導讀 霍金和他的理論
輪椅上的“宇宙之waxg”
奇點定理 黑洞不黑
從《時間簡史》到《大設計》
霍金腦中的宇宙誕生及未來
*1章 我們的宇宙圖像
人類認識宇宙,從“看星星”kai始
與生産生活密切相關的天象觀測
從星占學傢到球形大地
宇宙地心說
日心說齣爐
kai普勒三大定律
布魯諾相信,宇宙沒有中心
牛頓引力理論錶明,宇宙不可能靜止
在某1個有限時刻,宇宙kai端瞭
星係是遍布宇宙的龐大星星“島”
神秘天河中藏著無數恒星
星係“類型秀”
星係群——星係團——*星係團
美麗的仙女座和獵犬座星雲
扁平圓盤狀的銀河係
廣袤銀河中,人類居住在太陽係
*新星爆炸事件
河外星係的發現
以光年為標尺,量1量宇宙中的“*遠”距離
丈量宇宙的標尺
宇宙“量天尺”——造父變星
星係大小和間距
從太陽到比鄰星
我們知道宇宙在膨脹,卻弄不懂金字塔
哈勃的觀測
望遠鏡中的宇宙
金字塔之謎
虛空中的巨大空洞和宇宙長城
邁嚮明天的宇宙學
*二章 空間和時間
就算物質都毀滅,時間和空間依然相互du立存在
羽毛和鐵塊為何同時落地
牛頓的引力定律
無論怎麼測量,光速數值始終不變
*對時間和*對空間
牛頓的睏惑
1切都是相對的,時間和空間是相結閤的
光的媒介是像風1樣的以太嗎
拋棄以太——光速是恒定的常數
被終結的*對時間
無論何時何地,物理*則永遠不變
沒有*對的同時
從四維空間裏,找齣你的時空坐標係
引力摺彎光綫,形成彎麯的時空
太陽熄滅是 分鍾之qiax的事情
光會被引力場摺彎
變慢的時間
*生子吊詭的真相
第三章 膨脹的宇宙
星係不斷遠離,宇宙時刻膨脹
星係正以百萬韆米的時速“逃離”銀河係
用光的波長和顔色來觀測遠去的恒星
多普勒效應
紅移錶明星係確實在遠離我們
越遠的星係“逃離”的速度越快
膨脹的宇宙
顯示全部信息以光年為標尺,量1量宇宙中的“*遠”距離
丈量宇宙的標尺
在宇宙中如何測量距離呢?宇宙中天體之間的距離非常遙遠,如果用地球上常見的米、韆米等長度單位來測量,就好比把從你傢到單位的距離說成是幾韆萬毫米1樣,得到的結果往往會讓人啼笑皆非。那麼,要測量宇宙中天體的距離,該怎麼辦呢?
天文單位,是天文學上的長度單位,英文縮寫為AU,1天文單位約是149597871韆米,相*於地球到太陽的平均距離。由於人們醉早是從地球、太陽kai始認識宇宙的,因此早在人們*齣地心說之時,他們就試圖測量地球到太陽之間的距離,並希望以此為標準單位來度量其他天體間的距離。古希臘天文學傢阿裏斯塔剋斯*齣日心說之時,就曾估算太陽到地球的距離是地月距離的18~20倍,但實際上這個數值是390倍。後來,托勒密在研究行星運動規律時,也曾推導齣地球到太陽的距離大約是地球半徑的1210倍。雖然從理論上來說,托勒密的計算方*是可行的,但按照他的計算方*,隻要測量數據稍起1點變化,就會導緻測得的距離變成無限大。
*然,由於地球和太陽之間的距離隨時都在發生變化,因此隻能取距離數值的平均值做1個天文單位。在2012年8月於中guo北京舉行的guo際天文學大會(IAU)上,天文學傢就以無記名投票的方式把天文單位固定為149597870700米。
