黑洞之书

一个多世纪以前,爱因斯坦的广义相对论预言了黑洞的存在。从那时起,黑洞的奇异和谜一般的特性便激起了科学家和大众的好奇心。

尽管爱因斯坦知道黑洞就是他的场方程的数学解,但他却一直没有接受黑洞的物理实在,很多人也都认同他的观点。

20世纪六七十年代,这种状况发生了颠覆性的变化。新的观测结果证明了类星体和X射线双星系统的存在,而且它们的神秘特性只能用黑洞来解释,这让科学家和大众对黑洞的概念有了进一步的认知。此后,黑洞成为物理学研究的重要课题,黑洞的行为、对周围物质的影响、背后的物理学原理,比任何科幻小说都更离奇古怪和令人费解。

《黑洞之书》在简要介绍狭义相对论和广义相对论之后,从天体和理论实验室的角度介绍了物理学家利用黑洞检验引力理论、量子理论和热力学的情况。从施瓦西黑洞到旋转黑洞再到黑洞碰撞,从引力辐射到霍金辐射和信息丢失,两位物理学家用创造性的思想实验和接地气的类比方法将黑洞的奥秘娓娓道来。他们还介绍了几十年来的引力波探索历程,特别是2015年9月14日LIGO成功探测到由十几亿年前的两个黑洞碰撞产生的引力波信号,人类*次直接观测到黑洞的存在,多信使天文学时代由此拉开序幕。

《黑洞之书》带领读者展开了一场探索黑洞奥秘的神奇之旅,令人眼界大开。

编辑推荐

想了解黑洞是什么?读《黑洞之书》这一本就够了!这是一本全面简洁的黑洞科普读物,堪称“7堂极简黑洞课”,用具象的类比介绍抽象的物理知识。

《黑洞之书》特邀国家天文台“青年千人”研究员、恒星级黑洞爆发现象研究创新团组负责人苟利军教授翻译。

2015 年9月14日, 自爱因斯坦写下广义相对论方程后几乎过去了100年。两台巨大无比的探测器,一台位于路易斯安那州,另一台位于华盛顿州,正在为探测引力波做*后的准备。突然且出人意料地,探测器记录下了一串独特的啁啾信号。5个月后,在对探测器记录下的数据进行了谨慎检查的前提下,LIGO团队公开宣布了他们的探测结果。这个微弱的信号是10 亿年前两个黑洞的合并产生的,它们中的每一个都约为太阳质量的30 倍那么大。整个物理学界都为之沸腾,就好

像我们一直都是红色盲患者,突然在某个时刻眼前豁然开朗,我们生平*次看到了一枝红玫瑰。

黑洞和引力波都是爱因斯坦广义相对论预言的结果。《黑洞之书》将从两个方面来讲述黑洞。一方面,作为天体物理的一个重要研究对象,黑洞的存在几乎毋庸置疑;另一方面,作为理论的实验室,它有助于我们锤炼对引力、量子力学及热学的理解。

黑洞可以启发我们思考一些*奇怪的问题:有朝一日,黑洞能否为我们所用?它们的内部到底有什么?掉入黑洞究竟会怎么样?或者—有没有可能我们已经身处黑洞之中却浑然不觉呢?

作者简介

史蒂文·古布泽(Steven S. Gubser)

普林斯顿大学物理学教授,2017年西蒙斯物理研究员奖得主。

弗兰斯·比勒陀利乌斯(Frans Pretorius)

普林斯顿大学物理学教授,2017年科学突破奖“物理学新视野奖”得主。

精彩书评

这本书对黑洞的基础特性及其在宇宙中的存在,做出优雅且简练的介绍。我满怀热情地推荐大众读者阅读。

——罗杰·彭罗斯,英国物理学家

对于宇宙中的黑洞,我们充满好奇,这本书对我们想知道的一些情况进行了适时的、精彩的概述。在研究黑洞这个令人热血沸腾的课题方面,两位作者都是杰出的专家。

——拉斐尔·布索,美国加州大学伯克利分校理论物理学家

非常有趣,而且增长见识!这本书写作上乘、内容紧凑,更重要的是,读来有趣。

——加里•霍洛维茨,美国加州大学圣巴巴拉分校物理学家

这确实是一本优秀又美丽的书。几乎没有哪本书能像它一样如此简明扼要地将黑洞物理学呈现在你面前。

——肖恩·哈特诺尔,美国斯坦福大学物理学家

目录

序 言 … III

甲辑 数学的故事 … 001

从大禹治水到丢勒画《忧郁》 …003

马可·波罗和阿拉伯数字的旅行 …014

公鸡、母鸡、雏鸡与兔子 …025

黄金分割与五角星的故事 …035

自行车的发明与黎曼几何学 …045

玄妙的统计:从诸葛亮借箭说起 …056

恩尼格玛,从戚继光到图灵 …066

乙辑 数学家的故事 … 077

第一个留名的泰勒斯 …079

畴人之家出身的祖冲之 …086

会造桥和打仗的秦九韶 …096

拿破仑与他的数学家师友 …107

皇帝、女皇与数学大咖 …119

婚礼,从婆什迦罗到拉曼纽扬 …127

冯·诺依曼的午餐和家教 …139

战俘营、棉花店与讲座教授 …150

丙辑 有趣的数学问题 … 161

阴阳完美数的故事 …163

埃及分数与狄多女王 …176

回文数与角谷猜想 …185

布丰的实验与蒙特卡罗 …194

堆球问题与开普勒猜想 …203

后 记 … 213

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书名:黑洞之书
作者:[美] 史蒂文·古布泽, [美]弗兰斯·比勒陀利乌斯
出版社:中信出版集团
ISBN:9787508693651
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