发现黑洞:进化的宇宙观
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作者《环球科学》杂志社
出版社机械工业出版社
ISBN9787111628811
出版时间2018-05
版次1
装帧精装
开本16开
纸张胶版纸
页数248页
字数297千字
定价99元
货号SC:9787111628811
上书时间2024-05-08
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商品详情
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作者简介:
环球科学杂志社，《环球科学》杂志是《科学美国人》中文版，主要报道生物、物理、天文、医学、地理、环境、能源等所有科学领域的新知识、新进展和新动向。《科学美国人》创刊于1845年，全球有很多有名科学家、科技企业家、科技政策制定者曾为《科学美国人》撰稿，包括爱因斯坦、玻尔、沃森等近200位诺奖得主，以及微软创始人比尔？盖茨、前美国副总统阿尔？戈尔、前美国教育部部长阿恩？邓肯等知名人士，并且在全球有着广泛的读者群。是全球很好科学家向公众传播理念和成果的平台。
主编推荐:
融汇霍金、彭罗斯、萨斯坎德、张双南等十多位物理学家数十年的探索与研究，一部动人心弦的黑洞发现史，帮你认识黑洞这个神秘的宇宙天体，感受它强大的力量，让你了解一个连光都无法逃避的巨大“魔爪”，如何在宇宙空间搅动风云、主宰宇宙的命运！
精彩内容:
黑洞拥有强大的引力，可以让时空发生靠前弯曲。这种靠前致密的天体会吞噬一切，甚至连光都不放过。如果离黑洞太近，那就是一次单程的、没有回头路的旅程。不过，黑洞最非凡的力量，也许是让我们的想象力自由飞驰。对这种“宇宙禁区”了解得越多，我们的心灵就会受到更加强烈的震撼，就像在影院里，屏幕上的巨兽让我们心生恐惧——尽管坐在舒适的座椅上，我们也知道自己身处安全的环境中。 在本书中，霍金、彭罗斯、萨斯坎德、张双南等十多位有名物理学家将数十年的探索与研究化成文字。通过这些动人心弦的文字，你会知道，虽然黑洞拥有摧毁一切的能力，但它却会给科学带来极大的推动与影响。黑洞释放的力量塑造了周围的空间，为恒星和星系的演化提供了线索。这种看不见的天体也为我们了解宇宙带来光明的希望。 在尝试解决悬而未决的难题的过程中，天文学家了解到，宇宙中一些最为绚丽惊人的现象就与黑洞有关。比如，当一颗大质量恒星坍缩形成黑洞时，它会释放强烈的伽马射线暴，甚至在数十亿光年外都能看到。超大质量的黑洞也可以存在于被称为“星爆”的区域中，在这样的区域中，恒星会以惊人的速度形成。关于黑洞的更多秘密，打开本书，你就能找到。 研究黑洞也会为物理学的其他领域带来启发。比如霍金先生提出的一些重要理论，将以前互不相关的三个物理领域——广义相对论、量子理论和热力学——联系到了一起。而物理学家对原初黑洞的研究，还引出了一个深奥的悖论，直指物理学中一个重要问题的核心：为什么广义相对论和量子力学是如此难以调和？在接下来的几年里，高能粒子加速器或许能够制造出黑洞的远亲——微型黑洞。这类人造黑洞将为物理学开辟一个全新的研究领域，它们的存在可以为更高空间维度的存在提供有力的证据。而且，通过观测微型黑洞的特性，物理学家或许可以探索那些高维度空间的结构特征。 本书中还有一些文章会探讨信息能否逃离黑洞、黑洞与宇宙的本质、黑洞会如何影响地球命运等宏大的、会让人对宇宙心生敬畏的话题。现在，好戏即将上演，请找一张舒适的椅子坐下，跟我们一起开始一场伟大的宇宙征途吧！ 《科学美国人》主编
内容简介:
黑洞是一种神秘的天体，在我们的认识里，它拥有强大的引力，可以吞噬一切，甚至能让时空发生靠前弯曲。任何物体如果离黑洞太近，那就是一次单程的、没有回头路的旅程。在本书中，以霍金、彭罗斯、萨斯坎德、张双南等为代表的全球十多位物理学家将数十年的探索与研究化为了文字，通过这些动人心弦的文字，读者会逐渐了解黑洞这个神秘的天体是怎样形成，又是怎样存在于广袤的宇宙当中，甚至对其他天体产生影响的。
摘要:
随着太阳消耗掉越来越多可用的核燃料（除了氢，还有氦和更重的元素），太阳的膨胀过程将反转，收缩到比当前还小，直径变为现在的百分之一，大约相当于地球的大小。之后，它将演化为白矮星，停止收缩。在这一阶段，原子中的电子会聚集得非常紧密，致使量子力学中的一个规律开始发挥作用，产生一种强到足以阻止太阳进一步收缩的等效压强。这个规律就是泡利不相容原理，该原理指出，没有两个电子可以占据同一个能量状态。此时，太阳的密度将变得非常大，一个填满太阳物质的乒乓球的质量就相当于好几头大象。接下来，太阳将一直冷却下去，直至抵达最终的死亡状态，成为一颗黑矮星。
