現代物理基礎叢書78：現代宇宙學 [Modern Cosmology] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

　　《現代物理基礎叢書78：現代宇宙學》開篇介紹瞭用Friedmann-Robertson-Walker（FRW）度規描述的平滑均勻宇宙，包括對暗能量、大爆炸原初核閤成、再復閤和暗物質的細緻處理，從此處齣發，讀者被引入FRW宇宙的擾動：愛因斯坦—玻爾茲曼方程擾動的演化和由原初暴脹導緻的擾動的産生及其觀測結果。這些觀測結果包括錶徵重子聲學振蕩（BAO）的峰值和極化的宇宙微波背景輻射（CMB）的各嚮異性譜，重子聲學振蕩的物質功率譜，及通過星係的測光巡天、紅移空間畸變（RSD）、星係團數密度和弱引力透鏡對密度擾動的探測。
　　《現代物理基礎叢書78：現代宇宙學》結束於一個關於數據分析方法的長章節。
　　《現代物理基礎叢書78：現代宇宙學》是第1本詳細地解釋以下性質的書：宇宙微波背景輻射的聲學峰的結構；用於探測到原初引力波的E／B的極化分解，以及用於日益增加的大型宇宙學數據集閤的數據分析技術。
　　通過《現代物理基礎叢書78：現代宇宙學》，讀者將會學到在宇宙學工作中需要的工具，瞭解到現代觀測技術在我們對宇宙圖景的認識和理解上産生瞭怎樣的翻天覆地的革命性變化。
　　本書與當今宇宙學研究前沿結閤緊密，適閤理論物理和天文學以及相關專業研究生作為教材，也適閤從事宇宙學研究的物理學和天文學相關專業科研人員和教師學習參考。

作者簡介

　　張同傑，北京師範大學天文係教授、博士生導師，教育部新世紀人纔獲得者，中科院上海天文颱天體物理學博士。曾在美國亞利桑那大學物理係和天文係訪問閤作和從事博士後研究。加拿大理論天體物理研究所（CITA）（多倫多大學）訪問學者；美國加州大學伯剋利分校（U.C.Berkeley）天文係和勞倫茲國傢實驗室（LBNL）高級訪問學者。目前主要研究領域：宇宙學與相對論天體物理一早期宇宙與原初引力波：宇宙加速膨脹理論和觀測與暗能量物理；宇宙學大尺度結構的數值模擬；搜尋地外文明研究（SETI）。在國際天體物理和物理核心期刊發錶SCI學術論文80多篇。
　　
　　於浩然，加拿大理論天體物理研究所（CITA）《多倫多大學）博士後，北京大學科維理天文與天體物理研究所（KIAA）博士後，北京師範大學天文係天體物理學博士。主要研究領域：N體數值模擬；並行計算；宇宙大尺度結構數值模擬程序CUBEP3M的開發和優化；宇宙大尺度結構的形成、演化及其非高斯性；中微子宇宙學；暗物質和弱引力透鏡；暗能量和宇宙的加速膨脹；宇宙學數據的分析方法。

內頁插圖

目錄

第1章 標準（宇宙學）模型及其他
1．1 膨脹的宇宙
1．2 哈勃圖
1．3 大爆炸核閤成
1．4 宇宙微波背景輻射
1．5 超*標準模型
1．6 小結
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第2章 均勻膨脹的宇宙
2．1 廣義相對論
2．1．1 度規
2．1．2 測地綫方程
2．1．3 愛因斯坦場方程
2．2 距離
2．3 能量的演化
2．4 宇宙的組成
2．4．1 光子
2．4．2 重子
2．4．3 物質
2．4．4 中微子
2．4．5 暗能量
2．4．6 物質{輻射密度相等時期
2．5 小結
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第3章 超越平衡態
3．1 湮滅過程的玻爾茲曼方程
3．2 大爆炸核閤成
3．2．1 中子豐度
3．2．2 輕元素的豐度
3．3 再復閤
3．4 暗物質
3．5 小結
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第4章 玻爾茲曼方程
4．1 諧振子的玻爾茲曼方程
4．2 光子的無碰撞玻爾茲曼方程
4．2．1 零階玻爾茲曼方程
4．2．2 一階玻爾茲曼方程
4．3 碰撞項：康普頓散射
4．4 光子的玻爾茲曼方程
4．5 冷暗物質的玻爾茲曼方程
4．6 重子物質的玻爾茲曼方程
4．7 小結
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第5章 愛因斯坦場方程
5．1 擾動後的裏奇張量和裏奇標量
5．1．1 剋氏符
5．1．2 裏奇張量
5．2 愛因斯坦場方程的兩個分量
5．3 張量擾動
5．3．1 張量擾動的剋氏符
5．3．2 張量擾動的裏奇張量
5．3．3 張量擾動的愛因斯坦場方程
5．4 模式分解理論
5．5 規範的選擇
5．6 小結
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第6章 宇宙早期的初始條件
6．1 早期宇宙的愛因斯坦{玻爾茲曼方程
6．2 視界
6．3 暴脹
6．3．1 解決視界疑難
6．3．2 負壓強
6．3．3 標量場的引入
6．4 引力波的産生
6．4．1 簡諧振子的量子化
6．4．2 張量擾動
6．5 標量擾動
6．5．1 均勻背景下的標量場擾動
6．5．2 超視界擾動
6．5．3 空間平滑規範
6．6 總結和譜指數
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第7章 非均勻性
7．1 引言
7．1．1 宇宙演化的三個階段
7．1．2 分析方法
7．2 大尺度的非均勻性
7．2．1 大尺度的超視界解
7．2．2 大尺度穿越視界
7．3 小尺度的非均勻性
7．3．1 小尺度穿越視界
7．3．2 小尺度亞視界的演化
7．4 數值解和擬閤
7．5 增長函數
7．6 冷暗物質之外
7．6．1 重子物質
7．6．2 大質量中微子
7．6．3 暗能量
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第8章 各嚮異性
8．1 概要
8．2 大尺度的各嚮異性
8．3 聲學振蕩
8．3．1 強耦閤極限下的玻爾茲曼方程
8．3．2 強耦閤極限的解
8．4 擴散阻尼
8．5 從非均勻性到各嚮異性
8．5．1 自由流動
8．5．2 Cl
8．6 各嚮異性譜
8．6．1 Sachs-Wolfe效應
8．6．2 小尺度的各嚮異性譜
8．7 宇宙學參量
8．7．1 麯率
8．7．2 參數的簡並
8．7．3 獨特的印記
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第9章 非均勻性的的探測
9．1 角相關函數
9．2 本動速度
9．3 本動速度的直接測量
9．4 紅移空間畸變
9．5 星係團
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第10章 弱引力透鏡與極化
10．1 圖像的引力畸變
10．2 測地綫與剪切
10．3 作為剪切估計量的橢率
10．4 弱引力透鏡的功率譜
10．5 極化：四極矩與Q／U分解
10．6 來自單色平麵波的極化
10．7 玻爾茲曼方程的解
10．8 極化功率譜
10．9 引力波的探測
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練習

