每当我在电视上看见宇航员飞入太空时,我羡慕极了!这种飞船外面是银白色的,内部有五颜六色的按钮,而且还是控制整个宇宙飞船的重要部件,这种飞船就像房车一样:里面有卧室、厨房、卫生间等,于是我便产生了想要发明这种飞船的想法。
第一个按钮是黄色的,按下时面前会出现许多迷雾,弥漫整个飞船,就好像是新鲜的空气一样、也好像是身上喷了香水一样。
第二个按钮是红色的,按下时会出现一个小洞在船头,从小洞里会喷出一丝丝棉花似的东西,让我们可以在飞船里漂浮起来,做自己想做的事情。
第三个按钮是蓝色的,按下时它就会瞬间移动,飞船内部就像一个录音机,假如你想去见冥王星,你只需要按下按钮大声说:“冥王星”,飞船就会立即以第一宇宙速度,0.1秒钟之内带你到说出的目的地。
这种飞船是智能的,可以自动驾驶。如果有陨石向飞船高速撞来,飞船就会发射激光——粉碎陨石,继续前进,除此之外,飞船还能够收集太空垃圾,并且还可以把它们变成燃料,促使飞船前进。
中国在飞速发展,我要努力学习,成为祖国的栋梁,为祖国的强大做贡献,希望真的能实现梦想,让中国居世界之首,成为世界最强国!
夜深了,城市静了下来,只有时间飞逝,只有空间变转。
时间和空间相依相存,捉摸不定,在霍金看来他要把时间和空间完美结合。
很喜欢他的那本震惊物理学界的著作——《果壳中的宇宙》。尤其是其中的第五和第六章。章节描绘了未来时间穿梭的蓝图。也许因为星际航行是去往未来的安全而舒适的幻影,所以广受欢迎,我也是一名爱好者,为之着迷。时间为何物,我们能否像古老的赞歌所说的那样,我们的梦想是否会如一卷而空的东流逝波?
时间和万物都是一样的,都有缝隙。即使是难以想象的四维空间也充满了裂隙、褶皱和空洞,尽管那很小很小。人们能否从中找到时间的捷径?时间旅行一度被认为是科学狂想。因为人们难以想象怎会如神话般任意穿越,似乎有些荒缪,毫无科学依据。霍金即阐述了时间旅行的可能性,科学性。
很喜欢霍金说过的一句话,同样这句话也证明了人们不能回到过去:原因在前,结果在后,不可能颠倒过来的。客观事物一旦颠倒过来,世界就会陷入混乱。之所以喜欢这句话是因为这同样适用于生活当中,万物必先有因后有果,不管遇到什么困难都不必找一些客观或主观的理由。
虽然回到过去被否定了,但飞去未来却并非不可能。
时间尺度被称为量子泡沫——虫洞存在的地方,连接着两个不同的时间和空间,在太空中建立虫洞。因为循环效应所以虫洞不会长时间的成为时间机器,因为集聚循环的能量会摧毁虫洞,所以我们不会回到过去,否则悖论会成真。
但我依旧对时间旅行充满幻想。
如果我有一架时光机器的话,我想飞去爱因斯坦的日子里,看看他童话般的物理世界。如果我有一架时光机器的话,我想飞向玛丽莲梦露,感受那个时代的气息!
在霍金的思维里还有一种理论。时间并不是不变的,时间会在一些地方放缓,太空中每天都会有十亿分之一秒的偏差所以每天都要矫正时间,否则就是这一天也会扰乱整个卫星导航系统,使球上的导航仪出现十公里的偏差。
除了在太空中,还有就是在极其重的东西附近时间也会出现偏差。也许金字塔足够重了吧,但4千万吨的金字塔的效果还是很弱的。时间旅行需要的是比金字塔更重的物质。二万六千光年之外有最重的物质——一个黑洞,它包含了4个太阳的质量。距离它越近引力就会越大,甚至连光都脱离不了它的引力,这儿的时间很慢,这是个自然的时间机器。飞船将进入一个直径5000万公里的轨道。宇航局的人看到的是飞船16分钟1圈,但航天员看到的时间却为8分钟一圈。
也许这种实践太耗时, 也许人们并没有足够长的寿命去等待。霍金在不断思考着另一种旅行方式。
每秒30万公里的光是极限速度,这种速度能将人们带到未来。当1秒绕地7圈时,车内的时间开始变慢,就算车内的人在奔跑,也不会超过光速的,因为自然法则会放慢,这种速度永远不会打破极限速度的。当行驶100年时,车上的乘客只是度过了1星期而已。这种方法也许是人类进入未来世界最好的方法了吧,可人们依然要付出很大的代价。人们只能保证少部分人进入了未来,而剩余的人呢?我们要为他们创造未来。这也许是自然法则给予我们的宿命吧!也许这就是人们梦寐以求的穿越吧!
