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宇宙小史 版權(quán)信息
- ISBN：9787521738896
- 條形碼：9787521738896 ; 978-7-5217-3889-6
- 裝幀：一般純質(zhì)紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類(lèi)：>
宇宙小史 本書(shū)特色
1. 普林斯頓大學(xué)的宇宙學(xué)通識(shí)課 硬核知識(shí) ，友好輸出 閱讀本書(shū)所需的數(shù)學(xué)知識(shí)并不復(fù)雜，無(wú)非也就是“距離=速度×時(shí)間” 你應(yīng)該還得中學(xué)時(shí)學(xué)過(guò)的幾何知識(shí)吧 ——萊曼??佩奇 2.提出問(wèn)題比解決問(wèn)題更重要 不斷發(fā)問(wèn)，因?yàn)榭茖W(xué)的答案始終在前方 宇宙的形狀是什么樣子？ 宇宙是由什么構(gòu)成的？ 科學(xué)家是如何回到過(guò)去，知道宇宙的早期狀態(tài)、演化歷史的呢？ 3.用科學(xué)思維實(shí)現(xiàn)認(rèn)知升級(jí) 在宇宙的宏觀視野下 回溯本質(zhì) 看透真相 不被表象所干擾，才能少走彎路 4.中文譯本精準(zhǔn)、嚴(yán)謹(jǐn)，高保真呈現(xiàn)原作 北京大學(xué)哲學(xué)博士 “哲人石叢書(shū)”“普林斯頓科學(xué)文庫(kù)”“辭海譯叢”等科學(xué)文化叢書(shū)策劃人 潘濤 審校
宇宙小史 內(nèi)容簡(jiǎn)介
*人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙的過(guò)程，也是認(rèn)識(shí)自我的過(guò)程。光年尺度下的敘事，讓人類(lèi)顯得無(wú)足輕重。但正是通過(guò)科學(xué)家的不懈努力，才能使我們能夠突破肉體的局限，將人類(lèi)的視野拓展到目所能及之外的世界，或許有一天，直到宇宙的邊緣。 萊曼?佩奇是宇宙微波背景輻射研究領(lǐng)域的佼佼者，威爾金森微波各向異性探測(cè)器（WMAP）的初創(chuàng)研究者之一。關(guān)于宇宙大爆炸，以及宇宙其他重要問(wèn)題的答案，都藏在宇宙微波背景輻射里。為了追尋這答案，人類(lèi)向太空發(fā)射了衛(wèi)星、望遠(yuǎn)鏡，我們得以了解宇宙的組成、幾何結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)宇宙的演化。今天，我們對(duì)宇宙年齡的預(yù)測(cè)可以達(dá)到很好準(zhǔn)確的地步。 我們即將展開(kāi)一趟旅程，從無(wú)窮小到無(wú)窮大，從時(shí)間的開(kāi)端到遙遠(yuǎn)的未來(lái)，當(dāng)然，探索的腳步從未停止，因?yàn)椋鸢甘冀K在前方。
宇宙小史 目錄
目錄
**章 宇宙常識(shí) 001
宇宙的尺寸 003
膨脹宇宙 012
宇宙的年齡 019
可觀測(cè)宇宙 024
宇宙是無(wú)限的嗎 025
如何回顧宇宙的歷史 027
第二章 宇宙的構(gòu)成和演化 031
宇宙微波背景 035
物質(zhì)與暗物質(zhì) 043
宇宙學(xué)常數(shù) 051
結(jié)構(gòu)形成與宇宙時(shí)間線 056
第三章 描繪宇宙微波背景 063
測(cè)量宇宙微波背景 069
宇宙微波背景各向異性 076
宇宙微波背景的量化分析 081
第四章 宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型 089
宇宙的幾何結(jié)構(gòu) 091
結(jié)構(gòu)形成的種子 094
一張完整的宇宙拼圖 098
第五章 宇宙學(xué)的前沿 109
中微子 113
引力波 115
結(jié)構(gòu)形成與基礎(chǔ)物理 117
