《黑洞與時間彎曲》

《黑洞與時間彎曲》

黑洞與時間彎曲 黑洞與時間彎曲 黑洞與時間彎曲

黑洞與時間彎曲 內容簡介

本書是在嚴格的物理學原理基礎上寫的,並結合了高度的想像,作者試圖超越人們目前的牢固知識而進入一個與我們地球的日常生活全然不同的物理世界,讀這本書能夠使我們學一些物理宇宙中的儘管奇異但卻真實的可靠事實,欣賞那些我們還不那么有把握的奇思妙想。

黑洞與時間彎曲 本書目錄


前言
導引
序幕:黑洞之旅
1. 空間和時間的相對論

白矮星-內部結構模型圖白矮星-內部結構模型圖

2. 空間和時間的捲曲
3. 黑洞,發現與拒絕
4. 白矮星之謎
5. 坍縮是必然的
6. 坍縮成什麼?
7. 黃金年代
8. 尋找
9. 意外發現
10. 曲率波
11. 實在是什麼?
12. 黑洞蒸發
13. 洞裡
14. 蟲洞和時間機器
尾聲
致謝
人物
年表
名詞

黑洞與時間彎曲 文章節選

空間和時間的彎曲

赫爾曼.閔可夫斯基
統一了空間和時間
而愛因斯坦使它們發生捲曲

閔可夫斯基的絕對時空

我要擺在你們面前的空間和時間的觀點,已經從實驗物理學的土壤中萌芽了,那裡積蓄著它們的力量,它們是基本的,從今往後,空間和時間本身都將注定在黑暗中消失,只在二者的一種結合能保持為一個獨立的實體。

1908年9月,赫爾曼.閔可夫斯基用這樣的話向世界宣布了關於空間和時間本性的新發現。

愛因斯坦已經證明,空間和時間是“相對的”,物體的長和時間的流從不同參照系看來是不同的,如果我相對於你運動,那么我的時間就不同於你的,我的空間也不同於你的,我的時間是你的時間和空間的混合,我的空間是你的空間和時間的混合。

現在,閔可夫斯基在愛因斯坦工作的基礎上發現,宇宙是由一種絕對的而不是相對的四維“時空”結構構成的,這種四維結構在所有參照系看來(當然,我們得學會怎么走“看”)都是一樣的,它的存在獨立於參照系。

下面的故事(根據泰勒和惠勒1992年的書改編的)說明了閔可夫斯基發現的基本思想。

從前,在遙遠的東方在大海上有個名叫蒙里迪那的島,島上居民有著奇特的風俗和禁忌。每年6月,在一年中最長的那個白天,所有蒙里迪那島的男人都要開著一艘大帆船,到遙遠的一個叫塞羅那的聖島去朝覲一隻巨大的蟾蜍,蟾蜍將整夜地用恆星和星河、脈衝星和類星體的離奇故事來蠱惑他們,第二天,這些男人會帶著神的啟示回到蒙里迪那,在未來的一年中,這啟示將一直伴著他們。

每年12月,在一年中最長的那個夜晚,蒙里迪那的女人向塞羅那遠航,第二天,她們白天朝覲那個大蟾蜍,夜裡回去,滿懷著蟾蜍關於恆星和星河、類星體和脈衝星的幻境。

不過,蒙里迪那的女人絕對不能向島上的任何一個男人講她們到塞羅那聖島的經歷,也不能講蟾蜍告訴她們的任何故事。蒙里迪那的男人也得遵守這個禁令,從不向女人透露他們每年一度的航行。

1905年夏天,蒙里迪那島一個名叫阿爾伯特的激進青年,他才不管什麼文明的禁忌。他發現了兩張神聖的地圖,並將圖泄露給島上所有的男人和女人,有一張地圖是蒙里迪那的女祭司在女人的冬夜遠航時用的指引帆船的,另一張是祭司在男人夏日航行時用的,聖圖暴露了,島上的男人是多么羞愧!女人也是多么羞愧,但是,地圖擺在那兒,每個人都看到了-------太令人吃驚了,塞羅那的位置在兩張圖上不一樣!女人是先向航行210浪,然後向北100浪,而男人是先向東航行164.5浪,再向北164.5浪。我們知道,宗教傳統是嚴厲的,女人和男人都必須在同一個塞羅那聖島向同一個神聖的蟾蜍乞求每年的靈光,但事情怎么會是這樣的呢?

大多數蒙里迪那人為了遮羞,說暴露的地圖是假的,但有一位名叫赫爾曼的聰明老人卻相信圖是真的,他為弄清地圖差錯的秘密奮鬥了3年,最後,在1908年的一個秋日,真相大白了:原來,蒙里迪那男人的航行一定用的是磁性羅盤,而女人靠的是恆星。男人通過磁性確定北方和東方,女人則依靠使恆星在頭頂旋轉的地球自轉來確定這些方向,兩種定向方法偏離20�b。當男人向他們確定的北方航行時,在女人看來,他們實際航行在“北偏東20�b的方向上,即約80%的北和20%的東。在這個意義上,男人的北方是女人的北方和東方的混合,同樣,女人的北方也是男人的北方和東方的混合。”

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