时间的缝隙太过于渺小,也许真正的的未来是靠我们自己去创造的吧,也许这才是霍金要要告诉我们的真谛吧!宇宙创造了我们,我们注定要去完美宇宙。时光机器告诉了我们,过去是回不去的,而未来,这看似梦幻的梦也需要我们去创造!
原因在前,结果在后,不可能颠倒过来的。客观事物一旦颠倒过来,世界就会陷入混乱。这是霍金告诉我最真的真理。同样不要再去后悔过去,因为过去永远过不去了,不要想着穿越到未来,因为未来是靠我们去创造的!
出生于1942年,而他的生日恰好是伽利略逝世三百年忌日。现任剑桥大学卢卡斯数学教授(这一职位曾由艾萨克·牛顿所任)。他广被推崇为继爱因斯坦后最杰出的理论物理学家,称为“轮椅上的爱因斯坦”。他的主要著作是《时间简史》。读过的《果壳中的宇宙》正好是《时间简史》的姐妹篇。
《果壳中的宇宙》是一本图文并茂的科普著作,主题是宇宙学,涉及广义相对论、量子论、黑洞、暴胀、时间旅行、弦论、超引力等诸多前沿概念。当然,这些概念我到现在也没能完全明白。
这本书先第一章说的是相对论简史,相对论有狭义相对论和广义相对论。狭义相对论是由爱因斯坦在洛仑兹和庞加莱等人的工作基础上创立的时空理论,是对牛顿时空观的拓展和修正。爱因斯坦以光速不变原理出发,建立了新的时空观。狭义相对论中最简单的例子是在加速度和引力场之间存在1个紧密的关系。待在1个封闭的盒子里,譬如升降机中的某人不能将盒子静止地处于地球引力场中和盒子在自由空间中被火箭加速这2种情形区别开来。广义?相对论的1个非常重要的推论是质量和能量的关系。爱因斯坦关于光速对于任何人而言都应该显得相同的假设,意味着没有任何运动的比光还快。当人们应能量加速任何物体,无论是粒子或者空间飞船,实际上发生的是,它的质量增加,使得对她进1步加速更困难。要把1个粒子加速到光速要消耗无限大能量,因而是不可能的,正如爱因斯坦的著名公式总结的:E=mc^2,质量和能量是等效的。
第二章说的是时间的形态,与爱因斯坦的相对论和大量的实验相符合,它提出时间和空间是非常复杂地相互纠缠在一起。人们不能单独使空间弯曲而不涉及时间。这样,时间就有了形态。19世纪作家查里斯·朗母写到:“世间万物没有任何东西像时间和空间那么使我困惑。然而没有任何东西比时间和空间更少使我烦恼,因为我从不想起它们。”我们中的大多数人早本部分时间不去考虑时间和空间,不管他们为何物;但是我们所有人有时极想知道时间是什么,它如何开始,并且把我们知道何方。如果预言和观测相一致,则该理论在这个检验下存活,尽管它永远不能被证明是正确的。人们说能做的一切,是将所发现的描述成时间的1种非常好的数学模型并且说明它能预言什么。
第三部分说的是果壳中的宇宙:宇宙具有多重历史,每1个历史都是由微小的硬果确定的。霍金认为空间的最明显之处是它无限地向外延伸,通过现代仪器,我们可以看到各种形状和尺度的数以亿万计的星系。尽管宇宙似乎在空间的每一位置上都很相同,它肯定是随时间变化的。霍金的量子宇宙论的意义在于它真正使宇宙论成为一门成熟的科学,它是1个自足的理论,即在原则上,单凭科学定律我们便可以将宇宙中的一切都预言出来。而量子引力论正是这些书的大部分的主题。哎,这部分真的很难懂,就少说点了。
第四部分说的是预言未来:黑洞中的信息丧失如何降低我们预言未来的能力。如果信息在黑洞中丧失,情况就并非如此,任何事情都可能已经发生过。预言将来的能力也被削减了。我们能够确定地预言粒子具有相反的自旋,但是如果1个粒子落进黑洞,就不能对余下的粒子作确定的预言,这意味着在黑洞外不能确定预言任何测量,作出确定预言的能力被减低至半。那么关于预言将来的能力呢?现在看来它至少在3个层次上受到限制。第一,是动力学系统的混沌行为,使得拉普拉斯意义上的决定性在实际上是不可能实现的。第二,在量子力学中状态是由波函数描述的,海森堡的不确定性原理使得经典意义上的决定性被减半。第三,不平凡的时空拓扑,使波函数被密度矩阵所取代,就在这里引进了热力学意义上的随机性。
第五章说的是护卫过去:时间旅行可能吗?我觉得不可能,我们中学书上也说不可能,至少来说最近的很多年里都不可能,因为我们还没有把原理完全弄清楚,而且最近的很多年里我们还造不出那种可以快过光速的时间机器,所以嘛,回到过去我们是不用想了爱因斯坦的广义相对论是所有现代有关时间旅行讨论的基础。爱因斯坦方程描述宇宙中的物质和能量如何将空间和时间弯曲和变形,从而使空间和时间变成动力量,有了时空可能弯曲得这么厉害,在乘空间飞船出发之前即已返回的可能性。
