霍金親傳弟子、物理學(xué)博士克里斯托弗·加爾法德帶領(lǐng)我們踏上一場(chǎng)關(guān)于宇宙的過去、現(xiàn)在和未來的驚奇之旅。不需要圖表和方程式,只需憑著奇詭的想象,我們就可走向衰亡的太陽表面,飛越遙遠(yuǎn)的星系,感受來自黑洞的死亡魅力……你可以輕松讀懂時(shí)至今日的宇宙神奇,了解相對(duì)論和量子力學(xué)視野下宇宙的形象,繼續(xù)探究時(shí)間的起源和人類的未來。
克里斯托弗·加爾法德,劍橋大學(xué)理論物理學(xué)博士,師從史蒂芬·霍金,從事有關(guān)黑洞信息悖論的研究。
前言/1
第一部分宇宙
第一章安靜的爆炸/5
第2章月亮/10
第3章太陽/17
第4章我們的天體家庭/23
第5章太陽之外/27
第6章龐然大物/30
第7章銀河系/36
第8章宇宙盡頭的第一道墻/45
第二部分理解外部空間
第一章定律與秩序/55
第2章討厭的石頭/58
第3章1915年/61
第4章過往層層/65
第5章膨脹/73
第6章感受引力/85
第7章宇宙學(xué)/99
第8章宇宙地平線之外/104
第9章大爆炸的鐵證/109
第三部分快
第一章作好準(zhǔn)備/121
第2章奇特的夢(mèng)/124
第3章我們自己的時(shí)間/129
第4章如何才能永遠(yuǎn)不老/144
第四部分躍入量子世界
第一章金塊與磁鐵/153
第2章如同海里的魚/159
第3章躍入原子世界/168
第4章堅(jiān)強(qiáng)的電子世界/179
第5章一所特別的監(jiān)獄/189
第6章2后的力量/197
第五部分到達(dá)空間與時(shí)間的源頭
第一章要自信/209
第2章沒有什么“什么都沒有”/213
第3章反物質(zhì)/235
第4章墻外有墻/242
第5章遺失的過去無處不在/258
第六部分意料之外的謎團(tuán)
第一章宇宙/267
第2章量子無限/273
第3章活著,或是死去/282
第4章暗物質(zhì)/296
第5章暗能量/303
第6章奇點(diǎn)/314
第7章灰色就是新的黑/318
第七部分邁向已知世界之外的第一步
第一章回到起點(diǎn)/341
第2章許多大爆炸/347
第3章宇宙無疆/351
第4章一片尚未被探索的現(xiàn)實(shí)/357
第5章一個(gè)關(guān)于弦的理論/362
后記/373
致謝/383
資料來源/385
譯后記/387
1.宇宙是由什么構(gòu)成的呢?地球周圍是什么?再遠(yuǎn)些呢?我們可以看多遠(yuǎn)?我們對(duì)宇宙的歷史知道多少?宇宙真有歷史嗎?