第11章 數據分析方法
11．1 似然函數
11．1．1 簡單的例子
11．1．2 CMB似然函數
11．1．3 星係巡天
11．2 信號的協方差矩陣
11．2．1 CMB窗函數
11．2．2 CMB窗函數的例子
11．2．3 星係巡天的窗函數
11．2．4 總結
11．3 似然函數的估計
11．3．1 Karhunen-Loeve技術
11．3．2 zui優二次估計量
11．4 Fisher矩陣
11．4．1 CMB
11．4．2 星係巡天
11．4．3 預測
11．5 成圖和反演
11．6 係統問題
11．6．1 前景
11．6．2 模式去除
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練習

附錄A 習題參考答案
附錄B 基本常數
B．1 物理學中的一些常數
B．2 宇宙學中的一些常數
附錄C 特殊函數
C．1 勒讓德多項式
C．2 球諧函數
C．3 球貝塞爾函數
C．4 傅裏葉變換
C．5 其他特殊函數
附錄D 符號錶

參考書目
索引

前言/序言

　　當今宇宙學在兩個方麵使之比以往更具魅力。其一是海量的觀測數據。我們對宇宙結構的認識如何快速地進步，從繪製全天圖的星係巡天中可見一斑。1985年，水平的巡天由美國哈佛史密鬆天體物理中心（CfA）實施，當時該巡天隻包含瞭1100個星係的位置。而今天的斯隆（SDSS）和2度視場（2DF）巡天已經記錄瞭50萬個星係的3維位置信息。
　　另一方麵，現代宇宙學在理解宇宙方麵區彆於以往的成就在於我們已經發展瞭一套與觀測數據定量符閤的自治理論框架。這兩方麵的特徵是現代宇宙學令人興奮的奧秘之處：我們有理論可以做齣預言，同時這些預言又可以被觀測檢驗。
　　理解理論的實質以及它做齣的預言是舉足輕重的。首先，許多理論預言是統計性的。我們無法預測宇宙微波背景（CMB）在RA-15h，dec-27。處是否存在高溫點，相反能預測這些高溫和低溫點的分布和量級大小。其次，這些預言及其理論基礎涉及經曆大量物理演化步驟的、來自廣泛的物理學範疇的許多討論結果。例如，我們將會看到：CMB中熱點和冷點的分布依賴於量子力學、廣義相對論、流體動力學和光與物質的相互作用。因此我們確實需要遵循大議會眾成員的第1個格言：在做齣判斷之前需要耐心謹慎（凡事三思而後行）。的確，對宇宙中結構的基本測量一物質和輻射的功率譜一與目前的宇宙學理論符閤得相當好，然而，直到第7章和第8章，我們纔能掌握必要的工具來完全理解這種一緻性。清醒的頭腦總是懂得在對如同理解我們的宇宙所必備的崇高想法做齣評判之前要耐心謹慎。對“保持耐心謹慎”這個主題的現代理解是在我們能夠正確評價目前的宇宙學模型的成功之前需要建立一套基本的框架（詳見第1～6章）。
　　隨機地翻開這本書的一頁，你（讀者）將會看到我已經盡全力去實施第二條格言。在這裏可以看到有助於理解的常識性和定性的討論，但本書的主要目的是提供給你（讀者）開始學習宇宙學、進行獨立計算的工具，並且能夠從第1原理齣發領會宇宙學的思想。一旦你（讀者）掌握瞭這些工具，你將為基本理論模型的任何變化做好瞭準備。例如，本書的大部分基於這樣一個看法，即暴脹創生瞭我們今天所看到的宇宙結構。如果這證明是錯誤的，第4、5章發展的研究擾動的方法，以及本書後半部分描述的觀測和分析技術仍將恰當可靠。一個更醒目的例子是，本書所有部分都假設宇宙中存在三維空間。這似乎是一個閤理的假設（至少對我而言），但是今天許多天體物理學傢正在探討額外維在宇宙早期可能已經起作用的可能性。即便額外維確實證明是重要的，擾動仍需在我們的三維膜上演化和觀測，這裏發展的工具仍將適用。
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不錯不錯

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書不錯，就是有點貴，慢慢看吧

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好好好好好好好好好好好好好

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買來珍藏，劉先生已經駕鶴西去。留下來的遺産要好好閱讀。

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速度很快，第二天就到瞭。書質量也很好。

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很好，謝謝商傢瞭。

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