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简介:黑洞与时间弯曲
出版社:湖南科学技术出版社
出版时间:2014-11-24
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内容介绍

编辑推荐
《第一推动•宇宙系列:黑洞与时间弯曲》打开了历史的画卷,描绘了物理学的奇迹和激动人心的发现,更难得的是让我们看到了一个亲历者对科学风格和气质的洞察。
内容简介
  《斗破苍穹14:强势归来》是新生代网络作家代表人物天蚕土豆的作品。《斗破苍穹14:强势归来》:年度值得期待的东方幻想长篇巨制!天才少年萧炎在创造了家族的修炼纪录后突然成了废人,整整三年时间,家族冷遇,旁人轻视,被未婚妻退婚……种种打击接踵而至。就在他即将绝望的时候,一缕幽魂从他手上的戒指里浮现,一扇全新的大门在面前开启……
作者简介
  基普·S·索恩(Kip S.Thorne),美国加利福尼亚理工学院费曼物理学教授,曾与J·惠勒合著《引力》。1994年获得美国物理学联合会(AIP)科学著作奖。
目录
总序

前言
导引
序幕:黑洞之旅
地狱
人马
巨人
家园
第1章 空间和时间的相对论
牛顿的绝对空间和时间,以太
爱因斯坦的相对空间和时间,绝对光速
物理学定律的本质
第2章 空间和时间的卷曲
闵可夫斯基的绝对时空
牛顿的引力定律,爱因斯坦协调它与相对论的第一步
潮汐引力和时空曲率
第3章 黑洞,发现与拒绝
第4章 白矮星之谜
量子力学与白矮星的内部结构
极大质量
论战
第5章 坍缩是必然的
茨维基
朗道
奥本海默
惠勒
第6章 坍缩成什么?
黑洞的诞生:初步认识
插曲:原子弹
黑洞的诞生:深入理解
第7章 黄金年代
良师:惠勒,泽尔多维奇,席艾玛
黑洞没有毛
黑洞旋转与脉动
第8章 寻找
方法

