具体描述
内容介绍
《永恒的诱惑：宇宙之谜》由原点阅读出品。原点阅读（The Origin）（微信号：ydreadtup），清华大学出版社旗下的图书品牌，秉承“科学，让个人更智慧，让社会更理性”的理念，致力于科学普及和科技文化类图书的出版，传播科学知识、科学精神、科学方法，展现科学的真实、D立、智慧、多变、宽容、动人及迷人。 内容简介 人类对宇宙的想象始于神话而不限于神话。如今，广义相对论和大量的天文观测资料，已经构成现代宇宙学理论及实验的牢固基石。特别是根据现代科学技术发展出来并先后发射运行的天文探测卫星：COBE、WMAP、普朗克卫星等，使人类对宇宙奥秘的探索手段如虎添翼。人类观测宇宙的眼界大开。如果我们“巡天遥看”，已经远远不是“一千河”的境界，而是已经有了上千亿个“河外星系”供我们观测研究。中国这方面的发展也指日可待，2015年底，中国成功地发射了一颗暗物质粒子探测卫星“悟空”，便是一个例证。那么，如此浩瀚的茫茫宇宙，遵循怎样的运动规律？宇宙如何随时间演化？宇宙之未来与人类有何关系？本书之目的便是以通俗的语言，向大众介绍现代高科技探测手段背后的科学知识，为读者解读若干“宇宙之谜”。 从太阳系开始，在*章中介绍了行星、恒星、星系等天体物理的一些基本知识。D二章介绍牛顿的宇宙图景。D三章介绍无穷的概念引起的数学和物理中的佯谬，激发读者对物理理论的哲学思考。D四章则用*少的篇幅让读者认识两个相对论的基本思想。D五章的目的是使读者更深刻地理解2016年初探测到的引力波。作者从天文学中的距离测量谈起，使读者了解天文学中测量技术之困难，然后，介绍引力波强度之微弱，进一步将它的各种性质与电磁波相比较，使大家认识到探测引力波的困难和重大意义。D六章则对黑洞的基本物理性质及分类进行探讨。D七章到D九章，将对现代宇宙学标准模型的基本原理、数学基础、大爆炸理论、重要结论和疑难、暗物质暗能量、宇宙未来等有趣的问题略作探讨。D十章简单介绍作为标准模型补充的宇宙早期暴胀理论。 作者简介 张天蓉，女，科普作家。美国得州奥斯汀大学理论物理博士。研究课题包括广义相对论、黑洞辐射、费曼路径积分、飞秒激光、激光探测晶体性质、高频及微波通讯、EDA集成电路软件等。发表专业论文三十余篇。2012年开始，出版了一系列科普著作，其文风深入浅出，趣味盎然，亦保持科学的严谨性，深得读者喜爱。代表书籍有：《蝴蝶效应之谜：走近分形与混沌》《世纪幽灵：走近量子纠缠》《上帝如何设计SJ：爱因斯坦的困惑》《爱因斯坦与万物之理：统一路上人和事》等。 前 言 2016年2月11日,星期四,上午10点30分,是一个在物理学界值得纪念的日子,美国的激光干涉引力波天文台,(LaserInterferometerGravitationalwaveObservatorg,LIGO)与加州理工学院、麻省理工大学等各处的专家们,在华盛顿召开了新闻发布会,向全SJ宣布于2015年9月14日1次直接探测到了引力波的息【1】。公众称之为GW150914事件,全SJ都为之振奋,天文界和物理界的专家们更是激动不已。为什么GW150914事件如此震动科学界? 物理学家们对探测引力波期待已久,而这个事件中探测到的引力波J是来自宇宙深处的时空涟漪。我们说这个涟漪泛起于宇宙的J深、J远处毫不夸张,因为它们发生于13亿年前,来自于距离我们13亿光年之遥的两个“黑洞”的碰撞。黑洞碰撞、时空涟漪、13亿年前……这些如梦幻、如诗歌一般的语言,突然转化成2016年春天到来之前的D一声惊雷。大概连天国里的爱因斯坦也会止不住开怀大笑起来吧,没想到啊,人类真的探测到了引力波。那是爱因斯坦在100年之前,建立了广义相对论一年后的一个精彩预言!天地广阔，乾坤永恒；茫茫宇宙，万物之谜，这些对人类好奇心的永恒诱惑，又何止让人类探寻了100年!