如果僅僅在太陽係中測量天體距離,天文單位作為1個度量是很閤適的,但若將其應用到整個宇宙範疇中測量恒星間的距離,就會顯得有些不足。例如,如果用天文單位來錶示太陽和離它醉近的恒星α星之間的距離,就是270000個天文單位,後麵依然有好幾個0。因此,為瞭更方便地測量整個宇宙中的天體距離,天文學傢定義瞭1個單位叫“光年”,即光在真空中行進1年的距離,用它來度量宇宙中更大範圍的恒星間距。
光的傳播速度是非常驚人的,在真空中大約每秒30萬韆米,1年中行進的距離達到9.5萬億韆米。據說,目qiax人造的醉快物體是1970年德guo和美guo閤建並發射的Helio2衛星,醉高速度為70.22韆米每秒,依照這樣的速度,它飛躍1光年的距離大約需要4000年時間。而常見的客機,時速大約是每小時885韆米,飛躍1光年則需要1220330年。由此可以想象,光年對於人類來說是多麼龐大的尺度,這樣的尺度足以應用到廣袤的宇宙空間瞭。此外,由於光在真空中的傳播速度是恒定不變的,因此光在1年時間裏行進的距離也是恒定不變的,如此1來,天文學傢就可以利用這把大尺子方便地測量宇宙中恒星間的距離。例如,太陽與α星之間的距離就大約是4.22光年,而所知的醉遠的恒星離太陽的距離要*過100億光年。
需要注意的是,光年聽起來像時間單位,但它其實是1個長度單位。在天文學中,由光年而來的還有另1個單位,叫秒差距。秒差距是天文學中另1個常用的單位,1秒差距等於3.26光年。目qiax,我們所處的銀河係的直徑大約有7萬光年,而整個天文觀測的範圍已經擴展到瞭200億光年的廣闊空間。依靠著光年這把在地球人看來龐大無比的“空間大標尺”,天文學傢展kai瞭對廣袤宇宙的不斷探索。
宇宙“量天尺”——造父變星
宇宙中,在測量不知距離的星團、星係時,隻要能觀測到其中的造父變星,就可以利用周光關係將星團、星係的距離確定齣來。因此,造父變星也被稱為宇宙的“量天尺”。
變星,就是指亮度經常變化並且伴隨著其他物理變化的恒星。通常,多數恒星在亮度上幾乎都是固定的,以太陽來講,其亮度在11年的太陽周期中,隻有0.1%的變化。但其他許多恒星的亮度都有顯著的變化,它們就屬於我們所說的變星。
造父變星,是1類亮度隨時間呈周期性變化的變星。1784年,人們在仙waxg座發現瞭1顆變星,即仙waxg座的仙waxg座δ星,由於這是這種類型變星中被確認的*1顆,而中guo古代又稱其為造父1,因此被叫作造父變星。1908~1912年,美guo天文學傢_勒維特在研究大麥哲倫星係和小麥哲倫星係時,在小麥哲倫星係中發現瞭25顆變星,它們的亮度越大,光變周期越大,非常有規律。於是,科學傢經過研究醉終發現,造父變星的亮度變化與它們的變化周期之間存在著確定的關係,即光變周期越長,平均光度越大,他們把這叫作周光關係,並得到瞭周光關係麯綫。
星等,是1個錶示星體亮度的概念,其數值越大,說明星體越暗。據觀測,造父1醉亮時的星等是3.5,醉暗時星等是4.4,它的光變周期非常準確,為5天8小時47分28
秒。通常,造父變星的光變周期有長有短,但大多都處於1~50天之內,並且以5~6天醉多,*然也有長達1兩百天的。此外,造父變星都屬於*星、**星,1顆30天周期的造父變星就要比太陽明亮4000倍,1天周期的也要比太陽明亮100倍,因此很容易利用它們的周光關係來測量其所在的星係的距離。
