正版 追蹤引力波 尋找時空的漣漪 [法] 皮埃爾·比奈托利 9787115448347 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[法] 皮埃爾·比奈托利 著

圖書標籤:

• 引力波
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• 科學
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• 法國
• 比奈托利
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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115448347

商品編碼：29684209697

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-02-01

基本信息

書名：追蹤引力波 尋找時空的漣漪

定價：49.00元

作者： 皮埃爾·比奈托利

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2017-02-01

ISBN：9787115448347

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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展現全球科學傢從構思到實現宏偉太空計劃的智慧與勇氣，細述人類探求宇宙“漣漪”的非凡曆程。
歐洲eLISA探測器和“普朗剋”衛星項目主要參與者講述學界逸聞趣事，帶領大傢展望未來的天文學。
中國科學院高能物理研究所張雙南教授推薦。

內容提要

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《追蹤引力波 尋找時空的漣漪 》以淺顯易懂的物理學和天文學知識為起點，詳細講述瞭引力的奧秘，闡釋瞭引力波及其發現對物理學和天文學發展的深刻意義，介紹瞭在全球範圍內，人們為探索引力波而創造的全新技術。

目錄

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作者介紹

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皮埃爾·比奈托利（Pierre Binétruy），法國物理學傢，巴黎狄德羅大學物理學教授，天文粒子物理學與天文學實驗室（APC）主任，研究領域涉及高能物理學、宇宙引力、暗物質、宇宙膨脹模型和宇宙微波背景輻射，歐洲航天局eLISA探測器和“普朗剋”衛星項目主要參與者。

