黑洞 虫洞 宇宙旅行的终极挑战pdf

图书网 2020年8月19日21:59:06
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黑洞 虫洞 宇宙旅行的终极挑战 作者:陆继宗

黑洞 虫洞 宇宙旅行的终极挑战 出版社:河北科学技术出版社

黑洞 虫洞 宇宙旅行的终极挑战 内容简介

本书为读者介绍的就是科学家们对宇宙深处神秘天体黑洞和虫洞的探索。

黑洞 虫洞 宇宙旅行的终极挑战 目录

前言

一、从宇宙旅行说起

●飞天梦想

●宇宙量度

●寿命延长

●引力牵线

●地外文明

●有无“捷径”

●时空穿越

●“祖母悖论”

二、初识黑洞

●黑洞是什么

●黑洞候选者

●黑洞初问世

●“暗星”条件

●史瓦西半径

●太阳会变成黑洞吗

●惠勒的定义

●黑洞的前世今生

●黑洞会吞噬整个宇宙吗

三、主宰宇宙的引力

●宇宙间的力

●引力惹的祸

●日心说与地心说

●逻辑学家的逻辑错误

●天体运行的交通警——开普勒

●交通法规诠释人——牛顿

●万有引力

四、宇宙信使——电磁波

●“顿牟掇芥”和“慈石引针”

●“电”“磁”一家亲

●法拉第的传奇人生

●麦克斯韦出场了

●方程中飞出的金凤凰——电磁波

●电、磁、光大统一

●“以太”疑难和第一朵“乌云”

五、放之宇宙而皆准的热力学体系

●蒸汽机和第一次工业革命

●永动机情结

●从“钻木取火”谈起

●为什么加热容易,制冷难

●行进的方向标

●宏观和微观的桥梁

●玻尔兹曼的悲剧

●超越物理学的“熵”

●热力学体系

●黑体辐射和第二朵“乌云”

六、量子魅影

●“量子”初问世

●初试牛刀

●玻尔的“剽窃”

●是粒子还是波呢

●殊途同归

●上帝不掷骰子

七、爱因斯坦的奇迹年

●备受争议的相对论

●专利局技术员的奇迹年

●木讷的童年

●假如我以光速飞行

●喝咖啡的沉思

●质能公式E=mc2

八、“船”中方七日,世上已千年

●烂柯山的故事

●孪生子佯谬

●简单的原理

●非凡的理论

●时空观的革命

●牛顿的水桶

●等效原理

●不闭合的轨道

●时空弯曲

●引力红移和引力延时

●广义相对论与黑洞

九、宇宙洪荒

●从《千字文》说起

●创世纪

●“亮空疑难”

●有限而无界的宇宙

●演化的宇宙

●宇宙常数——爱因斯坦一生最大的错误吗

●红移和哈勃定律

●宇宙在膨胀

十、现代“创世纪”

●不能理解的,居然被理解了

●比利时牧师的宇宙蛋

●α-β-γ理论

●“看到了上帝的脸”

●第三根支柱

●宇宙的热历史

●暗物质

●更难理解的“东西”——暗能量

十一、再谈黑洞

●一根藤上结出的两个歪瓜

●视界之谜

●霍金辐射

●黑洞的熵

●形形色色的黑洞

●时间反演和白洞

●宇宙旅行的捷径——虫洞

●宇宙的归宿

黑洞 虫洞 宇宙旅行的终极挑战 精彩文摘

黑洞、虫洞和宇宙旅行,是现在许多人关注的宇宙探索话题。它们之间的说不清、理还乱,又令人着迷的关系,引发了人们的强烈好奇心。20世纪80年代就有美国物理学家和科普作家把它们写成科幻小说,以此来做一通俗介绍。不过由于小说形式的限制,并不能把此类问题讲得透彻。本书就想对这些大家既陌生又感兴趣的话题做一些较为深入的介绍,讲清它们之间的关系以及来龙去脉。