第9章 意外发现
射电星系
类星体
巨黑洞
第10章 曲率波
交响

LIGO
第11章 实在是什么?
第12章 黑洞蒸发

黑洞辐射
黑洞的收缩和爆炸
第13章 洞里
奇点和其他宇宙
彭罗斯的革命
最佳猜想
第14章 虫洞和时间机器
虫洞和奇异物[2]
时间机器[9]
母子怪圈
良序
尾声
终曲:1993
致谢
人物
年表
名词
注释
文献目录
译后记
在黑洞的地平线上——重印后记
重印后记
前言
  前言
  本书是在严格的物理学原理基础上写的,并结合了高度的想象。作者试图超越人们目前的牢固知识而进入一个与我们地球的日常生活全然不同的物理世界。他的主要目的是考察黑洞的里里外外——黑洞质量大,引力场强,实物粒子和光都不可能像平常离开太阳那样从它逃逸出来。观测者从远处靠近这样的黑洞会遭遇哪些事情,是根据广义相对论在“强引力”作用下还没有经过检验的预言而描述的;超出这个范围进入所谓黑洞“视界”区域的悬想,则是靠一种特别的勇气,实际上就是特别的狂想,这在索恩和他的国际伙伴中是很多的,而且他们乐此不疲。这令人想起一位知名物理学家的妙语:“宇宙学家多犯错误,但少有怀疑。”读这本书的人应怀着两个目标:学一些我们物理宇宙中的尽管奇异却真实的可靠事实;欣赏那些我们还不那么有把握的奇思妙想。
  作为开场白,我首先应该指出,爱因斯坦的广义相对论这一思辨科学的最伟大创造,不过是在四分之三世纪前才建立的。20年代初,它解释了水星运动与牛顿引力理论预言的偏离,后来又解释了哈勃(Hubble)和他的同事们在威尔逊山天文台观测到的遥远星云的红移。两次胜利以后,它沉默了几年,那时,多数物理学家的注意力都转向了量子物理学的诠释,转向了核物理、高能粒子物理和观测宇宙学的进步。
  黑洞的概念在牛顿引力理论发现后不久,就以思辨方式提出来了。后来发现,通过适当修正,黑洞概念在相对论里也能找到自然的地位,不过,这需要我们将基本方程的解外推到极强的引力场——爱因斯坦当时认为这样的外推过程是可疑的。然而,钱德拉塞卡(Chandrasekhar)在1930年指出,根据相对论,质量超过某一临界值(即所谓钱德拉塞卡极限)的星体在耗尽高温的核能源后,将坍缩成为我们现在所说的黑洞。大约在30年代后期,茨维基(Zwicky)、奥本海默(Oppenheimer)和他的同事分别推广了这一工作。他们证明,存在一个质量范围,在此范围内的星体不会坍缩成黑洞,而将形成一种由致密的中子堆积构成的状态,即所谓的中子星。不论哪种情况,星体核能耗尽时的内部挤压都会伴随一个相对短时间的巨大能量喷发,喷发的结果,就是我们在遥远星云和银河系中偶尔会看到的光亮的超新星。
  这些研究在第二次世界大战时中断了,然而在50年代和60年代,科学家们又怀着新的兴趣和热情回到了它的实验和理论的前沿,取得了三大进展。第一,从核物理和高能物理研究获得的知识在宇宙学理论中找到了自然的位置,支持了通常所说的宇宙形成的“大爆炸”理论。现在,许多证据都支持这样的观点:我们的宇宙是从一点由紧密堆积的粒子所形成的原初热汤(一般称它为“火球”)膨胀而来的。这一原初事件大约发生在100到200亿年前。对这个假说最戏剧性的支持也许是发现了出现在原初爆炸后期的波的退化遗迹。
  第二,我们确实观测到了茨维基和奥本海默小组预言的中子星,它们的行为也同理论预言的一样。这使我们完全相信,超新星是经历了“最后的引力坍缩”(大概可以这么说)的恒星。如果说中子星能存在于某一确定的质量范围,那么也有理由认为黑洞是质量更大的恒星的产物,不过我们承认,大量的观测证据都将是间接的;事实上,这类间接的证据现在已经很多了。
  最后,广义相对论的有效性还得到了另外几方面证据的支持。它们包括太阳系中航天器和行星轨道的高精度测量和某些星系对外来光线的“透镜”作用。最近又发现了大质量双星系运动的能量损失,可能是它们发射引力波的结果,这是相对论的一个重要预言。这些发现,不但使我们敢于相信广义相对论在黑洞附近的那些未经证实的预言,也为我们洞开了更广阔的想象空间。
  几年前,联邦基金会(Commonwealth Fund)在M.E.Mathoney主席提议下,决定资助一项图书计划,邀请在不同领域工作的科学家们为受过教育的普通读者介绍他们的工作。索恩教授是其中的一位,很高兴本计划将他的书作为这一系列出版物的第九本。
  推荐本书的联邦基金图书计划咨询委员会由下列成员组成:Lew-is Thomas,医学博士,主任;Alexander G.Bearn,医学博士,副主任;Lynn Margulis,哲学博士;Maclyn McCarty,医学博士;Lady Medawar,Berton Roueche,Frederick Seiz,哲学博士;Otto Westphal,医学博士,出版者代表是W.W.Norton&Company,Inc.的副主席兼编辑,Edwin Barber。
  Frederick Seitz
精彩书摘
  爱因斯坦推翻了
  牛顿的绝对空间和绝对时间的概念
  1901年4月13日
  德国?莱比锡
  莱比锡大学
  威廉?奥斯特瓦尔德教授
  尊敬的教授先生!
  请您原谅一个父亲,为了儿子的事情冒昧地来打扰您,尊敬的教授先生。
  我先应该告诉您,我的儿子阿尔伯特今年22岁,他在苏黎世综合技术学校(Zurich Polytechnikum)学了4年,去年夏天,他成功地通过了数学和物理学的学位考试。从那以后,他一直想找一份助教的工作,这能帮助他继续学习理论和实验物理学,但是,还没有找到。在他求职的时候,人们给他的评语都称赞他的才干;无论如何,我可以向您保证,他非常好学,非常用功,非常爱他的科学。
  所以,我儿子为现在还没有工作而深感不幸,而且他一天天地确信,他已经脱离了事业的轨道,而现在又没人同他来往。另外,他还认为他是我们的负担,一个没用的人,这使他感到压抑。
  您,尊敬的教授先生,在目前活跃在物理学界的学者中,是我儿子最崇拜和尊敬的一个;所以,我冒昧地请您满足我的一个小小的要求,看看他发表在《物理学纪事》上的论文,如果可能,请您为他写几句鼓励的话,使他重新在生活和工作中快乐起来。
  另外,如果您现在或者今年秋天能为他找一个助教的职位,我将无限感激。
  我再次请您原谅我唐突地给您写信,我还要冒昧地说一句,我儿子一点儿也不知道我的无礼举动。
  就说这些,尊敬的教授先生。您忠实的
  是的,有一段时期,阿尔伯特?爱因斯坦真的很沮丧。自21岁从苏黎世综合技术学校毕业以来,8个月没有工作,他觉得自己失败了。
  由于爱因斯坦对功课漠不关心,情况并没有好起来。“为了考试,不管你是不是喜欢,都得把所有的东西塞进脑子里。”他后来这么说。他的数学教授闵可夫斯基(Hermann Minkowski,在第2章里我们会更多地听到这个名字)对爱因斯坦的这种态度非常生气,说他是一只“懒狗”。
  然而,爱因斯坦并不懒,他不过是有自己的选择。有些功课他全部都吸收了,而另外一些他忽略了。他更喜欢把时间花在自学和独立思考上。思考是一种乐趣,令人愉快,能带来满足。他可以靠自己学习“新”物理学,而这些物理学在韦伯的所有课程中却被省略了。
精彩插图