文摘

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序言

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宇宙的脈搏：一場關於時空漣漪的探索之旅 引力波，這個曾經隻存在於愛因斯坦廣義相對論中的理論預言，如今已從數學的殿堂走嚮瞭現實的觀測。它們是宇宙中最劇烈事件留下的震撼迴響，是時空結構本身泛起的層層漣漪。本書將帶領您踏上一場激動人心的探索之旅，深入理解引力波的本質，揭示它們如何成為我們窺探宇宙奧秘的全新窗口。 第一章：引力之舞——從牛頓到愛因斯坦的時空觀 在踏入引力波的奇妙世界之前，我們有必要迴顧一下人類對引力的認識是如何一步步演進的。從蘋果落地到星辰運轉，引力一直是物理學中最基本、最深刻的現象之一。 牛頓的引力定律： 17世紀，艾薩剋·牛頓以其劃時代的萬有引力定律，首次將地麵上的物體運動與天體的運行統一起來。他提齣瞭引力是一種瞬時作用於遠方的“超距力”，並在宏觀世界取得瞭巨大的成功。然而，牛頓的理論雖然精確，卻未能解釋引力本身的起源以及其作用機製。 愛因斯坦的革命：廣義相對論的誕生： 20世紀初，阿爾伯特·愛因斯坦以其驚人的洞察力，徹底顛覆瞭我們對引力的理解。他提齣瞭狹義相對論，將時間和空間視為一個統一的整體——時空。隨後，他進一步發展齣廣義相對論，認為引力並非一種“力”，而是由質量和能量引起的時空彎麯。物體在彎麯的時空中沿著“測地綫”運動，我們所感受到的引力，實際上就是時空幾何效應的體現。 廣義相對論的預言： 廣義相對論的數學框架極其優美且強大，它不僅解釋瞭牛頓力學未能解釋的水星近日點進動等現象，更預言瞭一係列令人驚嘆的新現象，其中就包括引力波。根據廣義相對論，當大質量物體發生劇烈運動，例如兩個黑洞閤並，或者中子星發生碰撞時，它們周圍的時空就會發生劇烈的擾動，産生以光速傳播的“時空漣漪”，這就是引力波。 引力波的性質： 引力波是縱波，它們並非在介質中傳播，而是直接扭麯和拉伸著傳播路徑上的時空本身。當引力波經過時，會引起極其微小的距離變化，這種變化極其微弱，以至於需要極其精密的儀器纔能探測到。它們攜帶瞭宇宙事件的信息，宛如宇宙深處傳來的低語，等待著我們去傾聽。 第二章：宇宙的巨響——引力波的可能來源 宇宙的浩瀚之中，隱藏著無數可以産生強大引力波的事件。這些事件往往是宇宙中最極端、最壯觀的現象，它們的引力波信號，就像宇宙深處奏響的交響樂，為我們提供瞭前所未有的觀測機會。 黑洞：宇宙中的終極煉獄： 黑洞是廣義相對論預言的最極端天體之一，它們擁有如此強大的引力，以至於連光也無法逃脫。當兩個黑洞相互繞轉並最終閤並時，會釋放齣極其強大的引力波。這個過程是宇宙中最具能量的事件之一，閤並瞬間産生的引力波能量甚至可以短暫地超過宇宙中所有恒星發齣的光芒的總和。這些閤並事件，如同宇宙的“碰撞”，在時空中留下深刻的印記。 中子星：密度無窮大的奇點： 中子星是恒星演化到晚期的一種緻密天體，它們的密度極高，一茶匙的中子星物質就重達數十億噸。當兩顆中子星相互碰撞並閤並時，同樣會産生強大的引力波。與黑洞閤並不同，中子星的閤並過程可能還會伴隨著超新星爆發，釋放齣大量的物質和能量，並産生更復雜的引力波信號，可能攜帶著關於物質在極端條件下性質的信息。 超新星爆發：恒星的最後挽歌： 超新星爆發是質量巨大的恒星在生命終結時發生的劇烈爆炸。雖然並非所有超新星爆發都會産生可探測的引力波，但如果爆發的核心坍縮過程不對稱，就有可能産生強烈的引力波信號。這些信號將為我們研究恒星內部結構和爆炸機製提供寶貴綫索。 宇宙的黎明：早期宇宙的殘響： 理論上，宇宙大爆炸的最初時刻也可能産生瞭原初引力波。如果能夠探測到這些引力波，我們將能夠直接“看到”宇宙形成之初的情景，瞭解宇宙的膨脹曆史、物質成分以及宇宙學模型中的關鍵參數。這對於揭示宇宙的起源和演化具有劃時代的意義。 其他可能來源： 除瞭上述主要來源，一些理論還預言瞭其他可能産生引力波的現象，例如快速鏇轉的中子星上的“山”（質量不均勻），以及一些更具 speculative 的理論，如宇宙弦的振動等。隨著探測技術的進步，我們對引力波的來源的認識也將不斷拓展。 第三章：傾聽宇宙——引力波的探測之路 引力波的探測，是一場與微弱信號的賽跑，一場對人類智慧和工程技術的極緻考驗。探測到引力波，如同在滔天巨浪中捕捉到一絲細微的漣漪，需要非凡的耐心和精密的儀器。 引力波的微弱效應： 如前所述，引力波引起的時空擾動極其微弱。即使是來自最劇烈宇宙事件的引力波，當傳播到地球時，其引起的距離變化也可能比一個原子核的直徑還要小。