读过这本书才知道自己对天体物理、对宇宙与生命理解的是这么少,但我们这为学生是没有办法的,我们要做的就是学好自己的东西,为以后的学习或研究找好基础,这些高深的理论啊什么的就让霍金教授和许多理论物理学家一道,去努力寻求科学的最神圣的精华,然后让我们学去。
本书的作者是克里斯托弗·加尔法德,剑桥大学理论物理学博士,史蒂芬·霍金的亲传弟子,从事有关黑洞信息悖论的研究。与史蒂芬·霍金及其女儿合著有儿童文学作品《乔治开启宇宙的秘密钥匙》,在全球45个国家出版发行。目前,加尔法德主要致力于向公众传播现代科学知识,并长期做客法国电视台和广播节目。
本书的主要内容是我们的存在的确让太阳系与众不同。夏夜,你躺在沙滩上,仰望夜空。一颗小小的流星安静滑过,还来不及许愿,不可思议的事情发生了:你一下子穿越五十亿年,走进时光的旅行……
作者带领我们踏上一场关于宇宙的过去、现在和未来的惊奇之旅。不需要图表和方程式,只需凭着奇诡的想象,我们就可走向衰亡的太阳表面,飞越遥远的星系,感受来自黑洞的死亡魅力……你可以轻松读懂时至今日的宇宙神奇,继续探究关于上帝的存在、时间的起源以及人类的未来。
作者首先以地球为中心,一层一层的向外辐射,直至人类目前能到达的宇宙最远处。地球之外,离我们最近的就是那颗不辞辛苦的绕着我们转的月球,月球有两面,见不到太阳的那面为黑暗面,没有蓝天、没有风,是因为月亮上没有大气层。月球是如何产生的呢?追溯到几亿年前,一次小行星碰撞到地球之后,扯下来了一块巨型物质,经过时间的雕磨,成了现在的月球。在往外看去,我们看到的是一颗红且大的太阳,太阳内部一直在发生着剧烈的热核聚变,遵循着爱因斯坦著名的方程式E=mc2,巨大的质量在慢慢转化为能量。也正因为这个反应的存在,太阳的表面充斥着强大能量的等离子气体。
紧接着视角转到了太阳内部——日核,有基本原子构成。在太阳的周围,有八大行星,加上小行星带围绕着太阳不停歇的转着,依次顺序是水星、金星、地球、火星、小行星带、木星、土星、天王星、海王星。在海王星最外层还有一个被称为柯伊伯带的环带,这是我们在地球上所见的慧星产地。其中被降级的冥王星也在其中,冥王星降级为矮行星,还有妊神星、鸟神星。以上所有的在宇宙中看去是一个圆盘,被称为奥尔特云,与太阳一起所有星球一起构成了太阳系。太阳系有个邻居—比邻星,也是另外一颗恒星,红矮星,因其表面红色,但是其体积远小于太阳而得名。另外还有一颗移动最快的天体S2,称为人马座A*,科学家猜想其旁边有个黑洞,才会造成其移动速度之快。所有这些,一起构成了整个银河系。众多的恒星系构成了银河系。银河系的邻居是仙女座系,还有许许多多的星系群、星系团、超星系团,一起构成了我们现在所见的宇宙。
沿着虚空一直向外延伸,直到达最深处,突然遇到一面墙,这面墙你无法穿透,阻碍你,用x光、伽马射线也无法探测的,这个墙被称为临界最后散射面,其与宇宙大爆炸有关。第二章以牛顿的万有引力开场,太阳系中的七大行星都遵循牛顿的万有引力定律,除了水星,这颗特殊的行星无论怎么计算,始终都有微小的误差存在,那么造成这个原因是什么呢?爱因斯坦提出的广义相对论,就回答了这个问题,把宇宙比作一个橡皮膜,行星都在沿着这一个不可见的斜坡滑行。这个理论就解决了水星运行误差的原因,水星每次的公转轨道都是不一样的,与上一次无法完全重合。
接下来讨论了宇宙的三大原则,宇宙第一原则是:在相似条件下,大自然在任何时间与空间都遵循着同样的定律。如果没有这一规则,拿宇宙中很多我们将不可知,不可计算。光具有波粒二象性,既具有波的特征,波长、频率、周期,也具有粒子的特征。光从太阳到地球的时间大约是8分20秒,也就意味着现在你感受到的太阳光是8分20秒之前的太阳所发射出来的光,而非现在。
