从奇点到虫洞:广义相对论专题选讲 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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卢昌海 著

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• 广义相对论
• 奇点
• 虫洞
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• 引力
• 黑洞
• 宇宙学
• 物理学
• 天体物理
• 相对论

店铺： 夜语笙箫图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302327394

商品编码：29691943395

包装：平装

出版时间：2013-12-01

基本信息

书名：从奇点到虫洞:广义相对论专题选讲

定价：28.00元

作者：卢昌海

出版社：清华大学出版社

出版日期：2013-12-01

ISBN：9787302327394

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.259kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书以能量条件为线索，对能量条件在其他一些广义相对论课题比如奇点与奇点定理、正质量定理、宇宙监督假设一并进行介绍。本书将以严谨的物理框架为基础，用生动的文笔，翔实的资料，为幻想般的问题寻找尽可能现实的答案。
　　通过本书您将会明白以下问题，黑洞能被摧毁吗？什么是彭罗斯猜想？白洞是真实还是幻想？虫洞可以构筑时间机器吗？时空的拓扑结构可以改变吗？黑洞能作为星际旅行的通道吗？什么是奇异物质？奇异物质存在吗？科幻影片中穿越虫洞的特技合乎物理吗？裸奇点会造成什么麻烦？“上帝”憎恶裸奇点吗？奇点是物理时空中的点吗？奇点的存在有多大的普遍性？什么样的虫洞才能成为星际旅行的通道？那通道是捷径吗？为什么像“正质量”那样貌似显而易见的特性在广义相对论中会成为难题？

目录

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章 能量条件
1.1引言
1.2能量条件
第2章 奇点与奇点定理
2.1什么是奇点？
2.2雷查德利方程
2.3测地线束与共轭点
2.4时空的因果结构
2.5霍金-彭罗斯奇点定理
2.6讨论
2.7附录：雷查德利小传
第3章 正质量定理
3.1渐进平直时空
3.2广义相对论的动力学
3.3 ADM能量动量
3.4正质量定理
3.5舍恩与丘成桐的证明概述
3.6威顿的证明概述
3.7讨论
第4章 宇宙监督假设
4.1黑洞、裸奇点及宇宙监督假设
4.2摧毁黑洞不可能任务？
4.3彭罗斯猜想与宇宙监督假设
4.4壳层穿越奇点与壳层会聚奇点
4.5走向严密表述
4.6零质量标量场与裸奇点
4.7讨论
第5章 虫洞物理学
5.1萨根的小说
5.2黑洞、白洞和虫洞
5.3球对称可穿越虫洞
5.4奇异物质负能量的挑战
5.5虫洞的“工程学”
5.6由虫洞到时间机器
5.7讨论
后记

作者介绍

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　　卢昌海，出生于杭州，本科就读于复旦大学物理系，毕业后赴美留学，于2000年获美国哥伦比亚大学物理学博士学位，目前旅居纽约。著有《那颗星星不在星图上：寻找太阳系的疆界》、《太阳的故事》和《黎曼猜想漫谈》，并曾在《中国青年报》、《数学文化》、《科幻世界》、《现代物理知识》、《中学生天地》、《科学画报》等报纸、杂志上发表几十篇科普及专业科普作品。

