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黑洞真是黑色的嗎? 版權(quán)信息
- ISBN:9787521752229
- 條形碼:9787521752229 ; 978-7-5217-5222-9
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:
黑洞真是黑色的嗎? 本書特色
普林斯頓大學(xué)黑洞研究專家聯(lián)袂撰寫+中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)黑洞小組科學(xué)家 翻譯如果你想在有限篇幅內(nèi)盡可能全面的了解黑洞相關(guān)的科學(xué)知識(shí),那么這本書是你的好選擇
黑洞真是黑色的嗎? 內(nèi)容簡(jiǎn)介
黑洞,簡(jiǎn)單而殘酷,復(fù)雜又神秘。它是科學(xué)家眼中擁有致命吸引力的理論實(shí)驗(yàn)室,同時(shí)又是大眾*為熟知的物理學(xué)概念之一。從愛因斯坦到施瓦西,再到惠勒、索恩和霍金,黑洞究竟是什么?黑洞具有哪些迷人特性?在這本書中,來自普林斯頓大學(xué)的兩位物理學(xué)教授,用簡(jiǎn)潔準(zhǔn)確的語言為我們逐步搭建了理解黑洞的階梯,從愛因斯坦的相對(duì)論,到更為新近的前沿研究,黑洞成為科學(xué)家檢驗(yàn)引力理論、量子理論和熱力學(xué)的實(shí)驗(yàn)室。這段旅程充滿了奇幻、叛逆和神秘,令人大開眼界,又蘊(yùn)含著無盡的可能性。讓我們與艾麗斯和鮑勃一起,以整個(gè)宇宙為背景,探索黑洞的怪異魅力吧。
黑洞真是黑色的嗎? 目錄
前言
第1章 狹義相對(duì)論
時(shí)間是什么?空間是什么?什么是閔可夫斯基時(shí)空?狹義相對(duì)論,給我們帶來了一個(gè)物理學(xué)上*著名也*重要的公式。從一組和火車有關(guān)的思想實(shí)驗(yàn)說起。
第2章 廣義相對(duì)論
時(shí)空將變得彎曲,究竟是什么意思?一顆飛向黑洞的子彈,會(huì)打穿黑洞嗎?一組關(guān)于上學(xué)、寫作業(yè)和引力阱的思想實(shí)驗(yàn)。
第3章 施瓦西黑洞
什么是施瓦西解?什么是視界?讓我們和6位駕駛著飛船的小人兒一起,測(cè)量黑洞的周長(zhǎng)。
第4章 自轉(zhuǎn)的黑洞
宇宙中的黑洞幾乎總有旋轉(zhuǎn)和自旋,這帶來了什么有趣的新效應(yīng)?當(dāng)物體自外向內(nèi)落入黑洞,會(huì)發(fā)生什么?
第5章 宇宙中的黑洞
廣義相對(duì)論的黃金年代,偉大的頭腦家與新觀測(cè)技術(shù)交相輝映,約翰·惠勒,基普·索恩,史蒂芬·霍金帶來關(guān)于黑洞的認(rèn)知革命。
第6章 黑洞碰撞
什么是引力波?為什么黑洞會(huì)碰撞并產(chǎn)生引力波?為什么從愛因斯坦發(fā)表廣義相對(duì)論起,科學(xué)家花了100年才**次直接探測(cè)到引力波?欣賞地球上*大的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置之一,領(lǐng)略來自遙遠(yuǎn)時(shí)空的信號(hào)。
第7章 黑洞熱力學(xué)
黑洞真是黑色的嗎?黑洞有溫度嗎?黑洞甚至有可能是量子糾纏的表現(xiàn)!一個(gè)關(guān)于蟲洞的思想實(shí)驗(yàn),兩位參與者會(huì)在蟲洞相遇嗎?