這給探測帶來瞭巨大的挑戰。 乾涉儀的原理： 目前最成功的引力波探測器，如美國的LIGO（激光乾涉引力波天文颱）和歐洲的Virgo，都采用瞭激光乾涉儀的原理。它們由兩條相互垂直的長臂組成，每條臂的末端都有一個精密的鏡子。當一束激光被分成兩束，分彆沿著兩條臂傳播，並在末端鏡子上反射迴來，然後重新匯閤時，會産生乾涉條紋。 捕捉漣漪： 當引力波經過探測器時，它會拉伸一條臂，同時壓縮另一條臂。這種微小的長度變化會改變兩束激光傳播的時間，從而導緻乾涉條紋的移動。通過精確測量乾涉條紋的變化，科學傢們就可以推斷齣引力波的性質，如振幅、頻率等。 噪音的挑戰： 探測引力波最大的挑戰之一是剋服各種“噪音”。這些噪音可能來自地震、車輛行駛、甚至探測器內部的微小振動。為瞭最大限度地減少噪音乾擾，引力波探測器需要建造在極其穩定、隔離的地點，並采用先進的減震技術。 全球閤作與多信使天文學： 引力波探測是一項全球性的閤作。LIGO的兩個探測器分彆位於美國的不同地點，而Virgo位於意大利。通過聯閤觀測，科學傢們可以更精確地確定引力波源的方位，並區分真實的引力波信號與局部乾擾。 多信使天文學的曙光： 2017年，LIGO和Virgo探測到瞭由兩顆中子星閤並産生的引力波（GW170817），並且首次成功地觀測到瞭電磁波信號（伽馬射綫、可見光、X射綫等）。這標誌著“多信使天文學”時代的到來。引力波和電磁波是兩種不同的“信使”，它們分彆攜帶瞭宇宙事件的不同信息。聯閤觀測這些不同信使，將為我們提供一個更加全麵、深刻的宇宙視角。 第四章：引力波天文學——開啓宇宙新篇章 引力波的探測，不僅僅是物理學上的一個裏程碑，更是天文學的一次革命。它為我們提供瞭一種全新的方式來觀測宇宙，打開瞭通往未知宇宙的大門。 “看見”黑暗宇宙： 許多宇宙中最極端的事件，如黑洞閤並，幾乎不發齣可見光，或者被厚厚的塵埃遮蔽。引力波的齣現，讓我們能夠“看見”這些原本隱藏在黑暗中的宇宙角落，直接探測到那些我們從未能夠觀測到的天體和現象。 檢驗廣義相對論： 引力波的探測為檢驗愛因斯坦的廣義相對論提供瞭絕佳的機會。科學傢們可以通過分析引力波信號，來驗證廣義相對論的各項預言，並尋找可能存在的偏離，從而探索更深層的物理規律。 理解黑洞與中子星的形成與演化： 通過探測黑洞和中子星閤並産生的引力波，我們可以獲得關於這些極端天體的質量、自鏇、閤並過程等寶貴信息，從而更深入地理解它們的形成機製、內部結構以及它們在宇宙演化中的作用。 揭示宇宙的膨脹速率： 引力波事件，特彆是與電磁波信號一同觀測到的事件，可以作為“標準汽笛”，提供一種獨立的方式來測量宇宙的膨脹速率，即哈勃常數。這有助於解決目前宇宙學中存在的關於哈勃常數測量值之間的“張力”問題。 探索宇宙的早期曆史： 如果未來能夠探測到早期宇宙産生的原初引力波，我們將能夠直接迴溯到宇宙誕生之初，瞭解宇宙的起源、能量密度以及相變等關鍵物理過程。 展望未來： 隨著新一代引力波探測器的建設和未來空間引力波探測計劃的實施，我們將能夠探測到更多、更弱的引力波信號，觀測到更遠的宇宙事件，並獲得更豐富的信息。引力波天文學必將成為理解宇宙的重要支柱，為我們揭示宇宙的終極奧秘提供源源不斷的動力。 結語 引力波，這宇宙最深處的呼吸，正在被我們一點點捕捉。從理論的猜想到實驗的驗證，從微弱的信號到宇宙的呐喊，引力波的探測之旅，是人類探索宇宙永不停歇的腳步的生動寫照。這本書，將帶您一同感受這宇宙脈搏的跳動，一同見證人類如何從被動傾聽，走嚮主動“看見”這個浩瀚而神秘的宇宙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的書名，一下子就勾起瞭我對宇宙最深層次的興趣。引力波，這個概念本身就帶著一種神秘和宏大的氣息，仿佛是宇宙在低語，訴說著它最古老、最劇烈的秘密。《追蹤引力波 尋找時空的漣漪》這個名字，讓我感覺這本書不僅僅是一本科普讀物，更像是一場跨越時空的探索之旅。我一直在思考，引力波的發現，對於我們理解宇宙的本質，究竟有多麼重要的意義？它是否就像我們聽到瞭宇宙的聲音，能夠直接窺探到那些被黑洞吞噬、或是在宇宙誕生之初發生的事件？我希望這本書能夠詳細地解釋引力波的産生機製，從宏觀的宇宙事件到微觀的量子漲落，都能夠有所涉及。同時，我也非常期待書中能夠生動地描繪齣科學傢們是如何剋服重重睏難，最終捕捉到這些極其微弱的“漣漪”的。我設想，這本書會像一位經驗豐富的嚮導，帶領我穿梭於復雜的物理理論和精密的實驗儀器之間，讓我能夠清晰地理解引力波的科學內涵，也能感受到人類探索宇宙的勇氣和智慧。

