黑洞与时间弯曲的作品目录

序

前言

导引

这本书讲什么，怎么读？

序幕：黑洞之旅

读者在一个科幻故事里遭遇黑洞，和我们在90年代所能认识的关于它们的一切奇异性质

第一章 空间和时间的相对论

爱因斯坦推翻了牛顿的绝对空间和绝对时间概念

第二章 空间和时间的卷曲

赫尔曼·闵可夫斯基统一了空间和时间，而爱因斯坦使它们发生卷曲

第三章 黑洞，发现与拒绝

爱因斯坦的卷曲时空定律预言了黑洞，爱因斯坦拒绝了这个预言

第四章 白矮星之谜

爱丁顿和钱德拉塞卡为大质量星体的死亡而争论；它们死亡时一定会收缩而产生黑洞吗？量子力学能拯救它们吗？

第五章 坍缩是必然的

即使我们认为在所有力中最强的核力也顶不住引力的挤压

第六章 坍缩成什么？

所有的理论物理学家都挡不住一个结论：坍缩产生黑洞

第七章 黄金年代

黑洞被发现会自转和脉动，它贮藏能量，也释放能量，而且没有毛

第八章 寻找

在天空寻找黑洞的方法提出来了，追寻了，也（大概）成功了

第九章 意外发现

天文学家先前没有料到，现在被迫承认，在星系的中心，可能存在着比太阳重100万倍的黑洞

第十章 曲率波

引力波把黑洞磁撞的交响曲带给地球，物理学家设计出仪器来寻找那些波，倾听它们的音乐

第十一章 实在是什么？

时空，在星期天弯曲，在星期一平直；视界，在星期天是真空，在星期一是电荷；而实险，在星期天和星期一都是一样的

第十二章 黑洞蒸发

视界裹在慢慢消失的辐射和热粒子的大气里，黑洞在收缩然后爆炸

第十三章 洞里

同爱因斯坦场方程搏斗的物理学家寻找黑洞里的秘密：一条通向其他宇宙的道路？一个无限潮汐引力的奇点？是空间和时间的终结，还是量子泡沫的源泉？

第十四章 虫洞和时间机器

尾声

致谢

人物

年表

名词

注释

文献目录

主题索引

人名索引

译后记

重印后记

作者介绍

如果时间在黑洞停止，人待在黑洞里能否永生？当然这个问题就排除黑洞强引力带来的其他影响了，什么潮汐摩擦、辐射之类的。我们先简单说下黑洞！

啥是黑洞，咋来的？

我们人类对黑洞的定义其实很简单，大家都知道这么一个概念就是逃逸速度，地球的逃逸速度大约为11200米/秒，意思就是说你没有这样的速度就别想离开地球，还有太阳的逃逸速度大约为618000米/秒，虽然这两个数字都很惊人，但我们努力努力，还是可以办到的。

但是宇宙中就有一种天体它的逃逸速度比299,792,458米/秒还要大，对！没错，这就是光速，可以说连光都无法逃出这样的天体。我们就称其为：黑洞。就是这么定义的。那黑洞咋来的？

关于黑洞的来历，这是人类天体物理学一个比较大的成就，其实在20世纪初的时候，人类还弄不清楚太阳这么亮、这么热，它的工作原理是啥？而我们现在知道了，太阳和天上的其他星星一样，都是在其核心进行着氢到重元素的聚变来发光发热，唯独能决定恒星光度、颜色、未来命运的因素就是其包含燃料的多少，也就是恒星质量。

质量越大其越蓝、越亮，说明核心燃烧氢元素的速度异常迅速，当然寿命就更短了，在宇宙中比我们太阳更亮的恒星只占了5%，大多数都是些更下的M型恒星。像我们太阳燃烧燃料速度适中，可以存活120亿年左右，但大质量恒星只有短短几百万年到几千万年，它们耗尽燃料时，会在Ⅱ型超新星的爆发中死亡，将外壳抛向星际介质，核心会在引力的作用下坍缩成一颗中子星或者黑洞。而黑洞会带来一个更加奇特的效应。

