宇宙大尺度結構的形成

宇宙大尺度結構的形成

图书基本信息
出版时间:2010-1
出版社:中國科學技術
作者:向守平//馮瓏瓏
页数:274
书名:宇宙大尺度結構的形成
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宇宙大尺度結構的形成
内容概要
本書在概括介紹現代宇宙學的主要觀測事實以及標準宇宙學模型理論框架的基礎上,系統討論了宇宙大尺度結構形成的基本理論。我們今天觀測到的宇宙結構,是由極早期的物質密度擾動逐步發展、演化而形成的。在很長的時期內,密度擾動的發展是線性的,這一時期留下了宇宙微波背景輻射(CMB)的遺跡,並形成了密度擾動的線性轉移函數與相應的擾動功率譜。本書對線性擾動理論作了較為系統的介紹。對于在線性擾動基礎上進一步發展的非線性擾動,本書重點介紹了廣泛采用的球對稱坍縮模型以及Press-Schechter質量函數,並概要介紹了“薄餅”模型、N體數值模擬原理以及Gauss隨機場及其主要統計性質。圍繞宇宙第一代天體的形成,本書重點討論了暗物質暈中重子氣體的冷卻和坍縮過程、第一代恆星的形成以及星系的化學演化等內容,並介紹了類星體的Gunn-Peterson檢驗、星系際介質的再電離、引力透鏡等高紅移宇宙中發生的一些重要的天體物理過程。    本書適合天體物理專業的研究生及高年級本科生作為相應課程的教材,也可供天體物理及理論物理工作者閱讀參考。
作者简介
馮瓏瓏,1982年畢業于中國科學技術大學物理系。1985年研究生畢業于中國科學技術大學天體物理中心,獲碩士學位。1989年在南京大學天文系獲博士學位。曾就職于中國科學技術大學,從事科研和教學工作。2003年至今為中國科學院紫金山天文台研究員,博士生導師,中國科學院“引進國外杰出人才”(百人計劃)項目入選者和國家自然科學基金“杰出青年”項目獲得者。主要科研方向為星系天文學和宇宙學。
向守平,1968年畢業于北京大學技術物理系。1981年研究生畢業于中國科學技術大學,獲碩士學位。1993年獲瑞士巴塞爾大學博士學位。現為中國科學技術大學天體物理中心教授、博士生導師。科研方向為宇宙暗物質與宇宙大尺度結構。長期從事本科生與研究生基礎課教學工作,2007年獲安徽省教學名師獎。主持的《天體物理概論》課程被評為2008年國家級精品課程。主要譯著有《時間之箭》(譯)、《引力與時空》(譯),編著有《天體物理概論》。
书籍目录
第1章  现代宇宙学的诞生与观测基础  1.1  从远古人类的宇宙观到现代宇宙学  1.2  现代宇宙学的观测基础    1.2.1  星系的大尺度空间分布    1.2.2  星系距离与红移的关系    1.2.3  宇宙微波背景辐射    1.2.4  宇宙中的元素丰度    1.2.5  宇宙的年龄    1.2.6  宇宙中的物质组成    1.2.7  两个重要的数量比——重子/光子与反物质/物质第2章  Friedmann宇宙模型  2.1  宇宙学原理与Robertson-Walker度规  2.2  Friedmann方程    2.2.1  基本形式的Friedmann方程    2.2.2  包括真空能量的Friedmann方程    2.2.3  减速参数qn  2.3  宇宙学红移与视界  2.4  宇宙的年龄  2.5  宇宙学距离第3章  宇宙热历史概述  3.1  从辐射为主到物质为主  3.2  宇宙的创生——普朗克时期  3.3  宇宙暴胀    3.3.1  标准宇宙学模型的两大疑难    3.3.2  宇宙暴胀机制简介  3.4  强子时期和轻子时期  3.5  轻元素核合成  3.6  复合时期    3.6.1  复合过程电离率的演化    3.6.2  最后散射面与最后散射层    3.6.3  辐射与重子物质之间的热平衡  3.7  星系形成  3.8  关于宇宙暗能量的一个讨论第4章  密度扰动的线性演化  4.1  Jeans引力不稳定性理论  4.2  密度扰动的演化——尘埃宇宙  4.3  密度扰动的演化——辐射为主的宇宙  4.4  密度扰动的演化——一般形式的物态方程  4.5  物质与辐射混合流体中的Jeans质量  4.6  视界质量与阻尼质量  4.7  广义相对论的密度扰动演化方程  4.8  辐射扰动的光子碰撞方程(Boltzmann方程)  4.9  重子与辐射耦合的动力学方程——平面波展开  4.10  线性转移函数与密度扰动功率谱    4.10.1  线性转移函数    4.10.2  密度扰动功率谱    4.10.3  质量涨落方差    4.10.4  原初扰动的产生和原初功率谱    4.10.5  关于扰动模式的附注第5章  宇宙微波背景辐射的各向异性  5.1  CMB温度涨落的统计描述  5.2  大角尺度上的各向异性:Sachs-Wolfe效应  5.3  中等角尺度上的各向异性:Doppler峰与声峰  5.4  小角尺度上的各向异性  5.5  