引力波——时空之海的涟漪

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Book 1 of 自然科学

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 编辑推荐                                                                                                                                                                    

1916年,爱因斯坦发表了广义相对论,其中预言的光线弯曲、水星的近日点进动以及引力红移效应都已经被证实,唯有引力波成了世纪悬案,从一开始的存在与否的争论到间接证实。2016年2月11日,LIGO(美国激光干涉引力波天文台)科学合作组织和VIRGO(处女座干涉仪)合作团队宣布探测到了来自于双黑洞合并的引力波信号。这一发现填补了广义相对论实验验证的一块缺失的拼图,同时对宇宙暴涨理论和微波背景辐射的测量有着重大的实证意义。

 

广义相对论是理论物理专业硕士的课程内容,要想了解引力波的具体物理意义,绕不过标量、张量等数学工具,其繁琐的数学计算往往让人头痛不已,在选课的时候,大家唯恐避之不及。犹记得当时课堂上,教授激情昂扬的公式推导,堆满了黑板,下面学生们一脸茫然地埋头笔记。

 

而看到这本《引力波——时空之海的涟漪》的科普书籍中关于相对论的内容后,我深感遗憾,为什么当年没有机会阅读此书,否则对广义相对论的学习必定轻松许多。

 

这本书以历史背景发展为脉络,介绍了引力波概念的提出、模型的完善、实验的现象等,并穿插于小的科学故事,让人兴趣盎然。更难能可贵的是,本书在介绍过程中,去掉了将大量繁琐的数学公式,代之以趣味、朴实的文字,结合生活中能观察到的现象,给孩子们描绘出一幅幅生动的物理图像,例如:用小球放在床单上会凹陷来描述质量对时空的弯曲效应等等。奇妙的物理现象,吸引了许多孩子对世界的好奇心。

 

繁琐的数学工具,也扼杀了许多孩子对物理的兴趣。

 

本书的语言严谨而不失幽默,内容易读而不失深刻。

 

仿佛一位老师在你耳边娓娓道来,缓缓地在脑海中展开一幅浩瀚的宇宙画卷。

 

你会看到从牛顿提出万有引力,到引力波概念诞生的历史,这个过程中充满了不可思议的故事:双胞胎中的哥哥比弟弟要年轻、消失的火神星……

 

你会看到引力波探索的历史,前人艰难却又坚定的探寻之路,以及LIGO的秘密法宝;在爱因斯坦提出这个概念100年后才会被发现,这是科技的进步,精密的测量技术、光学测量的发展使其成为必然。

 

为了给小读者介绍可以观测到引力波的天体,书中特意安排了一场太空旅行,你可以看到宇宙大爆炸、恒星的诞生和死亡、耀眼的超新星、致密的中子星、神秘且危险的黑洞……

 

书中还探讨了引力波会给我们带来什么,1865年麦克斯韦预言电磁波的时候,没有人知道会给人类带来什么,而一个世纪之后,我们已经无法想象没有电磁波的生活会是怎样——不管是电视机还是移动电话还是微波炉,还有我们的射电望远镜、LIGO,都与电磁波有关。现在,引力波被发现了,它会给我们带来什么呢?让我们跟随这本书,去一探究竟吧!

值得一读!

  内容简介                                                                                                                                                                     

2016年2月,美国激光干涉引力波天文台(LIGO)宣布发现了引力波,距离爱因斯坦根据广义相对论推导得出引力波,正好100周年。本书分为历史篇、天体篇、探索篇,共有20节内容。历史篇介绍了引力波的理论探索、引力波的物理学原理等内容,包括牛顿万有引力定律、光的本质之波粒之争、爱因斯坦相对论的介绍及其新的宇宙观等。天体篇开启了一场太空探险之旅,从地球出发经过太阳、白矮星、中子星,达到黑洞,让物理学家带领我们揭开引力波的神秘面纱,思索探测引力波的方法。探索篇从实验探索的角度出发,讲述了引力波对天文探测的重大意义、引力波发现时带来巨大震撼以及人们对未来的无限畅想。,本书以中国的四大引力波探测计划——“天琴计划”“太极计划”“阿里计划”“FAST”结尾,鼓励读者积极加入探测引力波的团队。

  目录                                                                                                                                                                    

历史篇 千万光年我追寻着“你” 

1 主宰一切的引力 

2 “光是什么”的波粒之争 

3 光的秘密 

4 时间居然变慢了 

5 弯曲的时空 

6 听爱因斯坦讲述引力波 

天体篇 开启探寻引力波源之旅 

1 收听宇宙大爆炸 

2 引力波旅行站——太阳 

3 引力波旅行第二站——白矮星 

4 的稳定引力波源—一双白矮星 

5 引力波旅行第三站——中子星 

6 旋转的太空实验室——脉冲双星 

7 旅行的目的地——黑洞 

探索篇 充满新发现的乐土 

1 百年守望 

2 探测引力波的曙光 

3 LIGO的秘密 

4 “捕捉”引力波的网 

5 来吧,一起倾听宇宙的声音 

6 引力波天文学畅想 

尾声 “天琴计划”招聘啦