蘇尼亞耶夫—澤爾多維奇效應(yīng)和星系團(tuán) 118
溫度譜 120
小結(jié) 121
附錄A 電磁波譜 124
附錄B 膨脹空間 126
附錄C 宇宙時(shí)間線 128
附錄D 可觀測(cè)宇宙與時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 132
致謝 147
譯者后記 149
展開(kāi)全部
宇宙小史 節(jié)選
序言本書(shū)主要對(duì)現(xiàn)代宇宙學(xué)在空間、能量、時(shí)間等方面進(jìn)行*大尺度上的簡(jiǎn)明介紹。我希望這些文字可以將宇宙學(xué)中人類(lèi)已知的、比較重要的幾個(gè)方面的知識(shí)傳遞給大家，包括宇宙的組成、幾何結(jié)構(gòu)、演化過(guò)程、用來(lái)描述宇宙的物理定律，也會(huì)介紹一下我們挖掘這些知識(shí)的具體過(guò)程。宇宙學(xué)已經(jīng)成為一門(mén)較為成熟的學(xué)科，以至于其中摻雜了很多聽(tīng)上去相當(dāng)瘋狂的理論和推測(cè)，而這些讓人眼花繚亂的內(nèi)容很容易遮掩宇宙學(xué)*為神奇的一面：我們可以在*大尺度上了解整個(gè)宇宙，通過(guò)某些探測(cè)手段，其精確度可以達(dá)到百分比的水平 。我們將會(huì)看到，*大尺度上的宇宙和*早期的宇宙其實(shí)相當(dāng)簡(jiǎn)單，只憑幾個(gè)特殊參數(shù)就可以輕松描繪出其主要特征。跟其他東西，比如具有大氣、海洋、運(yùn)動(dòng)的大陸板塊、磁場(chǎng)等物理屬性的無(wú)比復(fù)雜的地球相比，前者要簡(jiǎn)單得多，列出幾個(gè)主要屬性即可看清它的面貌。本書(shū)不僅會(huì)向大家展示人類(lèi)目前所掌握的觀測(cè)、度量結(jié)果，還會(huì)通過(guò)各種物理表述向大家說(shuō)明這些結(jié)果如何彼此交織在一起，形成一幅統(tǒng)一的宇宙圖像。事實(shí)上，宇宙圖像有很多可能性，我為大家展示的只是其中一幅，只不過(guò)這幅圖像能夠以*少的假設(shè)來(lái)闡釋人類(lèi)所掌握的數(shù)據(jù)罷了。之后的各種觀測(cè)會(huì)向世人揭露真相，看看這幅圖像到底正確與否。人類(lèi)對(duì)宇宙的了解--可以用我們所說(shuō)的標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型來(lái)概括，這套模型和觀測(cè)結(jié)果吻合得極好。它可以對(duì)未來(lái)做出預(yù)測(cè)，具有可驗(yàn)證性，而且如果有必要，它也可以被輕易修改，增添內(nèi)容。拋開(kāi)其他內(nèi)容不談，這個(gè)模型很關(guān)鍵地指出了宇宙的構(gòu)成：大約5%的原子物質(zhì)，我們的身體就是由這些物質(zhì)構(gòu)成的；大約25%的“暗物質(zhì)”；還有大約70%的“暗能量”。根據(jù)愛(ài)因斯坦的引力理論，標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型闡明了宇宙萬(wàn)物是如何從太初時(shí)期演化至今的。換句話說(shuō)，我們從廣義相對(duì)論中提取出一套認(rèn)知空間的方式，并把它作為描述宇宙萬(wàn)物——輻射、原子、暗物質(zhì)、暗能量——如何匯聚在一起形成當(dāng)今宇宙的理論基石。總之，盡管我們有一套非常出色的宇宙模型，但從根本上來(lái)講，我們?nèi)耘f不清楚它的主要成分到底是什么。宇宙學(xué)當(dāng)中存在很多激動(dòng)人心的、懸而未決的問(wèn)題，等待全世界的科學(xué)家去探究、分析。在本書(shū)的末尾，我會(huì)將其中某些問(wèn)題分享給大家。本書(shū)將遵循我對(duì)宇宙學(xué)的學(xué)習(xí)路徑，主要以宇宙微波背景（Cosmic Microwave Background，縮寫(xiě)為CMB，是宇宙誕生時(shí)遺留下來(lái)的一種微弱熱輻射，又稱(chēng)背景輻射）的測(cè)量為線索來(lái)理解宇宙，而且我們有充分的證據(jù)來(lái)證明這種方式的合理性。