视线方向随时间变化的引力势的影响  5.6  Sunyaev-Zel'dovich效应  5.7  星系际介质再电离对CMB的影响  5.8  CMB的偏振第6章  扰动的非线性演化  6.1  球对称坍缩模型  6.2  Press-Schechter质量函数  6.3  Zel'dovich近似:“薄饼”模型  6.4  N体数值模拟与数值流体动力学方法简介第7章  密度扰动场及星系分布的统计性质  7.1  宇宙密度扰动场的统计分析    7.1.1  Gauss随机场及其统计性质    7.1.2  扰动峰的数密度    7.1.3  缓变背景场中峰的数密度的变化    7.1.4  密度峰及星系的相关函数    7.1.5  星系形成的偏置与偏置参数    7.1.6  密度峰的轮廓和密度分布    7.1.7  低维密度场的统计性质  7.2  星系的本动速度与红移空间的畸变    7.2.1  星系的本动速度    7.2.2  星系本动速度引起的红移空间畸变第8章  高红移宇宙  8.1  宇宙第一代天体的形成    8.1.1  暗物质晕的位力平衡    8.1.2  暗晕中重子气体的冷却和坍缩    8.1.3  暗晕中恒星的形成    8.1.4  星族Ⅲ和早期黑洞    8.1.5  星系的化学演化    8.1.6  星系的并合    8.1.7  星系形成中的downsizing问题  8.2  高红移天体与星系际介质    8.2.1  类星体    8.2.2  Gunn-Peterson检验    8.2.3  宇宙再电离的历史    8.2.4  第一代天体的反馈作用第9章  引力透镜  9.1  引力透镜的几何原理  9.2  引力透镜的观测附录A  热暗物质(有质量中微子)扰动的演化  A.1  非相对论处理:Vlasov方程  A.2  严格相对论处理与近似方法附录B  密度扰动峰的n点相关函数参考书目参考文献
编辑推荐
《宇宙大尺度結構的形成》形成于作者在中國科學技術大學講授相關研究生課程的講義,定位為研究生學習宇宙大尺度結構形成理論的入門讀物。書中把重點放在介紹這一領域的基本概念與基礎理論,選材時偏重于內容的基礎性、重要性與成熟性。
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评论与打分
  •     本書代表了當前主流物理學界和主流天文學界對宇宙大尺度結構形成的觀點。書中基于現代宇宙學的主要天文觀測事實以及大爆炸宇宙模型即標準宇宙學模型理論,詳細的闡述了今天觀測的宇宙結構,內容豐富、推理有序且詳實。是一本了解研究宇宙和洞察這些科學家提出的觀點、理論基礎、數學模型的好書。
    知已知彼,才能有所發展、有所創新。萬丈高樓起于堅實的基礎,本書就是這方面的基礎,值得推薦。
    當然,科學還在繼續向前發展,物理學和天文學也不例外。
    然而本書的基礎大爆炸宇宙模型以及建立在數學模型基礎上又采用若干人為假設約定的理論,是否就是描述客觀實在的客觀規律這是值得商榷和研究的。一些天文觀測的事實,未必如書中所作的解釋。例如100MPC範圍內的物質分布從圖上看明顯是不均勻的,而且這個範圍也太小,由此而證明宇宙學原理理由並不充分。其實宇宙是無限大的,宇宙大尺度結構是不均勻的,宇宙學原理明顯有問題,而物理空間也決不是各向同性的,………..。
    這樣看來,我認為有興趣的讀者在學習、研究本書的同時,應多問幾個為什麼?看一看還有沒有其它的解釋和理論。
  •     宇宙的起源,物質的構成,周天的一切,有了討論的起源,這才是真正的科學吧。
  •     宇宙學的入門書,我們現在正開這門課,用的就是這本書
  •     關于相對性和宇宙學一本不錯的書籍,第二本了,另一本給師兄了......
  •     適合愛好理論的人看。
  •     很好很強大,中文的這種專業書少啊。以前都看英文的,一說到專業名詞只知英文不知如何翻譯,有一本中文教材是非常必要的!!
  •     這本書非常的好,我喜歡
  •     很好的教材,適合自學
  •     這書略顯專業啊,後面的一堆方程什麼的搞得我頭都大了
  •     向守平老師是科大最好的老師,沒有之一
  •     太專業的書,我看不懂,幫先生買的
  •     這本書還不錯,應該是第一本關于宇宙大尺度結構的中文書,內容相對來說比較充實。能和modern cosmology結合起來看會更好些。
  •     部分內容有些過于專業了,對于咱們這些數學基礎不夠好的讀著有些困難了。
  •     書的質量絕對沒問題 至于內容 還沒看
  •     不好買的書在亞馬遜就能買的
  •     這本書很專業,需要一點數學基礎。
  •     江守平老師的專業力作,此書是江老師和馮老師合作的力作,充分反映了中國自己在天體物理和天文學方面的教學成就!其中,作者在前沿部分體現了一個科學工作者對恩師的敬愛和對真理的態度!值得稱道!