原子是由原子核和绕其运行的电子构成,然而这种运行机制并不同于宇宙,其区别在于电子的跃迁,能量需要改变,从近处跃迁到远处,电子需要吸收能量;从远处跃迁到近处,电子需要释放能量。只有能量的改变,电子才可以跃迁。运用这种理论,我们可以通过光的粒子性来判断宇宙中天体的距离,通过其呈现的光谱,暗淡的部分被称为吸收线。不过,在观察宇宙中的天体的'时候,出现了一个问题,在光谱上所呈现的整体向红色偏移,距离与我们越远,他们的颜色偏移也就越明显。于是提出了一种设想,相互之间的距离在被拉远,星系间的空间在拉伸,宇宙在膨胀,哈勃在提出了,所以也称为哈勃宇宙膨胀定律。好了,现在谈谈宇宙第二原则:假定宇宙中没有一个特别的位置。宇宙第三原则:以在一点的观察者而言,任何方向看上去都是一样的远处的星系总是在远离他所在的观察点,同那些星系远离地球一样。这个理论只适用于一种非常大的尺度、极大的尺度。万物都处于宇宙的中心,整个宇宙在过去比现在小得多,宇宙一直处在膨胀之中。
宇宙中存在四种基本作用力,第一种也是大家广为熟知的是外有引力,密度大的物体永远在密度小的下面,如果你需要摆脱引力的作用的话,需要得到一个最低速度,E=。这个也是爱因斯坦的质能转换方程。此方程式是假想宇宙内,两个星体之间有个曲线和斜坡,也正是这个假想,推断出宇宙中时间和空间的弯曲,爱因斯坦的方程很好的解释了宇宙的这种现象。误差永远都是存在的,而且时间和空间都是不区分大小的。“热大爆炸”理论不发生于宇宙时空中某一个特定的点,而是在宇宙中任何地方,一切地方,在距地球一百三十八亿光年处的最后临近散射面。在这个最后临近散射面,的另一边,在那里是一切的混合,所有的理论将不再适用。一切都将不再常理之中,一切都已经无法描述。在最后临近散射面仍有残余热量,这种辐射被称为宇宙微波背景辐射。这个验证了宇宙诞生于“热大爆炸”。
现在,我们将要面对两种不同的穿越,一种是非常快速的世界,一种是非常微小的世界。钟表的时间并不以相同的速度运行,实际上,时间的流逝取决于物体间的相对速度,而这就是爱因斯坦提出的狭义相对论,当速度达到光速或者速度无限接近于光速的时候,时间会膨胀,物体长度会收缩。高速运动中会发生三种违法常理之事,(高速运动是指接近于光速的速度):第一、时间的流逝与你在地球上的任何地方都不同;第二、你将变越来越重;第三、距离在你前进的方向上变小了,长度收缩。所以我们永远无法达到光速,因为没有东西是没有质量的,质量的存在会约束速度的增加。
当速度达到近光速的时候,时间将不再遵循地球上的时间规则,时间会膨胀,同时长度也会收缩,质量也会变大。速度越快,质量也会变大、时间的弯曲也会更显著。这就是时间膨胀效应。
所有的物质都是有原子构成,在这里我们将遇到宇宙中第二种基本作用力,电磁力。宇宙中任何两个物体之间,不管他们是不是有磁性,都存在着某些东西,这东西被称为电磁场。里面到处存在着相互作用虚光子可以出现在任何一个时刻。电磁场是一种激流,在这激流中会有光珠出现,但是你不能看到,转瞬即逝,称他为虚光珠。自然中只存在两种电磁荷,正电荷和负电荷,会让他们互相吸引或者排斥,虚拟光珠排斥同种电荷,吸引异种电荷。电磁场都弥漫在整个宇宙之中,又在带有电荷的物体周围及其之间变得活跃的不可见的迷雾,并非真实。
原子由原子核和电子构成,电子按其一定的轨道绕着原子核永不停息地运动着。然而电子跨越轨道运行,这叫做量子跃迁/隧穿,需要能量的转化。能量与时间、位置与速度,在量子世界的场中并不是互相独立概念,电子不由更小的例子组成,无法再切开、打破和分裂。是电磁场的产物,一种表现形式,是一种基本粒子。实光子和电子都是电磁场的基本表现,不由任何其他物质构成。虚拟粒子的作用只是为了携带电磁力,作用于带电荷或电磁的粒子之间。电子和光子相互作用,相互转化,我们所存在的一切都是物质与光的游戏。
接下来介绍了一个非常著名的原理:泡利不相容原理,波状的电子不会相互重叠。两个氢原子和一个氧原子构成了一个分子,在地球上就是水,在外太空就是星云。原子损失电子或者得到电子就会成为离子,离子是带电荷的,总是想和东西在一起,构成分子。咱看看原子核内的构造吧,原子核内有带电荷的质子,质子由三个夸克组成,犹如一座监狱。夸克在强相互作用量子场下的表现,将夸克粘在一起的是胶子。对于夸克来说,自由是越近越好。夸克既属于电磁场,又属于强相互作用场。他们能与两种不同的作用力携带者——光子和胶子相互作用,在短距离中胶子的力量比光子强许多。强相互作用场里有六种不同的夸克,但在原子核中只有六种中的两种,“上夸克”和“下夸克”,质子由两个上夸克和一个下夸克组成,向上的力就大于向下的力。而中子却相反,中子也是构成原子核的物质之一,但是其不带电,由一个下夸克和两个上夸克组成,电呈中性。两个胶子可以合在一起,变成两个夸克。
