An Introduction to Modern Astrophysics.pdf

An Introduction to Modern Astrophysics (second edition)教材评价 暴鹏程(南开大学物理科学学院) 1 本书的出版情况和作者简介 《An Introduction to Modern Astrophysics （second edition）》（ 《现 代天体物理概论》(第二版)）是美国麻省理工学院物理系课程编号为8.901 的课 程 “Astrophysics I” (天体物理 I)所选用的教材。本书于 2006 年由 Addison-Wesley 出版社出版，全书共1278 页(含附录共 1400 页)，作者是韦伯 州立大学的Bradley W.Carroll 和Dale A.Ostlie. Bradley W.Carroll 是美国韦伯州立大学的物理系教授，他从加州大学欧文 分校取得数学学士学位，之后在博尔德科罗拉多大学取得物理学硕士学位和天体 物理博士学位。 Bradley 对天文学抱有终身的兴趣并且对头顶的星空怀有一种天真的好奇， 这导致最终投身天文学领域。在Carl Hansen 和 John Cox 的指导下，他的博士 课题是脉冲星的自转效应。之后，他去罗切斯特大学和Hugh Van Horn 一起进行 博士后研究，主要是研究中子星及其堆积盘的振荡。在这两所大学的熏陶下，Brad 掌握了构造复杂天体物理系统的简化模型的精髓。四年后，结束博士后研究的 Bradley 幸运地得到韦伯斯特州立大学的教职，并且更幸运的是，在那里碰到了 Dale Ostlie，两人在恒星脉冲领域都有专长并且见解相近。 Bradley 十分喜欢和学生共同探索物理世界，这给他写这本书时提供了很大 的帮助。 Dale A.Ostlie 是美国韦伯州立大学理学院的院长，他于1977 年在圣奥拉 夫学院取得物理和数学的学士学位，然后于1982 年在爱荷华州立大学取得物理/ 天体物理的博士学位。之后先后在爱荷华州立大学物理系，约翰霍普金斯大学的 空间望远科学技术研究所，贝茨学院物理系，洛斯阿拉莫斯国家图书馆理论物理 组进行教学科研工作。 从1984 年起，在韦伯州立大学物理系进行教学科研工作至今。 在本书的另一个作者Bradley W.Carroll 来到韦伯州立大学后，由于在许多 领域尤其是恒星脉冲领域的共识和对教学的热爱，两人合著了本书。 2． 本书的创作背景和主要内容 天体物理作为天文学的二级学科，也是天文学和物理学的交叉学科。天体物 理是研究天体和其他宇宙物质的性质、结构和演化的天文学分支。天体物理学从 研究方法来说，可分为实测天体物理学和理论天体物理学。前者研究天体物理学 中基本观测技术、 各种仪器设备的原理和结构，以及观测资料的分析处理，从 而为理论研究提供资料或者检验理论模型。后者则是对观测资料进行理论分析， 建立理论模型，以解释各种天象。同时，还可预言尚未观测到的天体和天象。用 物理学的技术和方法分析来自天体的电磁辐射，可得到天体的各种物理参数。根 据这些参数运用物理理论来阐明发生在天体上的物理过程，及其演变是实测天体 物理学和理论天体物理学的任务。1 本书是天体物理学的一本经典的教科书，两位作者都是多年从事教学和研究 一线工作。本书深入浅出，条理清晰地介绍阐明天体物理的相关基础知识和应用 情况，是一本不可多得的天体物理入门级教材。 本书旨在仅用基本的物理知识向读者介绍整个现代天体物理的研究内容，并 且与通用的其他的天文学教材不同的是，本书更侧重天文现象的数学表达而不是 仅仅进行描述性的介绍。并且本书给学生很多应用自己所学的物理学知识去分析 天文学现象的机会，对于那些物理基础薄弱的学生，本书也提供了相关章节介绍 相关的物理学基本原理。 本书在第一部分介绍了天体物理学所需要的基础预备知识。这部分内容涉及 物理和天文学的基础知识，并且作者是按历史的发展顺序进行介绍的。先介绍古 希腊的天球坐标法，作者也同时介绍了古希腊的天文学和物理学，毕竟西方天文 学的起源是在古希腊。这是天文学的基础。之后介绍经典天文学用的分析手段— —开普勒定律和牛顿力学——天体力学，这是进一步使用其他模型进行分析的基 础。之后的一节着重介绍光谱这一天体物理分析的有力工具并引入现代物理的前 沿——量子力学。紧接着的一节介绍的是在空间尺度上应用广泛和更加精确的狭 义相