評分☆☆☆☆☆

每當我仰望星空，都會對宇宙的浩瀚和神秘感到深深的震撼。而引力波，作為一種能夠傳遞宇宙最劇烈事件信息的方式，更是讓我覺得它像宇宙的“低語”，承載著關於早期宇宙、黑洞形成等無數未解之謎。這本書的名字《追蹤引力波 尋找時空的漣漪》就精準地抓住瞭這個核心，讓我對這本書的內容充滿瞭好奇。我猜想，這本書可能會從科普的角度齣發，嚮讀者介紹引力波的基本概念，比如它與物質質量和運動的關係，以及愛因斯坦廣義相對論的預言。更重要的是，我非常期待書中能夠詳細講述科學傢們是如何一步步實現引力波探測的，這其中肯定充滿瞭智慧的博弈和技術的突破。我希望這本書能用生動的語言，描述科學傢們在建造和運行LIGO、Virgo等探測器時所付齣的努力和取得的成就。這本書會不會像一本寫實的科幻小說，將那些令人難以置信的科學發現，以引人入勝的方式呈現齣來？我對此充滿期待，希望能通過閱讀這本書，更深刻地理解我們身處的宇宙。

評分☆☆☆☆☆

這本書的名字本身就帶著一種探索未知的浪漫色彩，讓我聯想到古代的航海傢們，他們憑藉星辰和羅盤，去尋找傳說中的新大陸，而如今的科學傢們，則是在浩瀚的宇宙中，用精密的儀器去捕捉那些肉眼看不見的、但卻能傳遞宇宙最劇烈事件信息的神奇波紋——引力波。我一直在想，引力波的發現，對於我們理解宇宙的起源和演化，究竟意味著什麼？它會不會徹底改變我們看待宇宙的方式？這本書的齣現，無疑為我提供瞭一個深入瞭解這一切的絕佳機會。我猜想，書中一定會詳細介紹引力波的理論基礎，也許會從愛因斯坦的預言講起，然後是漫長而艱辛的實驗驗證過程，比如 LIGO 和 Virgo 等探測器是如何建造起來的，它們又遇到瞭哪些技術上的難題。我特彆期待書中能夠穿插一些科學傢們在研究過程中的故事，那些充滿智慧、堅持和甚至是一點點運氣的故事，往往比純粹的理論更能打動人。這本書會不會像一部史詩，記錄下人類在認識宇宙道路上的一座重要裏程碑？我抱著這樣的期待，翻開瞭它。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就很有吸引力，深邃的宇宙背景，星雲的色彩斑斕，以及若隱若現的引力波示意圖，都讓人立刻對書中的內容充滿瞭好奇。拿到手裏，紙張的觸感也相當不錯，印刷清晰，排版舒適，這對於一本以科普為目的的書來說，是非常重要的細節。我本身對宇宙學一直有著濃厚的興趣，尤其是黑洞、中子星碰撞這類宏大事件，一直很好奇它們發齣的“聲音”——也就是引力波，到底是什麼樣的。這本書的名字《追蹤引力波 尋找時空的漣漪》恰好點燃瞭我心中的那團火。雖然我還沒有開始細讀，但光是書名和作者的名字（[法] 皮埃爾·比奈托利），就給我一種專業和嚴謹的感覺，讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。我設想這本書會用一種循序漸進的方式，從引力波的基本概念講起，然後深入到探測引力波的艱難曆程，可能還會介紹一些相關的物理理論，比如愛因斯坦的廣義相對論。我希望它不僅能讓我理解引力波是什麼，更能讓我感受到科學傢們為瞭追蹤這些“時空的漣漪”所付齣的智慧和努力。這本書會不會像一本偵探小說一樣，層層剝繭，揭開宇宙深處的秘密？我迫不及待地想知道答案。

評分☆☆☆☆☆

我一直覺得，物理學中最令人著迷的部分，就是那些看似抽象卻又無比深刻的理論，它們能解釋我們所處世界的運作規律，甚至揭示宇宙深處的奧秘。引力波，作為一個相對較新的概念，一直吸引著我的注意力。它不同於電磁波那樣直觀，而是對時空本身的擾動，這本身就充滿瞭哲學意味。這本書的名字，《追蹤引力波 尋找時空的漣漪》，完美地概括瞭這本書的主題，也激起瞭我想要一探究竟的衝動。我希望這本書能夠清晰地解釋引力波是如何産生的，比如黑洞閤並、中子星碰撞等極端事件，它們是如何“震蕩”時空的。同時，我也非常好奇，科學傢們是如何“聽到”這些微弱的“聲音”的？書中會不會詳細介紹引力波探測器的原理和技術挑戰？我設想，這本書可能會包含大量的圖示和類比，用通俗易懂的方式來解釋復雜的物理概念，讓沒有深厚物理背景的讀者也能有所收獲。我期待這本書能夠帶我進入一個全新的視角，去感受宇宙的脈動，去理解那些看不見卻真實存在的“漣漪”。