引力不仅仅是一种力

你是否看过电影《星际穿越》，上面有个情节可能令人难以理解，一个星球经过了一个小时，而地球上却经过了七个小时。

这种解释归结为科学家所说的引力时间膨胀效应。此效果可衡量观察者在距引力质量不同距离的两个事件之间所经过的时间。换句话说，在重力最强的地方时间会变慢，这是因为引力会弯曲时空。下面先贴一下爱因斯坦的广义相对论时间膨胀公式：

看起来不够简单明了，这样想吧，我们都知道时间遵循一个简单的方程式：

速度=距离/时间

光在任何情况下速度始终是恒定的（这里说的可不是不同的介质），并且以每秒30万公里的速度传播。现在想象一下两束光束：一个在弱重力场中在点a和b之间传播，另一个在强重力场中在点c和d之间传播。

由于空间和时间的弯曲，c和d之间的路径较长，因此光在两点之间传播所需的时间更长。这就是我们所认为的引力影响时间的方式！简单明了，如果引力将时空拉到一个点，那时间也就停止了！

时间停止，人能否不死！

引力时间膨胀效果已通过多次实验证明，并用于运行和维护我们大多数人几乎每天都在使用的功能：GPS。

全球定位系统（GPS）卫星位于地球表面上方约20197公里处，因此离地球的引力场稍微远一点。这些卫星上时钟的滴答声比地球表面上的时钟快，因此科学家对卫星程序进行了校正，以确保发送回地球表面的GPS数据具有匹配的时间。

那么如果我们决定前往引力场超强的黑洞，那么引力时间膨胀能否帮助我们更长寿或者永生？

这个我们就要知道相对论中的时间膨胀，该理论与我们自己无关。所以才叫相对论！这是关于别人所看到的理论。就我们自己而言，无论身在何处或如何移动，时间总会像过去一样流逝。

因此，假设我们处于黑洞或者超快的宇宙飞船中。生命的每一秒都是地球上的一千年。这是否意味着我们会永远活着？不是的。我们仍然可以通过自己的手表和日历经历正常的人类寿命。

假设我们位于一个非常强大的引力场中，极端的时间扩张，导致时间冻结！但是，这只是关于其他人看到的效应。其他人，在地球上的人，会看到我们的年龄变化缓慢，并且会看到我们的时钟缓慢地滴答作响。但是就我们自己而言，时钟将一如既往地滴答滴答，并且老化的速度将与其他任何地方一样快。

因此，重复重点：相对论不是关于我们自己所发生的事情。这是关于正在观察我们的其他人所看到的现象。因此称为相对论！

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书名：黑洞与时间弯曲

作者：基普.S.索恩

译者：李泳

豆瓣评分：8.9

出版社：湖南科学技术出版社

出版年份：1999年1月

页数：589

内容简介：

这本书讲的是我们在空间和时间上的革命及其重要结果，有些现在还不明朗。它也是一个迷人的故事，作者曾亲历过为认识黑洞这一也许是宇宙间最神秘事物的奋斗和成功。1915年，爱因斯坦提出一个理论，把时间和空间结合为一种叫“时空”的东西，它不是平直的，而是被其中的物质和能量弯曲（或卷曲）了。在我们邻近，时空几乎是平直的，在正常情况下不会出现曲率带来的差异。但在宇宙更远的地方，时空弯曲的某些结果比爱因斯坦认识的更加惊人。一个结果是，恒星可能在自身作用下坍缩，使周围空间弯曲从而将自己同宇宙其他部分分裂开来。如何证明这个结果，如何发现坍缩在空间下的黑洞的奇异性质，正是本书的主题。

作者简介：

基普・S・索恩 美国加利福尼亚理工学院费曼物理学教授，曾与J・惠勒合著《引力》。1994年获得美国物理学联合会（AIP）科学著作奖。

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