不过,谈到引力波和黑洞,倒是让笔者回想起了30多年前在美国得克萨斯大学奥斯汀分校读博的日子。我D年博士论文的课题是有关引力波在黑洞附近的散射问题,ZM物理学家、引力理论专家约翰?惠勒是我的博士论文WY会成员之一。记得在D时的一次讨论会上,有人提到何时能探测到引力波的问题时无人作声,只有惠勒笑嘻嘻、信心满满地说了一句“快了”。我D时只知道推导数学公式,对探测引力波的实验一无所知,但惠勒这句“快了”在脑海中却记忆颇深,也从此关心起引力波是否真正存在以及何时能探测到的问题。1993年,传来了两位美国科学家获得诺贝尔物理学奖【2】的消息。他们便是因为研究双星运动,即两颗双中子星相互围绕着对方公转,而间接证实了引力波的存在。笔者D时便立即想起了惠勒的话,心想:果然“快了”!2000年,听说惠勒早年的一个学生,J是和惠勒一起合作《引力》这本书的加州理工学院教授基普? 索恩(Kip Thorne,1940年—),几年前启动了一个叫LIGO 的项目,专为探测引力波。1999年10月的“PhysicsToday”有一篇文章是关于此项目,笔者看了之后,脑海里又浮现出“快了”这句话。2007年,在加利福尼亚州偶然碰到一个原来一起在相对论中心学习的同学,他在某天文台做天体物理研究。谈及引力波,他也说“快了”,因为LIGO将在一年后再次升级,升级完成后J“快了”。2014年,又一次传来探测到引力波的消息。由于普通物体,甚至太阳系产生的引力波都难以探测,所以科学家们便把目光转向浩渺的宇宙。宇宙中存在质量巨大又FC密集的天体,如黑矮星、中子星,或许还有夸克星等。超新星爆发、黑洞碰撞等事件将会产生强大的引力波。此外,在大爆炸初期的暴胀阶段,也可能辐射强大的引力波。2014年有人提出哈佛大学设在南J的BICEP2探测器探测到了引力波,但这种“控测到”指的并不是直接的接收,而是大爆炸初期暴胀阶段发出的“原初引力波”在微波背景辐射图上打上的“印记”。但是,后来证实这是一次误导,是一次由尘埃物质造成的假“印记”【3】。据索恩所言,至少有一半的观测信号事实上是由星际尘埃导致的,而是不是WQ由尘埃所致目前还不清楚。直到2016年初LIGO的发布会,才正式宣告人类真正接收到了引力波。D初惠勒的这句“快了”,兑现起来也至少花了30多年,爱因斯坦J更不用说,已经整整等待100年了!探测到引力波对基础物理学意义非凡,它再一次为广义相对论的正确性提供了坚实的实验依据。为天体物理和现代宇宙学研究,开启了一扇大门,必将掀起相关领域的研究热潮,或许导致一场革命也说不定。宇宙学是Z古老的学科,也是Z现代的学科。从物理的观点来解释宇宙,称为物理宇宙学。物理宇宙学是一门年轻科学。从远古时代开始,人们J对茫茫宇宙充满了猜测和幻想:诗人和文学家们仰望神秘的天空,用诗歌和故事来表达抱负、抒发情怀;哲学家们哲思深邃、奇想不断;科学家们却要探索宇宙中暗藏的秘密。尽管人类的天文观测历史已经有几千年,但是将我们这个浩瀚宏大、D一无二的宇宙作为一个物理系统来研究,继而形成了一门称之为“宇宙学”的现代学科,却只是近100年左右的事情。这个推动力来自理论和实验两个方面:爱因斯坦的广义相对论和哈勃的天文观测结果。近年来,随着科学技术的进步,物理宇宙学从神话猜想发展到有了理论模型,至今已经发展成为一门精准的实验科学。由于现代天文观测手段日新月异的发展,宇宙学进入了它的黄金年代,理论发展似乎已经难以跟上大量观测数据积累的速度,各种模型和猜想不断涌现。并且,宇宙学中近十几年来的一系列重大发现对现有物理基础理论也提出了诸多挑战,比如,暗物质和暗能量的研究已经成为现代物理的重要课题。宇宙学可以说已经有过好几次革命:哥白尼的日心说D一次将人类的宇宙观移到地球之外;哈勃通过大型望远镜确定了数不清的星系;而近代的物理宇宙学则让人类开始思考和研究宇宙的起源。