宇宙中最后一种基本作用力就是弱核力,可以把这个场看作毁灭的场,将另外两个场建造起来的东西拆除的场。只作用于组成原子核的构件上,比强核力弱很多,弱核力量子场有着属于其自己的基本粒子和作用力携带者,自发的核裂变过程被称为放射性,。W或Z玻色子击中夸克后可以将上夸克变为下夸克,将下夸克变为上夸克,将中子变为质子,中微子是人类想象的最小真实,只受到弱核力和引力影响,对枪相互作用和电磁场完全没有反应。可以射穿我们所知道的所有物质,几乎不被阻挡。放射性很危险,当原子核发生衰变的时候,会分裂出中微子、夸克、电子与光子。两个质子和中子结合在一起成为阿尔法粒子。这就是第一种损害;第二种是高能电子,可以将正常的光子打飞;第三种是高能光子,即伽马射线,放射性具有***伤力。
电磁力和弱核力是早就存在的另一种作用力,另一种场的两种不同表现。,曾经是统一的“电弱场”。至此我们把视角转到真空,宇宙中所有的粒子都能变成另外的东西。量子微粒是难以捉摸的,当没有关注大自然的时候,一切可能发生的事搜发生了。可能性而非确定性的存在是对于极其微小的世界你不得不接受的客观性质。粒子出现需要从量子场中获得一些能量,因为这些场填满了所有时间与空间,粒子可以在任何空间和时间出现,宇宙在任何地方都不是真正真空。卡西米尔效应证实了真正的空无一物并不存在,我们的世界还存在不同种类的真空,还会产生真空之力。在整个宇宙中,所有的基本粒子,都诞生于同一个背景场中,也会在任何时候被同一个场景所吞噬湮灭:某个量子场的真空。
那么为什么宇宙中存在的是四种基本场呢?”希格斯粒子“的发现,”胶子浓汤理论“可以有效解释我们现在所不能理解的宇宙现象。一个电子从来不会被单独创造。它必须与另一个与它除了电荷之外一模一样的粒子一同被产生。那个所带电荷是正的,被称为“反电子“。当一个电子与反电子相遇时,他们发生湮灭消失不见,他们的质量变回能量,在一瞬间变成光。电子门与他们的相反自己产生于电磁场,当它们相遇湮灭后又变回到电磁场,反粒子就在我们身边,很少,因为每次一个反粒子出现,都只能存在非常短非常短的时间。任何反粒子与它对应的正常粒子遇到时就会立刻湮灭,依照爱因斯坦的E=变成一缕能量与光一起消失。这已经被应用到医学当中,PET就是这种技术。
接下来,我们的视角转换到宏观宇宙中,从宇宙最初的”暴胀场”宇宙暴胀开始。想了解宇宙需要两方面的信息:规则和出事条件。一开始这一切都是压缩在直径10米的球内,温度一直在持续上升最终暴胀。能量聚合,变成夸克,夸克又结合在一起,变成中子。接着围绕在你身边的物质与反物质对变成了光子。中子质子结合在一起形成了原子核,宇宙暴胀,能量密度下降,被密集的粒子浓汤所包围,那锅浓汤是量子场的各种激发态以及他们对应的基本粒子、作用力携带者混合而成。最后形成了我们现在所看到的临界最后散射面。
物理学中有三种谜团第一种是来自理论本身,他们是理论性的;第二种是根植于观察和实验;第三种是谜团出现在没有人能够在理解任何东西的时候。黑洞与时空诞生前的物理学就同属于这三种谜团。有许多黑洞,且星系中心就有一个超级黑洞,黑洞的尺度可以是任何大小,可以是两个极端。正因为有这种可能性存在,所以很多疯狂,没有理智的理论被提出,如多宇宙、平行宇宙、多维空间,和弦理论。
在微小世界的量子规则的后果之一,某事只要可能发生,他就一定会发生。在了解了这么多的宇宙奥秘之后,大家一定关注过“薛定谔的猫“的实验,将一只黑白猫装进一个可以完美封闭的盒子,一旦关上,没有人能够从外面知道里面的情况。另外,还需要找一种放射性材料,这种特殊材料,在你的实验过程中会有50%的机会产生射线。现在实验已经做好,小猫有50%的机会被毒死了,一切取决于放射性衰变。盒子中的猫是生是死,一切都成了迷,只有打开才可以知道情况。那么量子世界的规则是:衰变还是未衰变这一事件直接联系到毒药和猫,只要盒子未被打开,这只猫既没有死去,也没有活着,而是同时存在。我们的宇宙中的一切都是由量子物质构成,因此所有一切都由量子物质构成,因此所有一切都应该被看作是一种可能性同时存在的巨大量子波。