文摘

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序言

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《宇宙的织锦：时空、引力与宇宙的深层奥秘》 本书并非一本纯粹的科普读物，也不是一本艰涩难懂的学术专著。它致力于在两者之间架起一座桥梁，带领读者以一种全新的视角，深入探索我们所栖居的宇宙最核心的奥秘——时空本身的结构、引力的本质以及宇宙演化的宏伟图景。我们将抛开日常经验的束缚，一同潜入广义相对论这片浩瀚的海洋，感受时空不再是静止的背景，而是与物质和能量相互作用、动态演化的“织锦”。 本书的开篇，我们将首先回顾物理学史上的几个关键转折点，从牛顿的万有引力定律如何塑造了我们对引力的最初认知，到爱因斯坦革命性的广义相对论如何彻底颠覆了这一认知。我们将仔细剖析牛顿引力模型在解释行星轨道等现象上的成功之处，以及其最终未能克服的理论局限，例如无法解释水星近日点的进动。这不仅是为了理解历史的进程，更是为了衬托出广义相对论的划时代意义。我们将看到，爱因斯坦并未否定引力，而是赋予了它一种前所未有的、几何学的解释——引力并非一种神秘的力量，而是时空弯曲的表现。 随后，我们将进入广义相对论的核心——爱因斯坦场方程。不必被其形式所吓倒，本书将以一种直观且富有洞察力的方式，揭示方程的物理含义。我们将理解，方程的左侧描述了时空的几何性质，即时空的曲率，而右侧则代表了物质和能量的分布。两者之间紧密的联系，正是宇宙万物运行的根本法则。我们将通过一系列思想实验，例如著名的“升降机实验”，来体会惯性质量与引力质量的等效性，这是广义相对论的一个基石。然后，我们将深入探讨平直时空（闵可夫斯基时空）与弯曲时空之间的差异，理解曲率是如何影响物体运动轨迹的，从而解释光线在引力场中的弯曲，以及引力红移等现象。 本书并非仅仅停留在理论的阐述，更重要的是，我们将聚焦于广义相对论所预言的、并在后续观测中得到验证的重大宇宙现象。我们将详尽地介绍引力透镜效应，这不仅仅是关于光线在引力场中的弯曲，更是我们理解遥远宇宙结构、探测暗物质和暗能量的强大工具。读者将了解引力透镜如何像宇宙中的放大镜一样，揭示那些隐藏在星系团背后更遥远的宇宙景象。 紧接着，我们将迎来物理学中最令人着迷的现象之一——黑洞。本书将详细介绍黑洞的形成机制，从大质量恒星的引力坍缩开始，逐步构建起黑洞时空几何的图景。我们将认识到，黑洞并非虚无的“陷阱”，而是时空被极端弯曲的结果，它的存在深刻地影响着周围的时空结构。我们将探讨黑洞的视界面——那个“有去无回”的边界，以及奇点——时空曲率趋于无穷大的神秘区域。本书将带领读者思考黑洞信息悖论等前沿问题，激发对宇宙终极命运的思考。 本书还将触及引力波这一爱因斯坦预言了近一个世纪的现象。我们将深入理解引力波的本质，它是时空自身的涟漪，是大质量天体运动产生的扰动在时空中传播。读者将了解到，引力波的探测是如何成为物理学和天文学上的一个里程碑事件，它为我们提供了一种全新的“听见”宇宙的方式，直接探测那些无法通过电磁波观测到的宇宙事件，例如黑洞合并和中子星碰撞。我们将探讨引力波观测如何帮助我们验证广义相对论在强引力场下的适用性，以及它为研究宇宙的早期演化、甚至可能存在的“宇宙弦”等提供了新的途径。 除了宏大的宇宙结构和极端天体，本书还将目光投向宇宙的整体演化。我们将探讨广义相对论在宇宙学模型中的核心作用。从早期宇宙的暴胀，到星系和结构的形成，再到宇宙的膨胀本身，广义相对论都扮演着至关重要的角色。我们将理解弗里德曼方程如何描述宇宙的膨胀，以及宇宙学常数在其中扮演的角色。本书将带领读者思考宇宙的未来是无限膨胀，还是可能迎来大挤压？宇宙是否拥有一个开端？这些深刻的问题，都与广义相对论息息相关。 为了让读者更好地理解这些抽象的概念，本书将采用多种教学方法。我们会在必要的时候引入数学工具，但会尽量以清晰易懂的方式呈现，并重点阐述其物理含义。同时，我们将大量运用形象的比喻和类比，例如将弯曲的时空比作一张被重物压弯的橡皮膜，将引力波比作水面上的涟漪，帮助读者建立直观的理解。此外，本书还会穿插介绍一些历史故事和科学家的轶闻趣事，让学习过程充满趣味性。 本书并非旨在培养专业的广义相对论研究者，而是希望能够激发普通读者对宇宙深层奥秘的探索热情。我们相信，理解广义相对论，不仅仅是学习一门物理理论，更是拓展我们对现实世界的认知边界，培养一种超越日常经验的宏观视野。通过本书，您将能够以一种更加深刻和富有哲学意义的方式来理解宇宙，感受到时空与万物之间那奇妙而和谐的联系。 本书的章节安排将循序渐进，从基础概念到前沿应用。我们不会回避一些复杂的问题，但会尽力以最清晰、最深入浅出的方式进行阐释。最终，我们希望读者在阅读完本书后，能够对广义相对论有一个扎实的理解，并且能够独立思考相关的物理学和宇宙学问题，甚至能够对未来可能出现的理论突破产生一些初步的猜想。本书是一次关于宇宙奥秘的智力冒险，一次对人类理解能力极限的挑战，也是一次对我们共同栖居的这个壮丽宇宙的深度致敬。 请注意，本书的重点在于对广义相对论核心概念的深入剖析，以及其在解释宇宙现象中的应用。本书不会涉及微扰理论的复杂数学推导，也不会深入探讨量子引力等尚未成熟的理论分支。我们的目标是构建一个清晰、完整且富有启发性的广义相对论认知框架，让读者能够领略到这项伟大理论的精妙之处及其在现代物理学和宇宙学中的基石地位。 通过本书，您将不仅仅是了解“从奇点到虫洞”这些字面上的概念，更重要的是，您将深入理解构成这一切现象背后的物理原理，以及广义相对论如何构建了我们对宇宙的现代理解。我们相信，这是一次值得的智力旅行，将带领您领略宇宙的真正壮丽与深邃。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名《从奇点到虫洞:广义相对论专题选讲》仿佛是一扇通往未知宇宙的窗户，勾起了我内心深处对科学探索的强烈渴望。作为一名对宇宙学略有涉猎的爱好者，我一直被广义相对论的宏伟图景所吸引，特别是它对时空结构的深刻洞察。我希望这本书能够系统地梳理广义相对论的核心概念，从最基础的原理出发，循序渐进地带领读者理解黑洞的形成与性质，以及引力如何在宇宙中扮演着至关重要的角色。我尤其关注“奇点”部分，它代表着物理定律的失效，是理解黑洞内部最关键也最神秘的部分。同时，“虫洞”的加入，更是将理论物理与科幻想象巧妙地结合，让人不禁遐想旅行于不同时空的可能性。我期待作者能够用清晰的语言，配以恰当的比喻和图示，将这些复杂的数学公式和物理概念转化为易于理解的知识，让我能够真正地“看懂”广义相对论，并从中获得新的启发。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名实在是太吸引人了，“从奇点到虫洞”，光是听着就觉得充满了宇宙的神秘与奥秘，让人忍不住想一探究竟。我一直对黑洞、引力波这些广义相对论中令人着迷的概念非常感兴趣，但又苦于找不到一本既能深入浅出又不失严谨的读物。这本书的标题正好击中了我的痛点，让我对它充满了期待。我尤其好奇书中会如何解释奇点这个概念，它是如此抽象，以至于我脑海中只能勾勒出一些模糊的轮廓，希望能在这本书里得到更清晰的解答。而“虫洞”更是科幻小说中的经典元素，能够理解它在广义相对论中的理论基础，对我来说简直是打开了新世界的大门。我期待作者能用引人入胜的方式，将这些高深的物理理论化繁为简，让我这个非专业人士也能领略到广义相对论的魅力。这本书的出现，让我感觉仿佛找到了通往宇宙深邃奥秘的一把钥匙，迫不及待地想要翻开它，让思想在时空的织锦中自由翱翔。

