力学方程。 详细推导过程将涵盖物质、辐射和暗能量密度参数对宇宙膨胀率的影响。通过分析这些方程，读者将理解宇宙的早期热力学状态，例如暴胀（Inflation）理论的必要性，以及它如何解决视界问题和磁单极子问题。我们会细致分析暴胀相结束后的再加热过程，这是将暴胀能量转化为标准粒子物理学中可观测物质的关键环节。 第二部分：从早期宇宙到结构形成的动力学 第三章：早期宇宙的热力学与核合成 本章聚焦于宇宙诞生后极早期阶段的物理过程。我们将深入研究宇宙微波背景辐射（CMB）的起源，解析光子与物质在复合（Recombination）时期分离的物理机制，以及这如何冻结了早期宇宙的密度涨落信息。 重点讨论大爆炸核合成（BBN）的物理条件。我们不会计算特定元素的丰度，而是分析影响核合成速率的关键参数，如中子寿命、重子-光子比（Baryon-to-photon ratio）以及弱相互作用的速率。理解BBN如何确定了宇宙中轻元素（氢、氦、锂）的初始比例，为后续结构形成提供了物质基础。 第四章：暗物质的物理特性与宇宙网的形成 本书将对暗物质的存在性证据进行系统性的综述，但核心在于探讨暗物质的潜在物理性质，而非其在特定星系中的具体分布。我们将分析冷暗物质（CDM）模型的成功之处，以及它如何通过引力作用主导了宇宙结构形成早期的“种子”过程。 本章详细解析了线性微扰理论在描述早期密度涨落增长中的应用。我们将探讨物质波动的线性增长阶段，并引入功率谱的概念，以量化这些涨落的统计学特征。接着，我们将转向非线性演化，重点讨论暗物质晕（Halos）的形成和并合过程。我们将阐述相空间演化以及阶梯式（hierarchical）结构形成模型，解释大尺度结构——宇宙网（Cosmic Web）——的拓扑结构是如何从最初的量子涨落中涌现出来的。 第三部分：能量的本质与宇宙的终极命运 第五章：暗能量与宇宙的加速膨胀 本章的核心在于解析驱动宇宙当前加速膨胀的神秘力量——暗能量。我们将从理论物理的角度审视暗能量的几种主要候选模型，包括宇宙学常数（Lambda）及其与真空能的关联，以及Quintessence等动态标量场模型。 我们会对比这些模型如何影响弗里德曼方程中的压力项，并分析未来宇宙的演化轨迹。本书将探讨测量暗能量性质的关键探针，如重子声学振荡（BAO）和Ia型超新星（仅作为探测工具，不深入分析其物理机制）。分析的重点是理解如何通过观测参数来区分不同的暗能量方程状态（Equation of State）参数$omega$。 第六章：时空结构的极限与宇宙学的终结 本章探讨广义相对论预言的时空极端状态和宇宙演化的终极可能场景。我们将讨论黑洞的形成和性质，聚焦于奇点的数学结构和信息悖论的理论探讨，而非对恒星生命周期中黑洞形成过程的详述。 最后，我们将整合所有前述知识，描绘宇宙在不同暗能量主导情景下的终局预测：大冻结（Big Freeze）、大撕裂（Big Rip）或大挤压（Big Crunch）。本书将分析熵增原理在宏观宇宙尺度上的体现，并讨论热力学第二定律如何决定了宇宙宏观尺度的不可逆演化方向，直至时空结构趋于极度稀疏和均匀的终极状态。 --- 本书特点： 本书专注于理论物理、场论和宇宙学动力学的核心数学框架与物理概念，强调从基本原理推导出宇宙尺度的宏观行为，是深入理解宇宙结构起源和演化机制的理论指南。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引我了，深邃的蓝色背景上点缀着璀璨的星辰，仿佛将浩瀚的宇宙凝缩在我的掌心。当我翻开第一页，就被作者流畅而富有诗意的语言深深吸引。他没有用枯燥的数据和公式来堆砌，而是用一种非常生动形象的方式，将那些遥不可及的恒星和星系描绘得栩栩如生。我仿佛看到了那些燃烧了亿万年的恒星，它们在宇宙的黑暗中闪烁着微弱却坚定的光芒，诉说着古老的故事。作者对于恒星演化的描述尤其精彩，从一颗小小的尘埃云如何孕育出耀眼的恒星，再到恒星最终走向死亡，化为壮丽的星云或是神秘的黑洞，整个过程被描绘得既科学又充满哲学意味。读到这里，我常常会停下来，仰望夜空，想象着那些遥远的光点背后所蕴藏的巨大能量和无尽的奥秘。书中对宇宙结构的讲解也让我大开眼界，那些星系团、超星系团，以及它们之间纵横交错的“宇宙网”，都让我对宇宙的尺度有了更深刻的认识。作者善于将复杂的概念用通俗易懂的比喻解释清楚，比如将宇宙网比作巨大的神经网络，让我这个天文爱好者对宇宙的宏观结构有了全新的理解。这本书不仅仅是一本科普读物，更像是一次穿越宇宙的奇幻旅程，让我对宇宙的敬畏之情油然而生，也激发了我对更深层次宇宙探索的渴望。