宇宙中存在一种不与光相互作用的物质,无法通过收集光线的望远镜观察到它,他不是普通物质,但与普通物质一样可以让时空弯曲,这种物质就是暗物质。在银河系上方,有两个闪着的天体,他们彼此围绕着转动,非常快,而且不怎么对称。两者中的一个大家伙是红巨星,另一个是白矮星,但是白矮星正在吞噬这颗红巨星,这个过程牵涉到巨大的能量。暗能量能够产生类似反引力的作用力,让物质与能量之间相互排斥而非吸引。时空在它所包含的物体周围弯曲和拉伸,不管那种物体时质量还是其他形式的能量。当弯曲变得越来越厉害时,最初形成这种弯曲的不管什么东西都会被进一步挤压,让那里的密度更高,形成一个恶性循环,直到无情地让时空崩塌,这种崩塌蒙上了无限大多带来的灰尘,这种无限大被称为“奇点”。
黑洞是空洞的极端反面:他们诞生于过小的空间里,却聚集了过多的物质和能量,需要巨大的能量才能创造出黑洞。黑洞所含的物质和能量之多,所产生的时空坡度如此之陡,能让所有不小心离他们太近的东西注定掉入,无法逃脱。无底的黑暗,所有的向上的运动被禁止,量子跃迁,黑洞发生了粒子泄露。有四个原因:
一、量子粒子能够从产生它们的场中借到能量;
二、所有掉入黑洞地平线的粒子们也没有掉入;
三、地平线将空间分成不同的两部分,黑洞内的真空与黑洞外的不一样,因此某种形式的真空作用力——开西米尔效应,应该将地平线向里推,让黑洞变小并蒸发;
四、所有黑洞地平线附近都会生成粒子—反粒子对,反粒子掉入黑洞的可能性比粒子大。一个黑洞射出的粒子越多,变得越热,随着变得越热,射出的粒子又会越多,是一个恶性循环,最终导致黑洞不可避免地死亡。
在很久以前,甚至物质、光和其他我们所知道的东西尚未形成之时,在可见宇宙之外,大爆炸之前,存在着一种场,充满了整个宇宙,带着相互排斥和引力相反的作用力。暴胀子是我们给它起的名字。暴胀场非常擅长于将我们可见宇宙的不同部分以非常快的速度相互分开,之后发生了大爆炸,所带来的新的场、粒子和作用力携带者都在正在消退的暴胀场中国产生,而暴胀场正在慢慢沉寂下来,宇宙以正常速度慢慢暴胀,暴胀所产生的物质在八十亿年后足够稀释,带来了极大的效应,它对抗引力的作用引发了宇宙膨胀的加速。气泡宇宙、多重宇宙都是再次基础上提出的理论,以及弦理论亦是如此。
最后我们说一说弦理论吧。量子理论被用于弦上,量子弦在振动,粒子化的,无法确认他的边缘,都以非常非常快的速度运动着。包含着许多种振动,互相叠加堆积。这根闭合的弦含着引力,能释放光子的开放的弦,统一了引力与电磁力。从另一个维度上看到了弦,他们的振动产生了光,以许多不同的方式振动着,振动的方式取决于被隐藏的维度所伸展的不同方向。因为这种情况,存在着第四种宇宙,这种宇宙成为“膜”不同宇宙之间相互作用相互转换,就像弦本身一样变化。好吧,我承认”弦理论”不是很容易理解,我也不过多解释,因为不理解。
最后,本来对宇宙不敢兴趣的我,本书给我带来了一个全新的世界,语言风格也是很容易让人吸收,刚开始会有点看不进,但是随着看书的深入,看的越来越迷,而且同时回顾了很多物理学的知识,可以说是丰富了我的兴趣面。我希望更多人可以看一看,因为把枯燥的物理学写的这么好看,真的很厉害。
今天Photoreading的是《极简宇宙史》,作者是斯蒂芬—霍金的亲传弟子Christophe Galfard,也是剑桥大学的理论物理学博士。不得不说,看之前还是很有压力的,作为一个纯文科小白,对于宇宙和物理虽然有一些兴趣,但是还是有些担心自己看不懂,理解不了~~~
不得不说,很欣赏作者的文笔和写作视角,使得阅读这本书不像很多纯理论学术大部头那么枯燥无聊,而是一个跟着这位霍金弟子的大博士进行一场宇宙旅行的过程,语言表达也是通俗易懂,大到银河系和宇宙,小到量子世界原子电子光子,让人欲罢不能。是一本难得的此类别中可读性如此强的书。
因为量子力学这几年很火,市场上都开始有量子领导力学之类的课程了,看反响也还不错。不知道是不是这几年一直保持关注的积累(但是并没有认真深入研究过),在看这本书的时候,我真的很惊喜,因为我能看进去,而且在强烈的好奇心驱使下,我也能看懂,至少我想了解的部分我可以看懂。
尤其感兴趣的一部分是量子世界,物质的最小构成成分是原子,而一个原子拥有一个原子核和一个电子。这个电子是一个很淘气的小精灵,可以发生“电子迁跃”,穿墙入地无所不能。但是只有在人不注意它的时候它才会有无限多种可能,而一旦你以某种目标盯着它,就只会只能看到那一种可能了。
从这本书中,我脑海中那些已经渐渐模糊的物理知识开始一点点联系起来。
