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多云的宇宙:物理学未解的七朵“乌云”

2023-02-25 0人点赞 0条评论
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本书概况

多云的宇宙:物理学未解的七朵“乌云”

本书简介

物理学几乎能够解释从微观粒子到宏观天体现象的所有事物构成,是一门获得过无数丰硕成果的体系。但事实上,在构成其基础的重要部分中仍存在知识空白,也有一些东西还无法整理成理论。

《多云的宇宙 : 物理学未解的七朵“乌云”》列出了质子衰变论、黑洞大爆炸、埃弗莱特的多宇宙理论、异端的宇宙、暗物质和暗能量、量子力学,以及宇宙原理与人类原理等物理学七大领域中存在的未解谜团,讲述人们为解开这些谜团留下的行踪、付出的努力及产生的各种理论碰撞,并对走出困境表达了自己的观点。

作者

小谷太郎,1967年出生于日本东京,物理学博士,毕业于东京大学物理学专业,专业研究领域为宇宙物理学和宇宙探测装置开发。他曾先后在日本理化学研究所、美国宇航局戈达德太空飞行中心、东京工业大学、早稻田大学任职。

译者

范丹

目录

✦ 前言

乌云一 质子衰变论

探寻支配基本粒子界的规则
✦ 终极的基本粒子的条件
✦ 6种夸克与6种轻子
✦ 5种媒介粒子与希格斯玻色子
✦ 基本粒子的大统一理论
神冈探测器的忧郁
✦ 获得诺贝尔奖的可爱的“神冈探测器”
✦ 能估算质子寿命的装置
✦ 严密监测3000吨水
✦ 也许大统一理论是错误的
超新星1987A
✦ 神冈探测器的数据震惊世界
✦ 中微子天文学的诞生
✦ 被巧妙更改的“ND”的意义
✦ 中微子震荡
✦ 质子衰变是如何形成的?

乌云二 黑洞大爆炸

发现奇妙的天体
✦ 开端是相对论
✦ 能计算引力的史瓦西解
✦ 无黑洞论
✦ 19岁青年的怪异“星溃说”
✦ 恰如其名的“黑洞”
✦ 印证其存在的天体被接二连三地发现
熵与霍金辐射
✦ 据说黑洞具有熵?
✦ 熵是指“难以掌握的信息量”
✦ 放入10种气体分子的箱子的状态如何?
✦ 状态的数量在理论上不可能是无限的
✦ 熵会根据温度产生变化
✦ 并不是真正的黑色宇宙洞穴
✦ 书和你的身体都会辐射电磁波
✦ 改变了黑洞概念的“霍金辐射”
黑洞与宇宙的寿命
✦ 结局是大爆炸
✦ 引发了理论物理学业界的大爆炸
✦ 黑洞的热力学
✦ 物理学未解决的难题:“信息悖论”
✦ 宇宙最终的结局是什么

乌云三 埃弗莱特的多宇宙理论

量子力学的诞生
✦ 身边的物理法则难以解释的世界
✦ 量子力学宛如禅机问答
✦ 粒子具有波动性意味着什么?
✦ 不可思议的哥本哈根解释
✦ 上帝的骰子与薛定谔的猫
✦ 玻尔愤怒的大反驳
多宇宙理论出现
✦ 研究生的学说逐渐获得了支持者
✦ 多世界是否真实存在?
✦ 确认猫的生死
✦ 基于多宇宙理论的量子计算机
✦ 量子力学是极具实践性的

乌云四 奇异的宇宙论

着手对宇宙的描述
✦ 宇宙究竟是怎样的形态?
✦ 宇宙是否有边缘?是有限还是无限?
✦ “用望远镜能看到自己的后脑勺”
✦ 爱因斯坦的狼狈
过于自由的宇宙世界说法
✦ 奇怪的宇宙说法层出不穷,退缩的天才
✦ 四散的银河
✦ 哈勃拥护派和观望派
✦ 米尔恩宇宙爆炸
✦ 霍伊尔,从无到有创造物质
✦ 爱因斯坦的失败
宇宙微波背景辐射
✦ 通过空调了解初期宇宙的景象
✦ 解释98%的宇宙物质的由来
✦ 霍伊尔命名宇宙大爆炸
✦ 彭齐亚斯和威尔逊清扫鸽子粪便
✦ 宇宙微波背景辐射带来了什么

乌云五 暗物质和暗能量

发现“看不见的物质”
✦ 我们都是“银河系人”
✦ 宇宙最大的天体——河外星系
✦ 兹威基的“冰冷的暗物质”
✦ 令人惊讶的先驱性和令人遗憾的性格
暗物质究竟是什么?
✦ 有说法认为暗物质是没有光的星星
✦ 有说法认为暗物质是黑洞
✦ 黑暗且沉重,但量不够
✦ 有说法认为,暗物质是中微子
✦ 比预想的轻
✦ 有说法认为,暗物质是轴子或超对称粒子或基本粒子
✦ 未曾见过的基本粒子——“轴子”
✦ 基本粒子倍增,超对称性理论的兴起
✦ 还有更多奇妙的暗物质候补选项
发现“看不见的能量”
✦ 进一步加速!宇宙膨胀!!
✦ 爱因斯坦所摒弃的宇宙理论再次复活
✦ 我们只了解了5%的宇宙

乌云六 量子力学

量子力学的界限
✦ 问题是什么
✦ 赞美量子力学伟大的微观世界
✦ 颠覆理论的“普朗克长度”的世界
✦ 漏洞的元凶是引力
✦ 只有名字但难以实践的新理论
备受期待的量子引力理论
✦ 可能解决所有问题的超级理论
✦ 可能解明黑洞的特异点
✦ 可能解决信息悖论
✦ 可能了解宇宙的初始
✦ 可能解决观测问题
✦ 可能解释人类智慧的秘密
✦ 图灵的证明
✦ 为什么电脑没有智慧
✦ 离完成还需要几步?
✦ 一次实验需要300万年以上
超现实的“弦论”
✦ 十一次元的幻想
✦ 我们就像是被压碎的膨化饼干一样
✦ 漂浮着布的宇宙印象
✦ 超弦论的华丽“成果”
✦ 对宇宙这一实验装置的期待
✦ 引力波带来量子引力的发展?

乌云七 人类原理

宇宙原理与人类原理
✦ 谦恭的“宇宙原理”
✦ 科学让人谦虚……
✦ 宇宙的温柔
✦ 太阳恰到好处地赐予了我们生命
✦ 地球是特别的行星吗?
✦ 生命原本只应该出现在时机刚好的星球
✦ 弦论所提出的无数宇宙
✦ 依据“人类原理”侃侃而谈
✦ 通货膨胀理论所描绘的“多元宇宙”
✦ 以“生命的诞生”为前提来思考物理理论的派系
✦ 人类原理能预言宇宙的加速膨胀吗?
哥特推论
✦ 哥特推论与柏林墙
✦ 哥特推论与人类灭亡之日
✦ 哥特推论与银河系大帝国
✦ 就算是瞎猜也无法否认
地球之外还有生命吗?
✦ 20世纪所学的知识已经落后于时代了
✦ 向太阳系内发送探测器
✦ 太阳系外还有5000颗行星
✦ 令人期待的类地球型行星的大气构成
✦ 尝试询问宇宙人,人类原理是否正确

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最后更新:2023-02-25
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