盡管宇宙微波背景和太陽(yáng)的熱輻射，或者說(shuō)電爐的熱輻射類(lèi)似，但它的溫度其實(shí)非常低，只有2.725K ，僅比絕對(duì)零度高2.725°C，似乎暗示著它古老的起源。不過(guò)，宇宙微波背景不只包含溫度，它的存在還有很多其他意義。沒(méi)錯(cuò)，我們從宇宙微波背景得到的大部分信息都來(lái)自太空中不同位置的溫度變化。比如，無(wú)論是在南天極，還是在北天極，宇宙微波背景在溫度上的差異都非常小（任選兩個(gè)方向做比較）。由于宇宙微波背景可以被精確地測(cè)量，所以我們對(duì)它的理解成為宇宙模型的基礎(chǔ)。不過(guò)在深入研究宇宙微波背景的各種特性和人類(lèi)能從中獲得哪些信息之前，我們首先得介紹一些基本概念，看看如何從一個(gè)整體的角度認(rèn)知宇宙。在**章中，我們的主要任務(wù)就是打好基礎(chǔ)，了解宇宙的一些基本概念，主要線索為兩項(xiàng)觀測(cè)結(jié)果：光速恒定有限，宇宙正在膨脹。這兩項(xiàng)客觀事實(shí)彼此嚙合，為接下來(lái)的章節(jié)搭起了框架。在第二章中，我們將回顧宇宙的組成，不過(guò)并不是事無(wú)巨細(xì)地全面分析，而是把重點(diǎn)放在宇宙每個(gè)時(shí)期起主導(dǎo)作用的重要組成部分，這些東西可以告訴我們宇宙如何演化至今。我們還會(huì)分析宇宙的各種成分如何共同作用，從而產(chǎn)生了恒星、星系、星系團(tuán)這些在宇宙學(xué)中被稱(chēng)為“結(jié)構(gòu)”的東西。形成這些結(jié)構(gòu)的整個(gè)過(guò)程起源于宇宙大爆炸，*終催化了地球的誕生，人類(lèi)得以登上歷史舞臺(tái)。在第三章中，我們將闡釋插圖1中宇宙微波背景的細(xì)微溫度差異。弄懂這張圖后，我們便可以獲取和宇宙相關(guān)的大量信息。在第四章中，我們會(huì)把之前的內(nèi)容拼湊起來(lái)，同時(shí)引入標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型。雖然該模型擁有出色的預(yù)測(cè)能力，但宇宙中仍舊充滿很多未解之謎。*后，在第五章中，我將從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面分別為大家介紹一些宇宙學(xué)的前沿科研項(xiàng)目。宇宙學(xué)是一片充滿活力、令人神往的科研圣地。無(wú)論是實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，還是理論領(lǐng)域，科學(xué)家們都在苦苦探尋更加深入的知識(shí)成果。對(duì)于像我這樣的宇宙觀測(cè)者來(lái)說(shuō)，宇宙微波背景在持續(xù)不斷地提供各種新的洞察和理解。與此同時(shí)，源源不斷的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)或許可以幫助我們從全新的視角來(lái)看待標(biāo)準(zhǔn)模型中那些已有的要素，甚至有可能幫助我們獲取全新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。在開(kāi)始正文之前，請(qǐng)?jiān)试S我先對(duì)本書(shū)的難度做一個(gè)簡(jiǎn)要說(shuō)明。想要把*新的科研成果呈現(xiàn)給讀者，*大的困難之一就是要找到一個(gè)恰當(dāng)?shù)拈喿x難度。盡管出于科學(xué)概念的特殊性，我對(duì)很多術(shù)語(yǔ)和概念都做了相應(yīng)的解釋?zhuān)窃谡緯?shū)中，我還是對(duì)讀者的知識(shí)水平和興趣程度做出了更高的預(yù)期。