构成我们这个宇宙所有已知物质74%的原子是氢原子。而每个氢原子都有一个原子核,和核心外面一个移动的电荷组成。实际上宇宙中所有的原子都有着这样的结构:不同大小的内核被一个或者多个电荷波围绕。这些电荷也被成为电子,电子是物理世界中最基础最本质的基本粒子之一。
可能你跟我一样也很好奇那电子究竟是什么样子的呢?很抱歉,这本书里作者明确表示,没有可能描述一个电子的样子,因为他的样子是由他所属的量子场所决定的。
电磁场无处不在,宇宙中的每一颗电子不仅属于其中,而且还与另一颗电子一模一样,无论那颗电子在哪里,什么时候。
电子能够自由地随意跳跃,这个现象本身被称作“量子隧穿”或者“量子跃迁”。而且不仅仅只是电子,量子世界的所有粒子都能像电子一样跃迁。可以说,因为量子跃迁效应,在微观世界中几乎所有东西都能穿过任何阻碍。我们可以这样理解,他们能够从他们所属的量子场中,借到能量,不管想借多少都行。
接下来,我知道了一个更深层的真相:量子场会给粒子带来奇怪的效应。
一个粒子属于量子场意味着它的确分裂成许多自己的影像,一直都是。所有这些影像所经过的轨迹填满了时间与空间中的每一点,如果想要偶遇的话,在任何一个时间或者地点都有可能见到那个粒子,只是几率大小不同罢了。
更神奇的是,在物质的粒子或光子(也是最基础最本质的基本粒子之一)被探测到之前,它们无数的自身影像可以再次分裂并变成其他东西,然后再变回他们一开始的自身。总结一下就是:当大自然没有被关注时,一切的可能性都会发生。
但是,当有人对这些例子进行观察或监测时,规则改变了。即使只是安装在墙上的探测器,粒子就不再出现在所有地方,而是只在一个地方。这意味着,看见粒子就是从许许多多存在着的可能性中的一个被选了出来,这种选择就是你探测到它这个行动本身!
在科技日新月异的今天,仍然没有人知道为什么会这样,或者这是如何被实现的,但真实的就过就是如此。
其实这个道理,换一种说法来表示,我们应该都不陌生。
很像我们人的一生,每个人都是从生到死,起点和终点都是确定的。但每个人的人生轨迹都不一样,每个人的人生原本也都有无数种可能,而最终,你想要活成哪一种,取决于你的目标有多坚定,每一刻都不松懈地瞄准和检测,于是自然地,你就活成了你所专注的那个样子。
这,应该也是市场上“量子理论”应用到自我塑造上面的根本原理。你想要成长为什么样子,先把自己当做已经实现了这个目标,就是那种状态来对待生活中的每一天,每一件事。活在你想要的那个状态里,你自然就会成为那个样子。同样的,吸引力法则,内心引力,都是类似的基于这个理论。
书中也有提到很多其他的物理规则和定律,包括我们熟悉的“薛定谔的猫”理论,在完整的背景中讲述这个理论,理解起来也更轻松一些,还有关于“平行历史”,暗物质,暗能量,奇点等等的讲述,我想这本书值得我再读。
很小的时候,我就对这些天上的,地里的,水中的,飞的,爬的,盛开着的,长熟了的,都好奇。父母很多也都解答不了,所以我那么喜欢看书也是原因之一吧。我的物理和地理学科都学的非常好,也是因为那里有我好奇的世界。如今,越来越长大之后,所谓见过一些世面,有了一些成长,好奇心却也不如从前。这本书,让我找回了那种真正想要探索了解的心情。
抬头看看窗外,初秋的夜凉风习习。亮起的万家灯火让夜幕下的天空仍然能感觉到是蓝色的,渐次浮动着朵朵白云。只有几颗稀疏的星星,但我知道那里还有很多这样的闪烁。放眼望去,没有尽头,就像对世界的好奇一样。
怕什么真理无穷,进一寸有一寸的欢喜。
浩瀚的宇宙,往往给予人们美好的憧憬,,它似乎拥有者神秘的力量,促使着人 们去探究它,直到有一天……
那是一天清晨,阳光明媚,我朦朦胧胧的醒过来,微张着双眼“啊”我大叫一声,因为我看见了一面我完全不熟悉的屋子,超现代主义的装潢让我一头雾水。这时,我感到楼下有脚步声传来,几秒钟后,一位与我差不多大的男孩走了进来,“你醒啦,看样子你是地球人?”,我用力的点了点头,然后问他“这里是……”“这里是莫迪亚星球,你应该是从光度黑洞中进来的。” 听着他的话,我似乎明白了一点。我下了床,穿上鞋,我便不由自主地飞了起来,“啊,哦,咿呀。”我的头不断撞击屋顶,男孩硬把我拉了下来。他马上往我的鞋底贴了一张“纸”,对我说:“这里不是,没有地心引力,只有贴上防飞贴才可以。”我揉着头上的包,似懂非懂的点了点头。