地球上任何物质的密度都远远小于白矮星。不过，天文学家在宇宙中观测到了很多白矮星（和红巨星）。它们是太阳这类最普通的恒星演化历史的一部分。此外，恒星演化为白矮星的理论和观测结果非常一致。然而，并非所有恒星都遵循这个“正常的”演化路径。1931年，苏布拉马尼扬？钱德拉塞卡（Subrahmanyan Chandrasekhar）在研究恒星结构时发现，白矮星存在一个优选质量。超过这个质量，白矮星就无法抵抗进一步的引力收缩。指向恒星中心的引力甚至会压倒电子由于泡利不相容原理而产生的压力。这个优选质量极限不比太阳质量大多少。钱德拉塞卡最初得到的极限大约是1.4倍太阳质量，后来的计算给出了更小的值。而我们观测到的许多恒星质量都要大于1.5倍太阳质量，它们的最终命运会是怎样的呢？
假设有一颗质量是太阳两倍的恒星。和太阳类似，在消耗了大部分原有的氢燃料之后，它将膨胀得非常大，然后再次收缩。但它不会进入稳定的平衡态而成为一颗白矮星。这颗恒星，或者它的很大一部分将会塌缩得比白矮星更小。由于特别的温度和密度，它将经历一个导致其发生灾变性爆发的过程。天文学家已经在我们的星系（最近的一颗由开普勒在1604年记载）和其他星系中观测到了这类爆发恒星，并将其命名为超新星。一颗超新星的光度可以在数天内胜过整个星系。超新星爆发时可能抛掉了多达90%的物质，仅剩下恒星塌缩了的核心，藏在一团快速膨胀的气体云中心。蟹状星云就是这样的气体云。这个核太小，密度也太大了，不可能是白矮星，只能以一颗中子星的身份达到平衡状态。
即使与白矮星比，中子星也是很微小的。白矮星对中子星，大小相差的悬殊程度甚至超过了太阳对白矮星的100:1，可能也超过了红巨星对太阳的大约250:1。中子星半径可能只有10千米，或者说只有白矮星半径的1/700。虽然白矮星的密度已经大得异乎寻常了，但中子星的密度甚至比它还要大1亿倍。一个填满中子星物质的乒乓球，质量相当于婚神星（Juno，直径约200千米）这样的小行星。中子星的密度与质子或中子相当。实际上，一颗中子星可以看作一个超大的原子核，两者只有一个本质上的差异：中子星是由引力而非核力束缚在一起的。中子星的大部分电子已
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目录:
前言第一章经典彭罗斯：黑洞必然存在 罗杰？彭罗斯（Roger Penrose） 霍金辐射：逃出黑洞的粒子 史蒂芬？霍金（Stephen Hawking） 萨斯坎德：落入黑洞的信息去哪了 伦纳德？萨斯坎德（Leonard Susskind） 基普？索恩：把黑洞看成一张膜 基普？S. 索恩（Kip S. Thorne） 理查德？H. 普赖斯（Richard H. Price）第二章探索黑洞判定标准 琼 - 皮尔斯？拉索塔（Jean-Pierce Lasota） 捕捉黑洞影像 埃弗里？E. 布罗德里克（Avery E. Broderick） 亚伯拉罕？洛布（Abraham Loeb) 寻找种子黑洞 詹妮？E. 格林（Jenny E. Greene） 黑洞喷流撼动星系团 华莱士？塔克（Wallace Tucker） 哈维？塔南鲍姆（Harvey Tananbaum） 安德鲁？费边（Andrew Fabian） 靠近黑洞，验证广义相对论 迪米特里奥斯？普萨尔蒂斯（Dimitrios Psaltis ） 谢泼德？S. 德勒曼（Sheperd S. Doeleman）第三章理论地球上存在黑洞？ 伯纳德？J. 卡尔（Bernard J. Carr） 史蒂文？B. 吉丁斯（Steven B. Giddings） 黑洞中心没有奇点 ? 张双南 黑星：夭折的黑洞 卡洛斯？巴尔塞洛（Carlos Barceló） 斯特凡诺？利贝拉蒂（Stefano Liberati） 塞巴斯蒂亚诺？索内戈（Sebastiano Sonego） 马特？维瑟（Matt Visser） 地球因黑洞而存在 凯莱布？沙夫（Caleb Scharf） 黑洞点亮宇宙 迈克尔？D. 勒莫尼克（Michael D. Lemonick） 黑洞火墙：量子力学与相对论的冲突现场 约瑟夫？波尔金斯基（Joseph Polchinski）第
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