近代宇宙学到底研究些什么？有哪些具体的重要进展？ 这个领域的发展实在太快,广大民众可能还知之甚少。即使是在学术界,大多数人对近年来宇宙学的事件也只是知其然,而不知其所以然,存在着很多的迷惑和误解(特别是对大爆炸理论)。有些人认为大爆炸是毫无证据的假说,甚至将其称为“西方宇宙学”。然而这不是事实,科学并无东西之分,尽管我们无法直接验证宇宙的“大爆炸”,也不能断定它J一定是宇宙演化历史的正确描述,但是由于航天实验卫星得到的大量数据的支持,主流学界的大多数人已经承认和接受了这个理论。作为一名科学工作者,有必要科普现代宇宙学的知识,让广大民众正确认识大爆炸理论,了解其来龙去脉,以及其中存在的疑难问题。中国是一个古老的文明大国,中国人自古J有谈天说地、思辨宇宙哲学问题的追求和习惯。宇宙到底有多大? 宇宙长什么样子? 宇宙来自何处? 将来如何演变? 宇宙是否也有生有死、有开始有结束?牛顿描述的宇宙与现代的宇宙观有何不同? 宇宙到底有限无限? 无穷大的哲学观点和数学思想给我们的宇宙观造成了哪些佯谬和悖论? 这些互相关联的种种宇宙奥秘,无论对有智慧、有思想的知识界,还是对好奇心强、幻想联翩的青少年,都是一种永恒的诱惑。读完这本小书,你会对上面提出的问题有一些基本的认识。更为重要的是,你可能会产生许多自己的想法,对茫茫宇宙,对这个环绕在我们周围的Z大、Z神秘的未知SJ产生浓厚的兴趣。让我们借助于引力波的阵阵涟漪,走向已经敞开的宇宙学大门。作者将用通俗易懂的语言和深入浅出的例子,带你轻松、愉快地涉足于宇宙学Z前沿。作者1先从太阳系开始,在D一章中介绍了行星、恒星、星系等基本的天体物理知识。D二章介绍牛顿的宇宙图景。D三章介绍无穷的概念引起的数学和物理中的佯谬,激发读者对物理理论的哲学思考。D四章则用Z少的篇幅让读者认识两个相对论的基本思想。D五章的目的。是使读者更深刻地理解2016年初探测到的引力波。作者从天文学中的距离测量谈起,使读者了解天文学中测量技术中的困难。然后,介绍引力波强度的微弱,进一步将它的各种性质与电磁波相比较,使大家认识到探测引力波的困难和重大意义。D六章则对黑洞的基本物理性质及分类进行探讨。D七章到D九章,将对现代宇宙学标准模型的基本原理、数学基础、大爆炸理论、重要结论和疑难、暗物质和暗能量、宇宙的未来等有趣的问题略作探讨。D十章简单介绍作为标准模型补充的宇宙早期暴胀理论。该书的读者定位于文理各个领域的大学本科生和研究生,对天文、数学、物理感兴趣的初高中学生,以及所有爱好科学、渴求了解宇宙历史及本质的广大群众。具有高中数学水平的读者,便可WQ读懂书中内容。但考虑到中国学生的数学能力较强、擅长逻辑思维,书中保留了少量的公式和简单推导,以便某些喜欢数学的读者能从中获益,能够对物理内容得到更深刻的理解。一般读者,则可跳过这些公式,不会影响阅读效果。书中也提到D今宇宙学标准模型存在的许多疑难,启迪人们对宇宙问题的思考。物理学的天空从来J不是晴空万里,20世纪初的两朵乌云掀起了经典物理的革命,从中诞生了相对论和量子论。如今,近代宇宙学天空中的重重疑云和片片暗点又将带给我们些什么呢? 人类期待着下一个爱因斯坦,期待着宇宙学及物理学的新一轮革命。 媒体评论 精彩评论宇宙，它为何如此，它为何存在？宇宙有开端吗？如果有的话，在此之先发生过什么？宇宙从何处来，又往何处去？——霍金
宇宙*令人费解的地方是她竟然可以被理解，试图预言宇宙和自然会发生什么则是可望而不可及的事情。——爱因斯坦
这是一本用生动有趣的语言，由浅入深地揭开宇宙之迷的科普读物，关心和热爱宇宙学的读者阅读本书是一种陶冶身心和精神饱餐！热切地希望读者能够喜欢该书。——ZM天文学家 李宗伟
重点强调科学精神和科学方法，启发人们思考宇宙间的“大问题”，满足各个年龄阶层人们的好奇心，吸引年轻人踏进科学的大门。——果壳网读者 yangsir
