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目录 1

译者序 1

第一篇　绪论 1

第一章　天体的层次 1

§1.1 层次的分类 1

第一版序言 3

§1.2 太阳系 5

第二版序言 6

a）行星（6）　b）化学组成和年代测定（7）　c）太阳系的起源 8

§1.3 恒星 11

a）距离（11）　b）光谱（12）　c）元素的含量 14

d）光度和颜色（17）　e）半径（20）　f）质量 20

g）赫罗图（21）　h）赫罗图的解释（26）　i）新星和超新星（27）　j）脉冲星和中子星 29

§1.4 星际气体 31

a）中性氢（HI）区（33） b）电离氢（HII）区 37

c）HII区的射电波（39）　d）分子的观测（40）　e）固体微粒（41）　f）磁场（42）　g）HI区的能密度 43

h）星际气体的加热和冷却 44

§1.5 星系 49

a）银河系（49）　b）银核（52）　c）旋臂的形成理论 54

d）一般的星系（55）　e）哈勃定律（59）　f）射电星系（61）　g）类星体（63）　h）塞佛特（Seyfert）星系 67

§1.6 宇宙 68

a）物质和辐射的分布（68）　b）相对论的宇宙膨胀论（72）　c）膨胀宇宙的线元（73）　d）膨胀力学 75

e）零压模型（76）　f）红移（80）　g）红移-星等的关系（83）　h）温度变化 85

§2.1 微观过程和宏观规律 87

第二章　宇宙的基本定律和物质状态 87

§2.2 统计热平衡 102

§2.3 辐射和电子 109

a）辐射（109）　b）电子 110

§2.4 核素的分布 114

a）完全平衡分布（114）　b）仅由核反应达到的平衡（118）　c）偏离核平衡 120

§2.5 原子的电离 122

a）温度电离（122）　b）压致电离 125

§2.6 相互作用的影响 126

a）超高温和超高密（126）　b）核力（127）　c）结晶化 130

第三章　恒星演化理论的基础 132

§3.1 恒星演化理论的建立 132

第二篇　恒星演化 132

§3.2 恒星演化的近代描述 134

§3.3 恒星结构的基本方程 139

§3.4 物态方程 142

§3.5 光的吸收系数 145

§3.6 对流传热 150

§3.7 热核反应 153

§3.8 中微子引起的能量损失 156

第四章　化学组成均匀的恒星 166

§4.1 时间尺度 166

§4.2 积分定理 169

a）维里定理（169）　b）能量守恒定律 170

§4.3 力学平衡 171

§4.4 均质恒星的结构 176

§4.5 恒星的光度 181

§4.6 解的唯一性问题 184

§4.7 动态不稳定性 186

第五章　从恒星诞生到超新星爆发 189

§5.1 恒星的形成 189

a）星际气体云的演化（189）　b）原始星的急剧收缩 193

§5.2 林氏阶段 197

a）表面对流层（197）　b）向主星序收缩 199

§5.3 主序星和星团的年龄 201

§5.4 太阳中微子 207

§5.5 化学组成的不均匀的发展 208

a）对流造成的混合（209）　b）子午环流 209

§5.6 向红巨星演化 212

a）中心区氢的耗尽和壳燃烧的发生（216）　b）等温中心核（216）　c）中心核收缩和外层膨胀（216）　d）引力收缩中心核（219）　e）电子简并中心核 220