先来谈谈宇宙旅行。飞天一直是人类的愿望,不论哪个国家、哪个民族都有。在我国早就有夸父逐日、嫦娥奔月等神话传说。当然,在科学技术尚不发达的古代,飞天纯属梦想。随着科技的发展、工业化程度的提高,飞天才有可能从梦想转变成现实。20世纪初飞机的出现是人类实现飞天梦想的第一步。40年代开始出现的以核能和电子计算机为标志的高新科技使得这一过程如虎添翼、迅猛发展,人类从航空进入了航天领域,航天技术已成为高新科技的一个重要方面。1957年前苏联第一颗人造卫星上天开创了人类航天事业的新纪元。

航天与航空虽然都是飞天,但有着本质的不同。航空只是在离地面10千米左右的空间内飞行,并没有脱离地球引力的范围;而航天则是脱离了地球引力的飞行,距离地面可以是几百千米、也可以是几万千米。可以脱离地球进入太阳系,甚至脱离太阳系、银河系进入宇宙深处。我们从中学物理中知道有三种宇宙速度:飞行速度到达第一宇宙速度(每秒7.9千米)就可以绕地球运行;到达第二宇宙速度(每秒11.2千米)就可以摆脱地球引力、飞离地球绕太阳运行;到达第三宇宙速度(每秒16.7千米)就可以摆脱太阳引力、不再绕太阳运行,并可飞离太阳系进入银河系。到现在为止,这三种宇宙速度都有飞行器达到。其实还有第四宇宙速度:飞行速度大于每秒110~120千米,此时就可以脱离银河系的引力而进入外星系。达到第一、第二宇宙速度的已有众多的飞行器,技术已较成熟。达到第三宇宙速度的大概就只有一个:旅行者1号(Voyager 1)。目前人类还没有实现第四宇宙速度,但本书中所指的宇宙旅行都是要求达到或超过此速度。

自从1969年美国人阿姆斯特朗迈出了一小步踏上月球的表面后,人类对宇宙的探索则是前进了一大步。我国自神舟一号飞船于1999年11月20日升空,到2012年6月18日的神舟九号,不多几年就完成了从不载人到载人;实现太空行走(神舟七号)、空间站对接等多次飞跃。作为空间实验站雏形的天宫一号已于2011年9月29日21时16分发射升空,并与神舟八号成功对接。神舟九号不但实现了与天宫一号人工手动对接,而且还有宇航员进入空间站。2004年开始的我国探月计划——嫦娥工程亦在顺利实施中:2007年和2010年成功发射了嫦娥一号和嫦娥二号月球卫星,分别于10天(嫦娥一号)和5天(嫦娥二号)到达月球轨道,成为月球的卫星。2013年12月2日嫦娥三号在月球软着陆成功,我国宇航员登上月球已指日可待。

各类深空探测飞行器已经访问了多个太阳系大家庭成员,发回来了大量的信息,获得了许多准确的第一手资料。人类目前正在一步步地走出太阳系,企图闯入更为遥远的宇宙深处。特别值得一提的是旅行者1号,它是美国1977年9月5日发射的一个无人外太阳系空间探测器,重815千克,截止到目前仍然正常运作。它是离地球最远的人造飞行器,也是第一个离开太阳系的人造飞行器。旅行者1号已经探索了太阳顶层,拜访了木星和土星,目前早已突破了太阳系的边缘,并正以每秒17.062千米或每小时61452千米的速度飞离太阳系。美国宇航局NASA确认,旅行者1号脱离太阳系的时间为2012年8月25日。旅行者1号携带了一张铜质磁盘唱片,表面镀金,内藏留声机针,厚约30厘米。其内容有用55种人类语言录制的问候语和各类音乐,问候语为:“行星地球的孩子(向你们)问好”。音乐主要包括地球自然界的各种声音以及27首世界名曲,其中有中国古琴曲《流水》、莫扎特的《魔笛》等。此外还包括115幅影像:太阳系各行星的图片、人类生殖器官图像及说明等。旅行者1号及其携带的唱片无疑极大地表现了人类对宇宙旅行、接触外星人的向往。不明飞行物(UFO)虽然大多都是无稽之谈,但也确实增强了我们对宇宙的好奇和对宇宙旅行的执著。

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