三思文庫科學前沿係列·宇宙之海的璉漪：引力波探測 [Ripples on Cosmic Sea:The Search for Gravitational Waves] 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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內容簡介

《三思文庫科學前沿係列·宇宙之海的璉漪：引力波探測》被譽為“大西洋兩岸最好的科普作傢”，保羅·戴維斯特邀主持。早在80年前，愛因斯坦就預言瞭引力波的存在。時至今日，引力波仍沒有被直接探測到。然而，科學傢們卻極力肯定它的存在 井在世界各地投入巨資建造大型探測器，希望藉此傾聽來自宇宙深處的聲音。人們期盼有朝一日能親耳聽到恒星的爆炸、中子星的閤並、黑洞的創生，或許由此我們能弄明白眼前的宇宙為什麼會是這樣。
從事引力波研究的專傢，西澳大學的大衛·布萊爾和作傢傑夫·麥剋納瑪拉聯袂給我們講述瞭一個動人心魄的捉迷藏遊戲。

內頁插圖

目錄

序
緻謝
前言 “你知道嗎，空間是彎麯的”
引言 為什麼要探測引力波瞭
第一章 空間、謬誤與幾何
第二章 牛頓空間與愛因斯坦宇宙
第三章 引力理論
第四章 宇宙鏡
第五章 波動
第六章 星體在深夜爆炸
第七章 脈衝星的光臨
第八章 脈衝星佐證引力波
第九章 黑洞和時間伊始
第十章 引力波探測者
第十一章 超級探測器
第十二章 引力波的曙光
第十三章 新進展和新走嚮
第十四章 引力波天文學展望
尾聲 “奇想的饋贈”

精彩書摘

第一章 空間：謬誤與幾何
什麼是空間？空間並不僅指介於恒星和行星之間的虛空，也不僅指外層空間和內層空間兩種概念，更不僅指物體與物體之間的虛空，而是指物體自身所占有的空間。我們對空間這個概念已司空見慣，因為我們就生活在空間裏並在空間裏活動。也許正因為我們太習慣於這個詞瞭，因而便對“什麼是空間”這個問題不會有過深的認識。
現代物理學將空間和時間的概念統一成四維時空。然而，什麼是時間呢？是否像攜帶著我們順流而下的河流？亦或像我們正在其上旅行的高速公路？不管它是什麼，我們當中的大多數都會産生這樣一種感覺，過生日的時候感到它流逝得太快瞭，遇到塞車時又覺得它走得太慢。然而，在我們尖刻地指責時間的時候，我們是否知道時間究竟是什麼呢？非常有趣的是，在長途旅行中，我們總是抱怨時間過得太慢，而不會說空間太大。事實上，兩者是緊密聯係在一起的，這也是為什麼把時空看成一個概念的理由。
有鑒於此，我們是否可以把空間定義為物質世界中的物體賴以存在的虛空？如果是這樣，那麼我們是否又可把時間定義為所有事件均可在其中發生的虛無？肯定不行！我們想嚮你錶明的是，時空是充滿真實物體的。尤其是，時空是有彈性的。理解時空的彈性有助於我們理解引力和引力波。沒有人真正知道為什麼時空富有彈性，也許正因其有彈性，宇宙纔會比大多數人所能想象的更離奇，也更有趣。時空的彈性使引力波能夠以光速穿行於宇宙之中，從而提供我們有待開發的全新的波譜一一引力波。
我們從小就習慣於常規上給時間和空間在本質上所下的定義。在學校裏學數學時，老師教給我們笛卡爾坐標係一一X軸和Y軸，以及由垂直綫所構成的方形網格，我們便依靠這種網格在坐標係中標注物體移動的路徑及物體所處的方位。每當看到大街上隨處可見的方位圖時我們經常想到這種概念。學習幾何時，老師又教給我們諸如三角形的內角之和為180度、平行綫無限延長永不相交等等一些被歐幾裏得早已證明過的定理。學習物理學時，老師教會我們運用通常稱為伽利略和牛頓的相對論原理，並運用之對速度進行加減。我們也從正規或非正規的渠道學習到，如果一個人以每小時10公裏的速度奔駛在一列以每小時60公裏速度飛駛的列車上，我們可根據這個人的跑動方嚮得齣這個人相對於地麵的運動速度等於每小時50公裏或70公裏。
由於人們從小就被灌輸已有2200年曆史的歐幾裏得幾何與逾300年曆史的伽利略和牛頓物理學，難怪很多人在現代物理學麵前不知所措，因為沒有人告訴他們，這些所謂的古訓或常理性知識事實上是錯的，或從根本上就錯瞭。起因是這些所謂的常識本身就建立在錯誤的假設上並使人們不去思考其錯誤所在，從而使現代物理學看起來撲朔迷離、詭不可測。造成此種現象的癥結之一是，這些虛假的理論在日常生活中乍一看又是正確的。這就是問題所在，正是這些不正確的假設妨礙瞭我們對廣義宇宙的本質的理解。
托勒密（Ptolemy）教育我們說，地球是宇宙的中心，太陽圍繞著地球鏇轉，行星圍繞地球作復雜的同心輪式鏇轉，也就是說，一個軌道套在另一個軌道之內。這種理論當初曾被普遍接受，因為它能預測太陽、月球和行星的運動。例如，你可以利用這種理論預測一年中金星成為昏星或晨星的具體時間，你還可以用之預測火星和木星在不同星座中的運動軌跡。
事實上，用這種理論進行預測並不能說明地球就是宇宙的中心。據此，哥白尼提齣瞭一種更為簡單也更為準確的理論替代瞭托勒密。他輕描淡寫地指齣，地球隻不過一個與其他行星毫無二緻的行星。幾個世紀之後，實驗證明哥白尼是正確的。今天，托勒密的理論在教科書中隻是作為研究的曆史而不是作為知識進行傳授。
同樣，這麼些年來，我們關於空間本質的認識一直在改變。早在18世紀20年代高斯就對歐幾裏得幾何提齣瞭質疑。他拒絕接受歐幾裏得的平麵幾何，認為空間的幾何性質不能用一張平坦無奇的白紙進行錶現。18世紀50年代，高斯的學生黎曼發展瞭麯麵空間幾何理論，指齣歐幾裏得幾何隻是很多廣義幾何的一個特例。
……
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此套三思科學，裝幀較簡，但入選圖書都還不錯

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