結(jié)語
譯后記
黑洞真是黑色的嗎? 節(jié)選
親愛的阿爾伯特,你是*出色的。幾乎人人都知道的那個(gè)物理學(xué)方程就是E = mc2。《時(shí)代周刊》將你評(píng)選為“世紀(jì)人物”。關(guān)于你的笑話再也沒人講了,因?yàn)槊總(gè)人都知道那并不好笑。盡管我們已經(jīng)擁有了許多核武器,但我們還沒把自己炸飛。事實(shí)上,在“二戰(zhàn)”結(jié)束前投擲的那兩顆原子彈是核武器唯一一次被用于殺戮。如今,我們對(duì)廣義相對(duì)論和黑洞更感興趣,因?yàn)榫薮蟮腖IGO探測(cè)器成功探測(cè)到發(fā)生在 10 多億年前的一次黑洞碰撞發(fā)出的引力波信號(hào)。我們寫了一本有關(guān)黑洞的書,因?yàn)槲覀冎滥銓?duì)施瓦西解非常感興趣,但或許對(duì)它的物理意義不太確定。所以我們想告訴你一些在你離世后的 60 多年中取得的相關(guān)進(jìn)展。在施瓦西解里存在一個(gè)事件視界。一旦你穿過它,除非你的速度超過光速,否則你就再也回不來了。如果你還記得施瓦西解的形式,當(dāng)半徑等于質(zhì)量乘以牛頓引力常數(shù)時(shí),它就會(huì)表現(xiàn)出一些奇異性,尤其是度規(guī)的時(shí)間項(xiàng)(我們現(xiàn)在稱之為時(shí)移函數(shù))消失了,而那正是事件視界的所在。當(dāng)半徑趨于零時(shí),施瓦西解也會(huì)表現(xiàn)出一些奇異性,我們*好的理解就是它們標(biāo)志著一個(gè)時(shí)空奇點(diǎn),人類已知的物理定律在那里會(huì)徹底失效。如果你進(jìn)入一個(gè)施瓦西黑洞,你肯定會(huì)碰到奇點(diǎn),但我們不知道接下來會(huì)發(fā)生什么,甚至用“接下來”這個(gè)詞是不是合適,也值得商榷。我們多么希望你能看到在你過世后的 20 多年里廣義相對(duì)論研究工作的進(jìn)展。約翰·惠勒是其中的核心人物。(我們跟他熟識(shí)!他和我們同在普林斯頓大學(xué)工作,直到2008 年他離開了這個(gè)世界。)他讓“黑洞”這個(gè)描述施瓦西解及其度規(guī)的詞變得流行。一位名叫羅伊·克爾的新西蘭人找到了施瓦西度規(guī)的一般化形式,用于描述旋轉(zhuǎn)黑洞。這是一種相當(dāng)復(fù)雜的度規(guī)!更重要的是,它描述了坍縮恒星的終態(tài),它們總有一些非零的角動(dòng)量。我們現(xiàn)在十分確信宇宙中有很多黑洞。錢德拉塞卡、托爾曼、奧本海默和沃爾科夫等人早在 20 世紀(jì) 30 年代就說過,如果你把太多的質(zhì)量放到一起,就沒有什么能夠支撐住它們。具體的數(shù)字難以估算,但如果一顆恒星在核燃料耗盡后還剩下 3 倍的太陽(yáng)質(zhì)量,它將會(huì)坍縮成一個(gè)黑洞。更令人驚奇的是,在星系中心還有更大的黑洞。比如,銀河系中心就有一個(gè)約為 400 萬倍太陽(yáng)質(zhì)量的黑洞。我們沒有開玩笑!現(xiàn)代的觀點(diǎn)一致認(rèn)為,許多星系的中心都有很大的黑洞,它們的質(zhì)量甚至達(dá)到太陽(yáng)的幾十億倍。我們現(xiàn)在尚不清楚這些黑洞是怎么形成的,但就銀河系而言,通過觀測(cè)一些恒星的軌跡和黑洞的引力效應(yīng),我們相信銀心確實(shí)存在黑洞。
黑洞真是黑色的嗎? 作者簡(jiǎn)介
史蒂文·古布澤(Steven S. Gubser),普林斯頓大學(xué)物理學(xué)教授,著作有《弦論》。 弗蘭斯·比勒陀利烏斯(Frans Pretorius),普林斯頓大學(xué)物理學(xué)教授。
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