作品简介

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,在第一章中介绍了行星、恒星、星系等天体物理的一些基本知识。第二章介绍牛顿的宇宙图景。第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。第四章则用最少的篇幅让读者认识两个相对论的基本思想。第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。第六章则对黑洞的基本物理性质及分类进行探讨。第七章到第九章,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。第十章简单介绍作为标准模型补充的宇宙早期暴胀理论。

张天蓉,美国理论物理博士,科普作家。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。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》《上帝如何设计世界:爱因斯坦的困惑》《爱因斯坦与万物之理:统一路上人和事》等。

作品目录

  • 作者简介
  • 引言 宇宙深处泛涟漪——从引力波谈宇宙学
  • 第一章 去宇宙逍遥
  • 1.从地球出发
  • 2.太阳的生命周期
  • 3.群星灿烂也不灿烂
  • 4.钱德拉塞卡极限
  • 5.天上有个好莱坞
  • 6.河外星系知多少
  • 第二章 牛顿的宇宙
  • 1.永恒而稳定的宇宙图景
  • 2.夜空为什么黑暗
  • 3.引力佯谬
  • 4.热寂说佯谬
  • 第三章 有关无限的数学悖论
  • 1.悖论、佯谬知多少
  • 2.芝诺带你走向无穷小
  • 3.希尔伯特旅馆悖论
  • 4.缸中之脑
  • 5.无限猴子定理
  • 第四章 学点相对论
  • 1.狭义相对论
  • 2.广义相对论
  • 3.引力场方程
  • 4.相对论的实验验证和应用
  • 5.不同的内蕴几何
  • 第五章 探测引力波
  • 1.宇宙学中的基本测量
  • 2.探测引力波——时空的涟漪
  • 3.电磁波和引力波
  • 4.引力波速度为何等于光速
  • 5.韦伯——探测引力波的先驱
  • 第六章 黑洞物理
  • 1.史瓦西解和黑洞
  • 2.黑洞无毛
  • 3.霍金辐射
  • 4.宇宙中的恒星黑洞
  • 5.超大黑洞和极小黑洞
  • 6.双黑洞和引力波
  • 第七章 哈勃定律
  • 1.欲上九霄揽银河,浩瀚星海任遨游
  • 2.光——探索宇宙的利器
  • 3.膨胀的宇宙
  • 4.超光速的困惑
  • 5.宇宙的形状
  • 第八章 大爆炸模型
  • 1.为宇宙膨胀建造模型
  • 2.浑沌开窍宇宙诞生
  • 3.霍伊尔的坚持
  • 4.微观世界的秘密
  • 5.从夸克到宇宙
  • 6.宇宙如何演化
  • 7.探寻宇宙的第一束光
  • 8.隐藏宇宙奥秘的古老之光
  • 第九章 大爆炸的谜团和疑难
  • 1.对大爆炸的误解
  • 2.视界疑难
  • 3.平坦性疑难
  • 4.磁单极子疑难
  • 5.上穷碧落下黄泉,暗物诡异难露面
  • 6.宇宙常数解疑难,捕风捉影论真空
  • 第十章 暴胀的宇宙
  • 1.超级暴胀补缺陷
  • 2.对称破缺,真空相变
  • 3.平行宇宙似科幻
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