我问他“你叫什么呀。”“我叫杰姆,你呢?”“你叫我什么都行。”“那我就叫你地球朋友吧。”“好啊。” 他带领着我参观了这个星球,街道上到处都是未来的房子,所有的这个星球的人见到我都跟我打招呼:“你好,地球小朋友。”看见这么多陌生人对我这么友好,我不由得慢慢喜欢这个星球了,在街道上的房子都和我们现代生活的房子都不一样,我们现代的房子都是花花绿绿的,而且盖一栋房子需要很长时间,在这个星球里是不需要那么长时间的,也就是分分钟的事,而且貌似这个星球里的人们都不喜欢花花绿绿的颜色,一整栋房子最多也就两个颜色,两个颜色的是少数的,大部分都是一个颜色的,而且是最简单的颜色,黑灰白相间。
在这个星球上除了房子和我们现代生活得房子不一样之外,他们的学校也和我们不一样,他们的学校看起来很有“食欲”没错,就是很有食欲,因为他们的学校除了是汉堡包就是可乐,或者是蛋糕的形状,让人一看了就很想上学,因为看到很有食欲,在这个星球上课也很好的`,因为这个星球上的老师们从来都不拖堂,下课时也不管学生们,我想这也许是每个学生的愿望吧,没有老师的管制,可能会很轻松吧,但是被管制着,也许会使自己进步吧,也许被老师管制着也是一种对自己最好的教育吧。 参观完学校,杰姆又带我参观了餐厅,也顺便在餐厅里才吃了一顿美美的晚餐,这个星球上的餐厅也和我们地球上的餐厅不一样,在这个星球上的餐厅里,你想吃什么就有什么,而且色香味俱全,而且上菜速度也非常快,不像我们地球上的餐厅似的,有些菜餐厅里都没有。 杰姆带我参观完以后,他带着我去了一个空旷的场地,开始我还好奇为什么要带我来这里,真打算问他,结果令我惊讶了,他们专门为我准备了一个欢迎仪式,我们才相识一天,有些我还叫不出名字,就熟悉那么几个,但是他们却为我准备这么盛大的迎接仪式,实在使我感动,我真的非常喜欢这个星球,就仅此一天而已,我就喜欢上了这个美丽的星球。
梦醒了,也天亮了,昨晚做的梦依然清晰的记着,那里是我的另一片天空,那里有我仅仅相识了一天的好朋友,我会永远记着我的那些外星朋友的。
作为一名理科生,高中时期,我们学习了牛顿万有引力,也学习了爱因斯坦的相对论。在我的印象中,万有引力定律是适用于宇宙中一切物体运行的规律,而相对论,我只记住了质能转换方程E=mc2以及老师口中说的时空变化(对于速度增大到一定程度,时间就会变慢这一现象,我一直不明其里),这两者之间,似乎并没有什么联系。
读了《极简宇宙史》后,我才发现,自己以前学的知识,全是一知半解,知其然而不知其所以然。
科学家们利用万有引力定律在太阳系八大行星上进行验证,结果发现,离太阳最近的水星,其运行轨道与计算有一点偏差,并不完美。
牛顿的公式给物体如何互相吸引定了量,但它没有解释引力到底是什么东西。(科学家的思维,和我们差别确实很大。上学时,我竟从来没有思考过引力的来源这一问题)。
有一个科学家提出了一个疯狂的想法:宇宙的构造是一张3D甚至4D不可见的膜,当一个人跌落时,并不是有一个往下拉的力让他跌落,而是他沿着宇宙构造中一个不可见的斜坡滑行而已。疯狂想象,仔细求证,在牛顿死后一百五十多年里,水星的轨道偏差问题,被他解决了,这个人就是爱因斯坦。那个将物质与宇宙的局部几何联系起来并用以解释本质的理论,被称为广义相对论。宇宙中所有的物体,行星、恒星、星系、星系群都会引起周围的时空弯曲,使附近的物质顺着时空斜坡滑下,这就是引力的来源。
现在,我们知道了,牛顿的万有引力定律有其局限性。同理,广义相对论也会有它的局限。时空在它所包含的物体周围弯曲和拉伸,那么,不停地将能量加入到某个空间,当弯曲变得越来越厉害时,最初形成弯曲的不管什么东西都会被进一步挤压,让那里的密度越来越高,形成一个恶性循环,直到无情地让时空崩塌,这种崩塌,超出了广义相对论所能应对的范围。黑洞即是如此。因此,我们需要一个更大的理论,哪怕是仅仅为了解释这些崩塌。而这,正是科学家们现在做的工作。
虽然牛顿没有发现自然的终极理论,虽然爱因斯坦的相对论也有其局限性,但这并不妨碍他们的理论成为伟大且正确的理论。正如作者后记中所说:为了找到正确,我们需要错误 ,这样我们才能向前进步。这句话,不仅仅适用于科学研究,也适用于我们社会生活的方方面面。
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