评分☆☆☆☆☆

这本书的题目《从奇点到虫洞:广义相对论专题选讲》着实让我眼前一亮，它精准地抓住了广义相对论中最具吸引力、也最能激发人们想象力的两个概念。我一直认为，理解广义相对论不仅仅是为了掌握物理学知识，更是为了更好地理解我们所处宇宙的本质。这本书的书名暗示了其内容的深度和广度，从黑洞视界内部那个令人费解的奇点，到穿越时空的可能性——虫洞，这本身就是一段充满挑战与惊喜的旅程。我期待作者能够用一种非常学术但又不失趣味性的方式，为我展开广义相对论的画卷。我希望书中能有对爱因斯坦场方程的深入剖析，以及它如何描述引力现象。更重要的是，我期待书中能解答我一直以来的疑问：奇点究竟是如何形成的？虫洞在理论上是否真实存在，我们又该如何理解它们？这本书的出现，无疑为我提供了一个深入学习广义相对论的绝佳机会。

评分☆☆☆☆☆

《从奇点到虫洞:广义相对论专题选讲》这个书名，光是听着就有一种遨游星际的壮阔感。我一直对爱因斯坦的广义相对论充满好奇，但总觉得它离我太遥远，充满了晦涩难懂的公式和理论。这本书的书名却像一束光，照亮了我对这个领域探索的道路。我希望这本书能提供一个清晰的框架，让我能够系统地学习广义相对论。特别是“奇点”这个概念，一直让我感到既神秘又困惑，我期待书中能够对其进行详细的讲解，揭示它在黑洞形成中的核心作用。而“虫洞”更是激发了我无限的想象，我希望能在这本书中找到关于虫洞的科学解释，了解它在理论物理中的地位，以及它是否有可能成为我们穿越时空的桥梁。这本书的出现，让我看到了将高深的物理理论变得触手可及的希望，我非常期待它能带我进入一个全新的知识领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《从奇点到虫洞:广义相对论专题选讲》简直是直击我心中对宇宙最深邃的好奇点。我一直觉得，广义相对论是理解宇宙运行机制的钥匙，而黑洞的奇点和穿越时空的虫洞，更是其中最具想象力和颠覆性的概念。我渴望在这本书中找到对这些概念的严谨而又不失趣味的阐释。我希望作者能够以一种有条理的方式，先从广义相对论的基础讲起，让我能够理解其核心思想，然后再逐步深入到黑洞的内部，探讨奇点所带来的物理学难题。而“虫洞”的部分，更是我最期待的内容，我希望能了解其理论基础，以及它在当前物理学研究中的地位。这本书的书名承诺了一场从已知到未知的探索之旅，我相信它能够满足我对广义相对论的求知欲，并为我打开一扇全新的认识宇宙的大门。