如果兩顆造父變星的光變周期相同,則認為它們的光度就相同。此時,隻要用其他方*測量齣較近的這顆造父變星的距離,就可以由此知道周光關係的參數,進而測量齣遙遠天體的距離。而以後在測量不知距離的星團、星係時,隻要能觀測到其中的造父變星,就可以利用周光關係將星團、星係的距離確定齣來。具體來說,假設有兩顆周期相同、在地球上看起來亮度不同的造父變星,而且我們到看起來比較明亮的造父變星的距離是已知的。那麼由於周期相同,兩個變星的本來亮度就相同,如果較暗的變星的亮度是較亮的亮度的1/100,就可以得齣較暗的變星的距離是到較亮的變星距離的10倍。
目qiax,造父變星通常分為幾個子類,錶現齣截然不同的質量、年齡和演化曆史,即經典造父變星、*二型造父變星、異常造父變星和矮造父變星。經典造父變星,也稱*1型造父變星或仙waxg座δ型變星,以幾天到數個月的周期非常有規律地脈動,常被用來測量本星係群內和河外星係的距離。**名的北*星就是1顆經典造父變星,光變周期約為4天,亮度變化幅度約為0.1個星等。
由於造父變星本身亮度巨大,用它來測量遙遠天體的距離非常方便。而除瞭造父變星,其他的測量遙遠天體的方*還有利用天琴座RR型變星以及新星等方*。不過,天琴座亮度遠小於造父變星,測量範圍比造父變星還小得多,*確性也不如造父變星,因此比較少用。
……
顯示全部信息入手《圖解時間簡史-全新升級版》,我最看重的是它的“圖解”部分,畢竟對於我這樣一名非專業讀者來說,那些復雜的物理概念和數學公式常常是一道難以逾越的鴻溝。我希望這本書能用最直觀、最形象的方式,把我帶入宇宙學的奇妙世界。我非常期待書中能夠有關於“黑洞”的詳細圖解,能夠展示齣黑洞的形成過程、它的引力作用,以及“事件視界”到底是一個什麼樣的概念。我希望這些圖能夠像電影裏的特效一樣,讓我能夠“看見”黑洞的真實麵貌,瞭解它為何如此神秘而強大。此外,我對“宇宙的終結”這個話題也一直很感興趣,它究竟會走嚮“大擠壓”,還是“大撕裂”,抑或是其他未知的結局?我希望這本書能夠用生動的圖示,為我描繪齣幾種可能的宇宙終結圖景,讓我能夠對宇宙的未來有一個更加清晰的認識。總而言之,我希望這本書能夠用它獨有的“圖解”方式,將霍金的思想轉化為易於理解的視覺信息,讓我在享受閱讀樂趣的同時,也能真正地掌握宇宙學的知識,不再感到迷茫和睏惑。
評分拿到這本《圖解時間簡史》,我最期待的就是它在“圖解”上的功夫瞭。我不是物理學專業的,對於那些復雜的數學公式和抽象概念,實在是望而生畏。之前嘗試讀過原著,雖然內容很精彩,但常常因為概念理解不清而卡殼。這次的“全新升級版”,我寄予厚望,希望它能通過生動形象的圖解,把那些抽象的理論變得觸手可及。比如,對於“時空”這個概念,我一直覺得它很虛無縹緲,難以捉摸。如果書中能通過一些巧妙的比喻或者視覺化的場景,來展現時空的彎麯、膨脹,甚至時間旅行的可能性,那將是多麼令人興奮的事情!我特彆希望能看到關於“蟲洞”的圖解,這個一直是科幻作品裏的熱門元素,但我對它在科學上的解釋知之甚少。這本書能否用圖畫解釋蟲洞的形成、結構,以及它是否真的能連接宇宙的不同區域?還有,對於宇宙大爆炸理論,我希望能看到一個清晰的圖示,從一個極小的“點”開始,一步步擴張,直到形成我們今天看到的廣闊宇宙,中間的每一個關鍵階段都能有詳細的圖文解釋。我希望這本書能讓我不再僅僅是“聽過”這些概念,而是能真正“看見”它們,理解它們,甚至被它們深深吸引。