评分☆☆☆☆☆

刚拿到《恒星运动和宇宙结构》这本书时，我对它并没有抱有太高的期望，毕竟“恒星运动”和“宇宙结构”这两个词听起来就相当学术化，可能充斥着各种晦涩的专业术语。然而，当我翻开书页，才意识到自己的担忧是多余的。作者以一种极其严谨但又充满趣味性的方式，娓娓道来。他并没有直接罗列数据，而是从最基础的观测现象入手，比如我们肉眼可见的星星是如何在夜空中移动的，以及古人是如何通过观察这些运动来制定历法的。随后，他循序渐进地引入了更加复杂的概念，比如恒星的视差、自行，以及恒星的速度是如何被测量出来的。我特别喜欢作者在解释这些物理原理时所使用的类比，比如用尺子测量物体的距离来类比视差法，让我这个物理学非专业人士也能轻松理解。在谈到宇宙结构时，作者也没有止步于静态的描述，而是着重强调了“结构”的动态性。他解释了星系是如何在引力的作用下聚集形成星系团，以及这些星系团又如何进一步构成更大的宇宙结构。他甚至还涉及了暗物质和暗能量在宇宙结构形成中的关键作用，这些内容虽然听起来有些前沿，但作者的讲解清晰明了，让我对这些神秘的宇宙组成部分有了一个初步的认识。总的来说，这本书让我看到了科学的严谨与趣味性是如何完美结合的，它让我对宇宙的认识不再是碎片化的，而是形成了一个更加完整和有条理的画面。

评分☆☆☆☆☆

读完《恒星运动和宇宙结构》这本书，我的脑袋里仿佛被注入了一股全新的宇宙观。作者的叙事方式非常独特，他没有采用传统的章节划分，而是像一位经验丰富的导游，带着读者一步步深入宇宙的肌理。一开始，他从最简单的恒星运动规律讲起，比如恒星的视运动和固有运动，以及它们是如何影响我们在地球上看到的星空景象的。然后，他笔锋一转，开始探讨恒星群体是如何在引力的牵引下相互作用，形成一个又一个的星系。这里的描述让我印象深刻，他用生动的语言描绘了星系碰撞和合并的壮丽景象，仿佛能听到宇宙深处传来的低语。对于宇宙结构的形成，作者提出了一个令人惊叹的视角：宇宙并不是一个均匀分布的物质，而是存在着巨大的空洞和密集的纤维状结构，就像一张巨大的宇宙网。他解释了这些结构是如何在宇宙大爆炸后逐渐形成的，以及暗物质在其中扮演的“骨架”作用。让我感到欣慰的是，作者在介绍这些前沿科学概念时，并没有回避它们的复杂性，而是用大量的实例和图示来辅助说明，让我这个业余爱好者也能感受到科学的魅力。这本书让我意识到，宇宙的壮丽不仅仅在于它的广袤，更在于它背后蕴含的精密规律和演化历史。

评分☆☆☆☆☆

这本书真的让我大开眼界，里面的内容让我对宇宙有了前所未有的认知。作者的写作风格非常有感染力，他似乎是将自己对宇宙的热情倾注到了每一句话中。从恒星的诞生与死亡，到星系的形成与演化，再到整个宇宙的宏观结构，他都进行了深入浅出的阐述。我尤其喜欢他对恒星生命周期的描绘，从一颗年轻的蓝巨星到一颗垂死的红巨星，再到最终可能爆炸形成的超新星，整个过程被讲述得跌宕起伏，充满了戏剧性。当读到关于宇宙结构的部分时，我被作者所描绘的“宇宙网”所震撼，那种由星系团和超星系团构成的巨大网状结构，让我对宇宙的尺度有了更直观的感受。他解释了引力如何在这些结构中发挥着主导作用，以及暗物质又是如何看不见地塑造着整个宇宙的面貌。这本书并没有让我感到枯燥乏味，反而充满了探索的乐趣。作者善于用一些贴近生活的比喻来解释复杂的科学概念，比如用花椰菜来类比宇宙的结构，让我这个对物理学了解不多的人也能轻松理解。读完这本书，我感觉自己仿佛经历了一场心灵的洗礼，对宇宙的浩瀚和奥秘有了更深的敬畏。

评分☆☆☆☆☆

《恒星运动和宇宙结构》这本书，用一种近乎诗意的语言，勾勒出了宇宙的宏大画卷。作者的笔触细腻而充满想象力，他没有将科学知识堆砌成枯燥的课本，而是将冰冷的数字转化为跳动的星辰。在我阅读的体验中，他不仅仅是在介绍恒星是如何运动的，更是在讲述它们在宇宙中的“旅行”与“命运”。他将星系的形成与演化描绘得如同史诗般的壮丽，一个个星系在引力的作用下聚集、碰撞、融合，构成了一幅幅宇宙的壮阔图景。当我读到关于宇宙结构的章节时，我被作者所构建的“宇宙网”所深深吸引。这种由无数星系组成的纤维状结构，以及其中存在的巨大空洞，让我对宇宙的非均匀性有了深刻的理解。他解释了暗物质在其中扮演的关键角色，虽然我们无法直接观测到它，但它的存在却深刻地影响着宇宙的形态。这本书的独特之处在于，它将科学的严谨性与人文的思考巧妙地结合在一起。作者在介绍科学原理的同时，也引导读者去思考宇宙的起源、生命的意义，以及我们在浩瀚宇宙中的位置。这种深邃的思考，让这本书不仅仅是一本科普读物，更是一次关于宇宙的哲学探索。