§5.7 氦闪 222

§5.8 氦燃烧阶段 225

a）球状星团的恒星（225）　b）银河星团中的恒星 227

§5.9 碳-氧中心核及其以后的演化 231

a）忽略中微子损失的情况（233）　b）有中微子损失的中等质量的恒星（234）　c）有中微子损失的重恒星（237）　d）对流外层向中心核侵入 238

§5.10　中徽子损失是否存在 243

§5.11　超新星爆发 246

a）碳爆发型超新星（247）　b）铁的光致分解型超新星 250

§5.12　密近双星的演化 255

a）洛希等势面（255）　b）恒星演化和双星之间的物质交流（258）　c）各种看法的讨论 261

第六章　恒星演化的最后形态 271

§6.1 白矮星的冷却 271

§6.2 零温高密物质 274

§6.3 广义相对论性的恒星的引力平衡 278

§6.4 中子星 281

a）零温星和中子星的极限质量（281）　b）关于中子星问题 286

§6.5 超大质量恒星 288

a）超大质量恒星的稳定性（288）　b）超大质量恒星的收缩 292

第七章　恒星的引力坍缩 296

§7.1 黑洞 296

§7.2 球对称引力坍缩 298

§7.3 轴对称旋转引力场 301

a）Weyl解（302）　b）旋转引力场 303

§7.4 一般引力坍缩的最终状态 306

§7.5 引力波释放 307

§7.6 黑洞发射的能量 310

a）黑洞的结合能（310）　b）黑洞的能量和质量公式（311）　c）黑洞的热力学和“蒸发” 312

第三篇　宇宙学 314

第八章　宇宙论的发展 314

§8.1 无限空间与岛宇宙 314

a）无限的宇宙与无限的空间（314）　b）牛顿的绝对空间（314）　c）岛宇宙与天体起源论（315）　d）相对论以前的宇宙论 316

§8.2 膨胀宇宙与演化宇宙 318

a）爱因斯坦相对论和惯性系（318）　b）膨胀宇宙的发现（320）　c）膨胀宇宙理论（322）　d）演化宇宙（323）　e）微观物理规律与宇宙结构 324

第九章　宇宙的结构 325

§9.1 膨胀宇宙的模型 325

a）宇宙原理（325）　b）宇宙时空的度规（326） c）宇宙模型的构成 329

§9.2 常曲率空间 329

§9.3 广义相对论的宇宙论 331

a）爱因斯坦引力场方程（331）　b）爱因斯坦的静止宇宙（333）　c）没有物质的宇宙（334）　d）Friedmann宇宙（335）　e）Lemaitre宇宙 335

§9.4 膨胀宇宙的其它模型 337

a）牛顿引力宇宙论（338）　b）Milne宇宙论 340

c）稳恒宇宙论（342）　d）Lyttleton-Bondi的宇宙论（342）　e）Alfven-Klein的宇宙论 343

§9.5 膨胀宇宙的观测 343

a）膨胀宇宙模型的参量（343） b）红移与宇宙视界（345） c）红移与星系亮度的关系（349） d）视亮度与星系数目的关系（350） e）视角直径（352） f）宇宙年龄（353）　g）观测的现状 353

§9.6 均匀各向同性模型的推广 356

a）空间对称性和Killing矢量（356） b）最大限度对称空间与de Sitter宇宙（359）　c）三维均匀非各向同性空间（362）　d）普遍的膨胀方程——Raychauduri方程 364

第十章　宇宙的演化 367

§10.1 演化与稳恒 367

§10.2 热宇宙的初期与氦的形成 368

a）辐射能占优势的状态（369）　b）辐射和物质的膨胀（370）　c）中微子黑体辐射（371）　d）质子与中子的比例（372）　e）氦元素的形成（373） f）元素合成与宇宙模型的选择 376