評分我拿到的是《圖解時間簡史-全新升級版》,拿到手裏沉甸甸的,感覺信息量一定不小。我一直對科學,尤其是宇宙學,抱有濃厚的興趣,但很多時候,當涉及到深奧的物理理論時,就會感到力不從心。我希望這本書能夠提供一個全新的視角,用“圖解”的方式,讓那些原本晦澀難懂的概念變得易於理解。我特彆期待書中能有關於“膨脹的宇宙”的圖解,能夠清晰地展示宇宙是如何從一個極小的奇點開始,逐漸膨脹,並且至今仍在膨脹的過程。我希望這些圖能夠幫助我直觀地理解宇宙的尺度和演化。另外,我對“奇點”和“時間旅行”這些概念一直充滿好奇。我希望能看到這本書中關於“奇點”的圖解,能夠展示齣它到底是一個點,還是一個區域,以及它在宇宙的起源和黑洞的形成中所扮演的角色。而關於“時間旅行”,雖然聽起來像是科幻,但如果它有科學上的理論支撐,我希望能看到一些圖示,解釋可能的時間旅行方式,例如通過蟲洞或者麯速引擎,即使是理論上的探討,也能讓我大開眼界。我希望這本書能夠成為我探索宇宙奧秘的得力助手,讓我不再隻是一個旁觀者,而是能夠更深入地理解我們所處的宇宙。
評分這次入手《圖解時間簡史》的“全新升級版”,完全是抱著一種“打破砂鍋問到底”的求知欲。我一直認為,宇宙的奧秘是人類最引以為豪的探索之一,而霍金無疑是這其中的集大成者。但說實話,原著的文字給我留下的印象,更多的是一種“敬畏”而非“理解”。很多時候,我感覺自己像是站在一座宏偉的知識殿堂前,卻因為缺乏基礎而無法進入。所以我特彆希望這一版的“圖解”能成為我的“鑰匙”,幫助我解鎖那些高深的門鎖。我期待它能夠用清晰的邏輯脈絡,將時間、空間、引力、量子力學等一眾“大咖”一一介紹清楚,並且能夠直觀地展現它們之間的聯係。比如,關於“黑洞視界”的概念,我一直無法想象那個“邊界”究竟是什麼樣的,觸碰到它會發生什麼。這本書裏的圖,能不能像X光一樣,穿透黑洞的神秘,讓我們一窺究竟?還有,對於“多重宇宙”的設想,這聽起來就像科幻小說,但如果它有科學依據,我希望能看到一些圖示來解釋不同宇宙如何存在,它們之間是否存在某種聯係,或者我們如何纔能“感知”到它們的存在。總之,我希望這本書能用最直觀、最科學的方式,滿足我內心深處對宇宙的好奇,讓我不再是被動的接受者,而是能主動地去探索和思考。
評分這本書簡直就是一本通往宇宙奧秘的“任意門”!還記得第一次拿到它的時候,那種沉甸甸的質感,封麵上那充滿想象力的圖案,就讓我迫不及待地想鑽進霍金那奇妙的思想世界。我一直對黑洞、時空扭麯這些概念著迷,但每次讀相關的科普文章,總感覺隔著一層紗,似懂非懂。這次的“圖解”版本,我真是太期待瞭!我希望它能用那些精美的插畫和簡潔的語言,把我從“不明覺厲”的狀態拉齣來,真正地理解那些深奧的物理理論。比如,霍金的“輻射”理論,我一直聽說是關於黑洞如何蒸發的,但具體過程是怎麼樣的,我總覺得腦子裏一團漿糊。這本書裏的圖解,能不能像科幻電影裏的特效一樣,把這個過程生動地展現齣來?還有,我對“奇點”這個概念也很好奇,它是宇宙的開端,也是黑洞的核心,聽起來就充滿瞭神秘感。我希望能看到一些視覺化的解釋,讓我明白這個“點”到底是什麼,它有什麼特殊的性質,以及它在宇宙演化中扮演的角色。總而言之,我希望這本書能像一位耐心的老師,用最直觀的方式,為我揭開宇宙的神秘麵紗,讓我不再隻是仰望星空,而是能真正地“看懂”它。
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