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主编推荐语

本书通过对弯曲时空和黑洞的探讨,把读者引向千古未解的难题:时间究竟是什么?时间能不能测量,它有没有开始与终结?

内容简介

《看不见的星:黑洞与时间之河》用通俗生动的语言,从天文和物理等不同角度,描述了黑洞的来龙去脉,它的结构和性质,黑洞的信息疑难和奇点疑难,以及科学家们如何在争论中推动黑洞研究的发展。

目录

  • 版权信息
  • 作者简介
  • 引言
  • 第一章 初窥黑洞
  • 加尔各答黑洞
  • 拉普拉斯与米歇尔的“暗星”
  • 苹果落地的故事
  • 童年的牛顿
  • 牛顿的丰收年
  • 牛顿、胡克与万有引力定律的发现
  • 牛顿与夫莱姆斯梯德的冲突
  • 牛顿与莱布尼茨的争吵
  • 神坛上下的牛顿
  • 如何得出暗星的预言
  • 高傲的拉普拉斯
  • 托马斯·杨的功绩
  • 奥本海默的暗星
  • 第二章 恒星演化,走向黑洞
  • 赫罗图
  • 吻我一下吧,仙女!
  • 爱丁顿的贡献
  • 霍伊尔的贡献
  • 恒星的演化
  • 几种恒星的比较
  • 弧矢射天狼
  • 白矮星的发现
  • 从主序星到红巨星
  • 从红巨星到白矮星
  • 电子自旋的发现
  • 从白矮星到黑矮星
  • 白矮星的质量上限
  • 对中子星的预言
  • 脉冲星-中子星
  • 不公平的颁奖
  • 超新星爆发
  • 蟹状星云
  • 中子星与黑洞的形成
  • Ⅰa型超新星和宇宙的加速膨胀
  • 第三章 弯曲的时空
  • 狭义相对论的成就
  • 狭义相对论的困难
  • 走向新理论的第一步:广义相对性原理
  • 牛顿的水桶实验
  • 走向新理论的第二步:马赫原理
  • 引力质量与惯性质量
  • 走向新理论的第三步:等效原理
  • 惯性系的新定义
  • 猜想:引力是几何效应
  • 奥林匹亚科学院
  • 非欧几何的创立
  • 黎曼几何简介
  • 探究弯曲的时空
  • 走向广义相对论
  • 物质告诉时空如何弯曲
  • 时空告诉物质如何运动
  • 如何理解时空弯曲
  • 广义相对论的实验验证
  • 引力红移
  • 行星轨道近日点的进动
  • 太阳附近的光线偏折
  • 第四章 奇妙的黑洞
  • 四维时空
  • 世界线
  • 光锥
  • 球对称的弯曲时空
  • 线元与度规
  • 奇点与奇面
  • 时空坐标互换
  • 单向膜区与表观视界
  • 黑洞内外的光锥图
  • 无限红移面
  • 事件视界
  • 对零曲面的诠释
  • 飞向黑洞的飞船
  • 史瓦西坐标的缺点
  • 自由下落坐标系
  • 史瓦西时空的最大扩展——克鲁斯卡坐标
  • 彭罗斯图
  • 爱因斯坦-罗森桥
  • 第五章 黑洞附近的物理效应
  • 带电球体外部的时空
  • 转动星体外部的时空
  • 转动带电星体外部的时空
  • 再谈度规
  • 时轴正交,静态与稳态
  • 奇异性
  • 带电的黑洞
  • 旋转的黑洞
  • 旋转、带电的黑洞
  • 单向膜区与能层
  • 拖曳效应与静界
  • 克尔-纽曼时空的彭罗斯图
  • 极端黑洞和裸奇异
  • 宇宙监督假设
  • 无毛定理
  • 彭罗斯过程
  • 米斯纳超辐射
  • 对自发辐射的猜想
  • 爱因斯坦的辐射思想
  • 激光的特点
  • 负能困难
  • 狄拉克真空
  • 打击真空
  • 赵忠尧的贡献
  • 反物质
  • 王淦昌的贡献
  • 转动、带电黑洞视界附近的狄拉克能级
  • 第六章 探索黑洞的明星——霍金
  • 少年霍金
  • 在牛津的大学生涯
  • 疾病来袭——人生的转折