一層你從未意識(shí)到的面紗顯然已被揭開,展現(xiàn)在你眼前的世界顯出了神秘而出乎意料的真實(shí)。你的意識(shí)迫不及待地想再次飛往星空,你感覺到一次非凡的旅行正要把你帶到那離你家園很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的地方。
□.從這里看出去,你所居住的行星,大小大概有在地球上看月亮?xí)r的四個(gè)月亮之大,它像是漂浮在有著星光閃爍的黑暗背景之上的一顆藍(lán)色珍珠。
從太空中觀看我們所在的世界是一種讓自己謙遜的方式,現(xiàn)在如此,將來也一定會(huì)如此。
你繼續(xù)在月球漫步,看著地球在月球的天空中升起,雖然一切看起來都寧靜安全,你還是知道自己沒有被這種表面的平靜所蒙蔽。在這里,時(shí)間又有了另一層含義,地質(zhì)年代中以往和現(xiàn)在的宙(地質(zhì)年代中□大的年代單位)中發(fā)生的一切都被完好保存,宇宙中的暴力無時(shí)不在。傷痕累累的月球表面那些隕石坑就是這些暴力的□好提醒。在漫長的時(shí)間里,那些漂浮在太空里數(shù)十萬計(jì)的大山般的巨石不停地?fù)舸蛑虑。它們也同樣擊打地球——只是地球上的傷痕已?jīng)愈合,因?yàn)槲覀兊氖澜缬猩,用不!趸耐寥缹⒆约旱倪^往深深掩蓋。
盡管如此,你忽然意識(shí)到,在這個(gè)殘酷的宇宙里,盡管地球有著自愈的能力,但依然如此脆弱,幾乎毫無防衛(wèi)……
幾乎沒有。
不是完全沒有。因?yàn)樗形覀。有你?br />
3.太陽發(fā)出的光線要花八分二十秒才能走完我們與它之間的1.5億公里的距離。意味著如果太陽從現(xiàn)在起不再發(fā)光,我們也只有在八分二十秒之后才知道這個(gè)(相當(dāng)大的)災(zāi)難。這還意味著,在地球上,你只能看見八分二十秒以前太陽的樣子。永遠(yuǎn)不可能是當(dāng)下的樣子。在一個(gè)晴朗的白天閃耀的太陽事實(shí)上永遠(yuǎn)不會(huì)是你看到它時(shí)的樣子。甚至
它都不在你看到它在的地方。在它的光線到達(dá)你的皮膚所需要的八分二十秒時(shí)間里,太陽在它繞著銀河系中心旋轉(zhuǎn)的軌道上移動(dòng)了大約117,300公里。
4.你在你的宇宙中雖然并未處在某個(gè)特殊的地方,你依然是——如同你母親一直認(rèn)為的——“你的”可見宇宙的中心。如果你覺得自己早就知道,就再次讓快樂流過你的身體和心頭。這可是個(gè)好消息。我再說一遍:你是你的宇宙的中心。現(xiàn)在,讓你感覺沒那么舒服的,是這同樣適用于你的鄰居:他/她也是他/她自己可見宇宙的中心。其他每個(gè)人都如此。其他每樣?xùn)|西也如此。我們、萬事萬物都在自己宇宙的中心,那個(gè)可通過光來觀察的宇宙的中心。只有在某些非常特殊的條件下兩個(gè)人的可見宇宙會(huì)完全重合,我請(qǐng)你們自己找出在什么時(shí)候、在什么條件下才能如此。
5.今天,依據(jù)NASA□□的估算,我們宇宙的能量構(gòu)成如下:
暗能量:7□%。
暗物質(zhì):□3%。
我們已知物質(zhì)(包括光):4.6%
你在自己整個(gè)旅程中所看到的一切只占我們整個(gè)宇宙所含物質(zhì)總量的4.6%。
其余的都是未知。
6.正是有了錯(cuò)誤,我們才能瞥見未知。
沒有牛頓,沒有可被我們用以對(duì)比的事物,我們甚至不會(huì)注意到水星軌道的細(xì)微漂移。
沒有水星軌道運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情況與牛頓理論對(duì)其預(yù)言之間的差異,沒有那些牛頓理論無法解釋當(dāng)物體以極高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所發(fā)生的狀況,我們就無法得到愛因□□對(duì)于宇宙構(gòu)造與其內(nèi)容物之間相互作用的真知灼見。
沒有愛因□□的方程式,我們就會(huì)與祖先們一樣,對(duì)我們的宇宙具有歷史這一事實(shí)一無所知。我們就無法建立模型解釋我們的宇宙在整體上如何運(yùn)行。
沒有這個(gè)模型,你就無法發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)。同樣也無法發(fā)現(xiàn)暗能量。
為了找到正確,我們需要錯(cuò)誤,這樣我們才能向前進(jìn)步。
下一次當(dāng)你仰望星空,我希望你能夠記起這個(gè)宇宙是多么的神奇、廣袤和美麗。在探索不為人知的美與神秘的同時(shí),正因?yàn)槲覀儾粩喑鋵?shí)自己的知識(shí),放飛想象,才有可能為人類找到一條長久生存下去的道路。