霍金亲传弟子只用1个公式讲透138亿年宇宙奥秘!
本书是一本以“极简”方式呈现宇宙演化与现代物理探索历程的宇宙科普作品。从宇宙的起点、星系与恒星的形成,一直到黑洞、暗物质、量子力学与弦理论等前沿议题,系统梳理了人类对宇宙结构、时空、物质与能量的主要认知。
比起硬核科普,它更像是一场为读者设计的宇宙旅行:你将被作者带离地球,以第一视角穿越时间、尺度与物理规律,亲历宇宙演化。书的开篇从地球出发,读者会像被相机镜头拉远一样飞向太阳、银河系,再进入更宏大的宇宙结构;随后镜头突然“拉近”,读者将缩小进入原子内部,看见夸克、电子与量子世界的奇特规则。作者用极具画面感的写法和巧妙的比喻,把138亿年宇宙史写成一部不断进化的传奇故事:恒星怎样诞生、燃烧与死亡?为什么宇宙会膨胀?黑洞如何改变时空?微观粒子怎样影响宏观世界?
通过本书,读者会获得一个全新的宇宙观。从过去停留在课本与常规印象中的宇宙认知,跃升到基于当代物理学最新理解的现代宇宙图景。意识到我们由星尘构成,与浩瀚宇宙息息相关;科学并非冰冷的事实,而是理解自我与世界的另一种方式。
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【法】克里斯托弗·加尔法德(CHRISTOPHE GALFARD)
剑桥大学理论物理学博士,史蒂芬·霍金的亲传弟子。
22岁时受史蒂芬·霍金邀请,成为其博士生,共同研究黑洞与时空起源。
与许多终生埋首公式的物理学家不同,加尔法德选择了一条反常规的道路:用文学与想象力,把艰深的宇宙理论讲给所有人听。他与霍金及其女儿合著的作品畅销全球,而《极简宇宙史》更被视为延续《时间简史》精神的代表作——几乎不使用公式,却能带领读者亲历宇宙的诞生、膨胀与演化。
他常年活跃于电视、广播和公众演讲现场,主持BBC纪录片《寻找新地球》,是少数真正站在现代宇宙学前沿、又主动走向公众的科学家之一。多年来他始终坚持一个信念:如果读者没有读懂科学,那是作者的责任。在他笔下,宇宙不再遥不可及,而是一场人人都能踏上的壮丽旅行。
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我们从地球上能看到的可见宇宙是一个半径为一百三十八亿光年的球。 …… 伴随而来的推论应该是住在整个宇宙(包括那些在可见宇宙之外的部分)里的任何地方的人,他们所看到的可见宇宙也在膨胀,并且遵守爱因斯坦的方程式,如果他们按下时间的回放键,他们也将看到一个热大爆炸的宇宙,同我们在这里看到的相同。以他们为中心的热大爆炸,而不是以我们为中心。 从这样的视角看我们整个宇宙,完全没有所谓中心,大爆炸在各处发生。
地球上所有的重原子,生命所必须的所有重原子,包括构成你身体的所有重原子,都是在某颗恒星内部被创造出来的,当你呼吸时,你吸入它们,当你触摸自己的皮肤或者别人的皮肤,所触到的都是星尘。
银河系远远不是宇宙里的一切。银河系不过是散布在尺度远为巨大的黑暗的一个恒星群岛而已。
从太空中观看我们所在的世界是一种让自己谦逊的方式,现在如此,将来也一定会如此
我們盡情探索著廣大宇宙,直到大約一百三十億光年外,光線越來越微弱,這是一堵不透明的時空之牆,被稱為「臨界最後散射面」。
地球上所有的重原子,生命所必须的所有重原子,包括构成你身体的所有重原子,都是在某颗恒星内部被创造出来的。当你呼吸时,你吸入它们,当你触摸自己的皮肤或者别人的皮肤,所触到的都是星尘。
这本书至还有两种可能的危险如果你是学生,正纠结学文还是学理,学理论还是学应用,本书所展现的理论物理学之美或许会对你产生一些影响。但你需要记得隐藏在这层美丽面纱下的残酷事实科学之路是艰苦的,书中也反复提到,每个成功的物理学家以及每一次激动人心的发现背后是更多不为人知的默默无名的科学家以及沉闷无聊而且完全失败的实验和演算。
与天空中所有的恒星一样,太阳是一大团闪闪发光的等离子体,一个由电子、失去了部分电子的原子(它们被称为离子)、失去所有电子的原子(仅剩下原子核)所组成的炽热混合物。
史蒂芬.霍金曾经在二零零九年六月二十八日办过一次关于时间旅行者的派对。为了确保只有时间旅行者才能出席,他在派对结束后才发出邀请。结果,没有人来。
任何恒星发光的时刻,它所发出的光线都带着自己的信息。这些信息以光速穿越空间,经过很多时间后才能被我们看到。这意味着我们在天空中看到的那些最远的恒星可能已经死了。但不是所有的恒星都死了。比如太阳就没死,或者更准确一点:此刻无人知晓,但在八分二十秒之前太阳还没死。
核聚变释放出巨量的光和粒子,这些光与粒子又将它们周围的一切都剥离成原子核与电子。这种原子核与电子分离的物质状态被称为“等离子体”。 这种光、热与能量的大规模释放就是恒星之所以发光的原因。
爱因斯坦有一次上完一堂量子物理学课时曾经对他的学生们说过:“如果你们理解了我所要告诉你们的事,那么显然我没有讲清楚。”
最初进入太空的人们在回来后都表示,在一片黑暗海洋中看到我们地球的美丽及渺小让他们满怀谦逊之感。
对恒星来说,大小,至关重要:体积越大,寿命越短...而对于行星来说,距离才是至关重要的因素。
现在你应该明白,大爆炸并没有发生于时空中的某个特殊点,而是在一切地方。
显然,在每次核聚变反应中两个原子核融合后失去的质量非常小。但在太阳内部,许许多多原子同时发生融合,这样释放出来的能量就相当巨大。这些能量必须找到一个出口,因此它们往外扩张,以各种可能的方式离开日核。最后,这种核聚变产生向外扩张的能量与引力带来的向内压缩的力量平衡,令我们的恒星拥有一个稳定的大小。如果没有这种能量释放,只有引力作用,太阳就会塌缩变得很小。
因為不同原子會吸收不同波長的光造成不同的光譜,所以科學家可以利用遙遠的星光去研究恆星的元素構成。
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