  • 霍伊尔与斯亚玛
  • 初露锋芒:与霍伊尔的争论
  • 幸会彭罗斯
  • 面积定理
  • 贝肯斯坦的大胆创新:黑洞有熵和热
  • 贝肯斯坦-斯马尔公式
  • 霍金的反驳
  • 霍金观点的转变:黑洞有热辐射
  • 真空涨落
  • 霍金辐射
  • 克尔-纽曼黑洞的温度
  • 安鲁效应
  • 黑洞的负比热
  • 第七章 黑洞的信息佯谬
  • 信息疑难
  • 重子数、轻子数是否守恒?
  • 幺正性与概率守恒
  • 霍金打赌
  • 维尔塞克与帕瑞克的证明
  • 黑洞表面的势垒
  • 隧穿过程的图像
  • 猜测:不存在信息守恒定律
  • 黑洞过程信息不守恒
  • 帕瑞克证明的漏洞
  • 黑洞中的信息当真不会逸出吗?
  • 动态黑洞的启示
  • 动态黑洞热性质的探索
  • 动态黑洞信息逸出的可能性
  • 时空扰动引来的启示
  • 结论与讨论
  • 第八章 奇点——时间有无开始与终结
  • 奇点定理的哲学意义
  • 内禀奇点与坐标奇点
  • 栗弗席兹与卡拉特尼科夫的失误
  • 彭罗斯的创新思维
  • 奇点:时空中无法修补的洞
  • 奇点:时间的开始与终结
  • 测地线与仿射参量
  • 时空的因果结构
  • 能量条件
  • 共轭点
  • 最长线:无共轭点的测地线
  • 奇点定理的证明思路
  • 步入探讨奇点的殿堂
  • 对奇点困难的另类思考
  • 奇点伴随温度异常
  • 用安鲁效应研究测地线的温度
  • 对类光测地线加速度的研究
  • 奇点的证明与热力学第三定律冲突
  • 第九章 时间测量的疑难与探索
  • 用周期运动度量时间
  • 度量时间需要先做“约定”
  • 用运动定律度量时间——“好钟”
  • 庞加莱的推测——“约定光速”
  • 爱因斯坦遇到难解之谜
  • 庞加莱对爱因斯坦的启发
  • 爱因斯坦的突破:“约定光速”来定义“同时”
  • 朗道的发现:“同时的传递性”需要条件
  • 突发奇想
  • 对钟的新等级:钟速同步传递性
  • “钟速同步传递性”等价于热力学第零定律
  • 绵延的相等:“时间段”相等的定义
  • “约定光速”可以定义“相等的时间段”
  • “约定光速”等价于“约定时空的对称性”
  • 第十章 千古难题:时间是什么
  • 难以回答的问题
  • 时间是永恒的映像
  • 时间是运动的计数
  • 无始无终的循环的时间
  • 螺旋形发展的时间
  • 有始有终的线性时间
  • 牛顿与莱布尼茨的争论
  • 相对论的时空观
  • 爱因斯坦晚年对时空的看法
  • 时空的泡沫与浪花
  • 是否存在“虚时间”?
  • 物理学把时间“空间化”了吗?
  • 时空弯曲与时间之矢
  • 熵:时间流逝的计量
  • 时间意味着创造
  • 柏格森对普里高津的启示
  • 耗散结构
  • 宇宙学的时间箭头
  • 心理学的时间箭头
  • 时间之矢何以产生?
  • 展望
  • 主要参考书目
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评分及书评

4.3
6个评分

出版方

清华大学出版社

清华大学出版社成立于1980年6月,是由教育部主管、清华大学主办的综合出版单位。植根于“清华”这座久负盛名的高等学府,秉承清华人“自强不息,厚德载物”的人文精神,清华大学出版社在短短二十多年的时间里,迅速成长起来。清华大学出版社始终坚持弘扬科技文化产业、服务科教兴国战略的出版方向,把出版高等学校教学用书和科技图书作为主要任务,并为促进学术交流、繁荣出版事业设立了多项出版基金,逐渐形成了以出版高水平的教材和学术专著为主的鲜明特色,在教育出版领域树立了强势品牌。