宇宙到底有多大，长什么样子？宇宙是否也有生有死，有开始有结束？宇宙的本质是什么？一场关于宇宙的过去、现在和未来的物理学发现之旅。——知乎读者 Kings
目录
引言 宇宙深处泛涟漪———从引力波谈宇宙学/ /
Chapter 1 去宇宙逍遥/ / 8
1. 从地球出发/ / 9
2. 太阳的生命周期/ / 16
3. 群星灿烂也不灿烂/ / 22
4. 钱德拉塞卡J限/ / 28
5. 天上有个好莱坞/ / 34
6. 河外星系知多少/ / 43
Chapter 2 牛顿的宇宙/ / 50
1. 永恒而稳定的宇宙图景/ / 51
2. 夜空为什么黑暗/ / 54
3. 引力佯缪/ / 61
4. 热寂说佯谬/ / 64
Chapter 3 有关无限的数学悖论/ / 68
1. 悖论、佯谬知多少？ / / 69
2. 芝诺带你走向无穷小/ / 74
3. 希尔伯特旅馆悖论/ / 77
4. 缸中之脑/ / 82
5. 无限猴子定理/ / 87
Chapter 4 学点相对论/ / 89
1. 狭义相对论/ / 90
2. 广义相对论/ / 95
3. 引力场方程/ / 98
4. 相对论的实验验证和应用/ / 101
5. 不同的内蕴几何/ / 104
Chapter 5 探测引力波/ / 107
1. 宇宙学中的基本测量/ / 108
2. 探测引力波——时空的涟漪/ / 112
3. 电磁波和引力波/ / 115
4. 引力波速度为何等于光速/ / 123
5. 韦伯——探测引力波的先驱/ / 126
Chapter 6 黑洞物理/ / 132
1. 史瓦西解和黑洞/ / 134
2. 黑洞无毛/ / 137
3. 霍金辐射/ / 141
4. 宇宙中的恒星黑洞/ / 144
5. 超大黑洞和J小黑洞/ / 147
6. 双黑洞和引力波/ / 150
Chapter 7 哈勃定律/ / 156
1. 欲上九霄揽银河，浩瀚星海任遨游/ /157
2. 光——探索宇宙的利器/ / 163
3. 膨胀的宇宙/ / 171
4. 超光速的困惑/ / 177
5. 宇宙的形状/ / 183
Chapter 8 大爆炸模型/ / 190
1. 为宇宙膨胀建造模型/ / 191
2. 浑沌开窍宇宙诞生/ / 196
3. 霍伊尔的坚持/ / 201
4. 微观SJ的秘密/ / 204
5. 从夸克到宇宙/ / 209
6. 宇宙如何演化/ / 214
7. 探寻宇宙的D一束光/ / 223
8. 隐藏宇宙奥秘的古老之光/ / 230
Chapter 9 大爆炸的迷团和疑难/ / 237
1. 对大爆炸的误解/ / 238
2. 视界疑难/ / 245
3. 平坦性疑难/ / 251
4. 磁单J子疑难/ / 258
5. 上穷碧落下黄泉，暗物诡异不露面/ /263
6. 宇宙常数解疑难，捕风捉影论真空/ /268
Chapter 10 暴胀的宇宙/ / 274
1. CJ暴胀补缺陷/ / 275
2. 对称破缺，真空相变/ / 280
3. 平行宇宙似科幻/ / 284
参考文献/ / 288
用户评价
这本书的语言风格非常独特，它不像一般的科普读物那样枯燥乏味，而是充满了诗意和哲思。作者在描述宇宙中的星云和星系时，常常会运用一些富有想象力的词汇，将冰冷的科学事实赋予了生命和情感。例如，他将星系的形成比作宇宙的“呼吸”，将黑洞的引力描述为“吞噬一切的寂静之手”。这种文学化的表达方式，让我在阅读过程中，不仅满足了求知欲，更获得了一种审美享受。同时，书中也穿插了一些作者个人的感悟和思考，让这本书更具人情味。他会在讲述完某个宏大的宇宙现象后，引申出对人生短暂和宇宙永恒的思考，这种将科学与人生融为一体的写作手法，让我觉得这本书非常特别。它不仅仅是一本关于宇宙的书，更是一本关于如何看待生命、如何理解世界的心灵之书。读完它，我感觉自己的视野被大大拓宽了，对宇宙和生命都有了全新的认识。