因此，對(duì)某些特定話題，我準(zhǔn)備了4個(gè)附錄，以便有需求的讀者能夠獲取更詳盡的信息。比如，我在創(chuàng)作時(shí)已經(jīng)假定讀者知道光是一種攜帶能量的、具有特定波長(zhǎng)的電磁波，不過(guò)在附錄A中，我還是為那些想要進(jìn)一步了解相關(guān)領(lǐng)域的讀者提供了關(guān)于各種輻射 以及相應(yīng)波長(zhǎng)的簡(jiǎn)明科普。此外，我還假定大多數(shù)讀者知道光速的有限性，其數(shù)值為一個(gè)常數(shù)。不過(guò)，無(wú)論身處宇宙何處，無(wú)論運(yùn)動(dòng)速度有多快，你都會(huì)發(fā)現(xiàn)真空中的光速一直是186000英里 /秒，這是愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論的基本前提之一，掌握此知識(shí)點(diǎn)的人要比剛才的人少一些。為了使本書(shū)簡(jiǎn)潔明了，我不會(huì)過(guò)多深入討論和相對(duì)論有關(guān)的知識(shí)（畢竟已經(jīng)有很多圖書(shū)出色地完成了這一任務(wù)）。不過(guò)隨著本書(shū)內(nèi)容的推進(jìn)，我還是會(huì)闡釋一些有助于理解宇宙的物理概念，這些內(nèi)容可能會(huì)比你之前掌握得更加詳盡。根據(jù)實(shí)際需求，我可能會(huì)酌情增加相應(yīng)篇幅，不過(guò)大家放心，閱讀本書(shū)所需的數(shù)學(xué)知識(shí)并不復(fù)雜，無(wú)非也就是“距離 = 速度 × 時(shí)間”這種水平。而且大多數(shù)情況下我們都會(huì)使用近似值，便于大家掌握。宇宙學(xué)中非常棘手的一點(diǎn)是，它涉及的距離和時(shí)間尺度都很大，大到讓人難以想象。為了更加直觀，我們?cè)谟?jì)數(shù)時(shí)以“10億”為單位。比如，地球上的人口大約有70億，你小拇指的指尖上大約有10億個(gè)細(xì)胞，10億顆M&M彩虹豆剛好裝滿一個(gè)6米見(jiàn)方的盒子。考慮到這是一本科普讀物，本書(shū)沒(méi)有列出任何專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)的參考資料，很多理論和發(fā)現(xiàn)的來(lái)源我們也沒(méi)有一一備注（希望我的同事們能原諒我）。雖然本書(shū)篇幅不長(zhǎng)，但需要呈現(xiàn)的內(nèi)容可不少——我們要介紹整個(gè)宇宙呢——所以事不宜遲，進(jìn)入正題吧。
宇宙小史 作者簡(jiǎn)介
萊曼·佩奇 普林斯頓大學(xué)物理系主任，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士，美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院院士。 他是觀測(cè)宇宙學(xué)家，也是威爾金森微波各向異性探測(cè)器（WMAP）聯(lián)合創(chuàng)始研究者之一，該探測(cè)器用于對(duì)宇宙年齡的精準(zhǔn)測(cè)量，測(cè)量結(jié)果開(kāi)創(chuàng)了精確宇宙學(xué)的時(shí)代，對(duì)天文學(xué)、宇宙學(xué)和物理學(xué)產(chǎn)生重大影響。2010年，因在解開(kāi)宇宙年齡方面取得的重大成果，獲得邵逸夫天文學(xué)獎(jiǎng)。2015年，獲得格魯伯宇宙學(xué)獎(jiǎng)。2018年，因?yàn)椤癢MAP 實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)繪制了早期宇宙的詳細(xì)地圖, 升級(jí)了人類(lèi)對(duì)宇宙演化的認(rèn)知”獲得了基礎(chǔ)物理學(xué)突破獎(jiǎng)。
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