§10.3 热宇宙中期的物质与辐射 378

a）从辐射优势到物质优势（378）　b）辐射与物质的相互作用（378）　c）宇宙物质的中性原子化（379）　d）辐射和物质的退耦与宇宙黑体辐射 380

§10.4 起伏的成长与星系的形成 381

a）起伏（382）　b）膨胀宇宙中起伏的成长（382）　c）密度起伏的成长（384）　d）粘滞性、导热率和起伏的标度（386）　e）从气体云到星系 388

§10.5 充满膨胀宇宙的物质和辐射 389

a）银河系物质与星系物质（389）　b）银河系外的背景辐射（390）　c）宇宙线与宇宙黑体辐射（391）　d）中微子海（392）　e）各种质量的黑洞 393

第十一章　宇宙学的基础 395

§11.1 马赫原理 395

2）惯性的起源（395）　b）反马赫度规（397）　c）马赫原理的推广和狄拉克的建议 399

§11.2 宇宙的层次结构 400

a）从星系团到超宇宙（400）　b）层次性结构和宇宙黑体辐射的各向异性（400）　c）相对于惯性系统的旋转 402

§11.3 宇宙的原始状态 402

a）光的俘获面的存在和时空奇异性（402）　b）时空的量子起伏（403）　c）混合宇宙（404）　d）基本粒子的时代 405

§11.4 引力理论及其验证 406

a）相对论的引力现象（406）　b）各种引力理论 408

c）后牛顿近似与四个实验 409

第四篇　宇宙线 411

第十二章　宇宙线的各种基本过程 411

§12.1 非热状态 411

a）带电粒子的电离能的损失（411）　b）热韧致辐射 413

§12.2 带电粒子在磁场中的运动 416

a）刘维定律（416）　b）绝热不变量（419） c）粒子加速（421）　d）不同粒子加速效率的差异 427

§12.3 粒子扩散 429

a）无规则运动（429）　b）Fokker-Planck方程 431

第十三章　宇宙线起源模型 434

§13.1 各种成分的能密度 434

§13.2 太阳成分 437

§13.3 银河成分 438

§13.4 银河系外成分 440

第十四章　原子核成分 441

§14.1 化学成分的观测值 441

§14.2 原子核嬗变 445

§14.3 宇宙线的传播 447

§14.4 原始组成与宇宙组成的比较 452

§14.5 太阳发生的宇宙线 455

§14.6 能量分布 457

§14.7 各向异性 463

第十五章 电子成分 472

§15.1 同步加速辐射 472

§15.2 逆康普顿效应 475

§15.3　银河系射电波与星际空间的电子成分 477

§15.4 银河系内电子的传播 483

§15.5 超新星遗迹发射的射电波 487

§15.6 河外射电源 494

第十六章 X射线和γ射线 496

§16.1 γ射线（≥100 MeV） 496

a）γ射线的发生机制（496）　b）γ射线强度的方向分布（497）　c）星系际成分（500）　d）γ射线源 502

§16.2 γ射线和X射线的吸收 505

§16.3 X射线源的分布 507

§16.4 伴随超新星的X射线 510

§16.5 X射线双星 514

§16.6 高温等离子体发射的X射线 520

§16.7 新星型X射线源 527

§16.8　X射线、γ射线爆 529

§16.9 河外X射线源 535

§16.10　河外的延展成分 539

§16.11　软X射线的延展成分 543

第十七章　高能成分的各种效应 548

§17.1 高能成分的发生源 548

a）恒星在引力收缩过程中加速（548）　b）主序星 549

c）收缩着的恒星（550）　d）密近双星（554）　e）星系核 554

§17.2 星际气体加热和轻元素起源 555

a）宇宙线引起的星际气体电离（555）　b）轻元素的起源（556）　c）X射线引起的电离（557）　d）HII区（558）　e）宇宙线的压强 559

§17.3 星际气体的加热 560

a）X射线的吸收（560）　b）宇宙线引起的电离 561

§18.1 元素形成理论 563

第十八章　宇宙元素的形成 563

第五篇　元素的起源 563

§18.2 星内合成理论 565

第十九章　恒星能源——热核反应 570

§19.1 热核反应理论 570

a）非共振情形（572）　b）共振情形（575） c）反应率随温度的变化（577） d）光反应（578） e）产能率 578

§19.2 恒星内部的热核反应 579

a）氘反应（580） b）pp链（581） c）CNO循环（584） d）氦反应（588） e）碳、氧、氖燃烧反应 593

第二十章　重元素的合成过程 597

§20.1 α过程和e过程以及热暴式的碳燃烧 597

a）Si的光分解（597）　b）α过程的元素（599）　c）产能率（602）　d）原子核的热动平衡过程（e过程） 603

e）热暴式的碳燃烧 604

§20.2 s过程 607

a）中子源（607）　b）中子俘获截面（609）　c）s过程的元素（611）　d）s过程的〈σ〉n 612

§20.3 r过程 615

a）开始发生r过程的恒星演化阶段（616）　b）中子过剩核的结合能（617）　c）r过程元素的路径 618

d）r过程核的含量（619）　e）p过程 621

第二十一章　其他问题 622

§21.1 轻元素和氘的起源 622

a）Li，Be和B的起源（623）　b）氘的起源 628

c）早型特殊星的组成 630

§21.2 星系化学组成的演化 633

a）恒星的诞生率（634）　b）恒星的最终阶段和超新星爆发（634）　c）恒星的质量抛射（636）　d）星际气体和重元素量的变化 637

§21.3 氦的起源 638

§21.4 超重核是否存在 641

参考文献和书籍 644