评分初次翻开这本书，就被那股扑面而来的宏大叙事所震撼。作者仿佛是一位经验丰富的星际探险家，带领我们穿越浩瀚的宇宙，从遥远的星系边缘，到我们赖以生存的地球，再到微观世界的奇妙奥秘，无所不包。其中对于黑洞形成与演化的描述，尤其引人入胜，那黑暗而强大的引力中心，竟然隐藏着如此精妙的物理规律，让我忍不住反复咀嚼，试图理解那些超越常识的现象。更让我着迷的是，作者并非仅仅罗列科学事实，而是用一种极具画面感和故事性的语言，将枯燥的科学原理生动地呈现在读者面前。仿佛能够亲眼目睹星辰的诞生与毁灭，感受到宇宙扩张的澎湃力量。在谈到生命起源时，作者更是抛出了许多发人深省的设问，关于我们在宇宙中的位置，关于生命的意义，这些哲学层面的探讨，让这本书不仅仅是一本科普读物，更是一次关于存在的深度思考。我常常在深夜，手捧这本书，望着窗外的星空，感觉自己渺小却又与这宇宙息息相关，内心充满了敬畏和好奇。
评分这本书最让我感到震撼的，是它所展现出的科学精神的魅力。作者在叙述宇宙的起源和演化时，始终保持着一种严谨求证的态度，既敢于挑战权威，又敬畏未知的力量。他详细介绍了爱因斯坦的相对论，并将其与我们日常观察到的现象进行对比，让我深刻体会到理论物理的伟大之处，同时也认识到人类认知的局限性。在探讨宇宙的终极命运时，作者列举了不同的科学模型，比如“大撕裂”、“大挤压”和“热寂”，并分析了它们各自的可能性。这种对未知保持开放和探索的态度，深深地打动了我。它让我明白，科学并非一成不变的真理，而是一个不断发展、修正和完善的过程。读这本书，我不仅学到了很多关于宇宙的知识，更重要的是，我感受到了那种勇于探索、永不放弃的科学精神，这种精神比任何具体的知识都更有价值。
评分这本书最令人拍案叫绝之处，在于其对复杂科学概念的极致简化和类比。我之前一直对量子力学的“叠加态”和“量子纠缠”感到十分困惑，总觉得它们违背了我们日常的认知。但作者用了一个非常贴切的比喻，将原本高深莫测的理论解释得浅显易懂，让我豁然开朗。比如，他将粒子的不确定性比作一位正在迷雾中行走的旅人，你只能知道他大概在某个区域，却无法精确锁定他的具体位置。这种巧妙的类比，不仅消除了我学习的障碍，更激起了我对这些奇妙现象更深层次的探究欲望。书中对暗物质和暗能量的讨论，同样充满智慧。作者并没有直接给出答案，而是展示了科学家们如何通过各种观测和实验，一步步逼近这些宇宙的“隐形”组成部分，这种严谨的科学探索过程本身就极具吸引力。读完这部分，我感觉自己仿佛也参与了这场寻找宇宙真相的伟大旅程，对科学研究的耐心和毅力有了更深的理解。
评分作为一名对天文略感兴趣的普通读者，我一直渴望能找到一本既能满足我的好奇心，又不至于过于专业而难以理解的书籍。这本书无疑就是我苦苦寻觅的那一本。它在专业性与通俗性之间找到了一个完美的平衡点。作者在介绍宇宙大爆炸理论时，并没有停留在“一声巨响”的简单描述，而是深入浅出地讲解了宇宙早期的高温高密状态，以及由此引发的一系列物理演化。其中关于宇宙背景辐射的阐述，更是让我对“回溯”宇宙历史有了直观的感受。更让我惊喜的是，书中还涉及了对地外文明的探讨，从德雷克公式到费米悖论，作者以一种理性的态度，分析了我们搜寻外星生命的可能性和面临的挑战。这部分内容让我联想到科幻电影中关于外星文明的各种想象，但这本书却用科学的逻辑为这些想象提供了坚实的基础。它让我意识到，探索宇宙不仅仅是关于星辰大海，更是关于人类自身的未来和我们在宇宙中的独特性。
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