The Curvature of Spacetime

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出版者:Columbia Univ Pr
作者:Fritzsch, Harald
出品人:
页数:368
译者:Heusch, Karin
出版时间:2002-5
价格:$ 96.05
装帧:HRD
isbn号码:9780231118200
丛书系列:
图书标签:
  • 物理学
  • 广义相对论
  • 时空
  • 引力
  • 宇宙学
  • 黑洞
  • 虫洞
  • 理论物理
  • 天体物理学
  • 科学
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具体描述

The internationally renowned physicist Harald Fritzsch deftly explains the meaning and far-flung implications of the general theory of relativity and other mysteries of modern physics by presenting an imaginary conversation among Newton, Einstein, and a fictitious contemporary particle physicist named Adrian Haller -- the same device Fritzsch employed to great acclaim in his earlier book An Equation That Changed the World, which focused on the special theory of relativity.Einstein's theory of gravitation, his general theory of relativity, touches on basic questions of our existence. Matter, according to Einstein, has no existence independent of space and time. It is even capable of bending the structure of space and changing the course of time -- it introduces a "curvature." Gravity emerges not as an actual physical force but as a consequence of space-time geometry. Even the apple that drops from the tree follows the curvature of time and space. In this entertaining and involving account of relativity, Newton serves as the skeptic and asks the questions a modern reader might ask. Einstein himself does the explaining, while Haller explains the new developments that have occurred since the general theory was proposed. The result is an intellectual roller-coaster ride in which concepts that have entered the vernacular become clear for the first time: the Big Bang, "black holes," elementary particles, and much more.

好的,这是一份关于一本名为《时空曲率》的图书的详细简介,其内容完全避开了对您提供的书名本身的讨论或提及,而是构建了一个独立且丰富的内容框架。 --- 《恒星残骸与暗影界限》 一部关于宇宙尺度结构、时间几何学与不可见力量的史诗级探索 作者:[此处可填入虚构的作者名] [书籍类型:硬科幻/理论物理哲学探索] 引言:超越光速的低语 在浩瀚的宇宙剧场中,我们所见的星辰、星系乃至广袤的虚空,仅仅是冰山一角。人类的认知疆界正被不断推向极限——不仅是对物质的探索,更是对构建这一切的“结构”本身的追问。《恒星残骸与暗影界限》并非一本教科书,而是一次穿梭于理论物理学前沿与形而上学思辨的深度潜航。本书以一种引人入胜的叙事方式,构建了一个关于宇宙基本作用力、信息传递极限以及多维空间拓扑的宏大图景。 第一部分:寂静的守望者——引力场的几何重塑 本书的第一部分着重探讨了我们对引力这一宇宙基本作用力的理解是如何从牛顿的“超距作用”演变至爱因斯坦的“时空弯曲”概念,但我们的重点将聚焦于那些引力效应极端化的天体物理现象。 1. 奇点的内爆与信息悖论的边缘: 深入分析了黑洞视界内部的物理状态,特别关注霍金辐射的细微偏差以及信息悖论在量子引力框架下的潜在解答。我们审视了那些理论上存在的“裸奇点”——如果它们真的存在,它们将如何向外部宇宙广播其存在?这一部分使用了高度精炼的数学模型来阐释时空结构在极端密度下的动态行为,而非仅仅停留在现象描述上。 2. 脉冲星的精准节拍与时空涟漪的捕获: 通过对超新星遗迹和快速射电暴(FRBs)的详细剖析,我们探讨了引力波天文学如何为我们打开了一扇观察宇宙碰撞事件的全新窗口。书中引入了对“引力波背景噪音”的深入研究,提出了一种新的方法论,用以区分来自早期宇宙暴胀阶段与近期大质量星系合并产生的波纹的特征。这要求我们重新校准我们对“时间”在巨大引力场中流逝速度的感知。 3. 宇宙网的纤维:暗物质的拓扑痕迹: 传统上,暗物质被视为一种弥散的、难以捕捉的物质。本书采取了一种不同的视角,将其视为影响宇宙大尺度结构(宇宙网)形成的关键“拓扑骨架”。通过对星系团运动学数据的再分析,作者提出了一种关于暗物质粒子如何通过特定的“结构化场”与普通物质发生微弱耦合的假说,这种耦合可能在早期宇宙的相变过程中留下了可被高精度望远镜观测到的几何痕迹。 第二部分:时间之箭的哲学困境与量子纠缠的宏观投影 一旦离开了经典物理的舒适区,时间本身便成为一个令人困惑的概念。第二部分将物理学的严谨性与哲学上的深刻疑问相结合,探讨时间流逝的本质及其在量子层面的对应物。 1. 时间的对称性与宇宙的演化: 为什么热力学第二定律(熵增)确立了“时间之箭”,而基本物理定律在时间反演下却大多保持不变?本书深入探讨了普朗克尺度下的时空量子化问题,并提出了一种“信息梯度”理论,认为时间流逝的感知源于信息在低熵系统向高熵系统转移过程中的不可逆性。 2. 纠缠的非定域性与宇宙的整体性: 量子纠缠是自然界最反直觉的现象之一。本书不仅仅描述了贝尔不等式的验证,而是探讨了纠缠在宇宙尺度上的潜在意义。如果两个相距遥远的粒子可以瞬间关联,这是否暗示着在某种更基础的层面上,宇宙是一个不可分割的、瞬间响应的整体?我们考察了将量子场论中的“场”视为信息单元而非物质单元的可能性。 3. 信息的守恒与黑洞的遗忘: 再次回到信息悖论,但这次的重点是信息作为宇宙最基本实体之一的地位。本书推测,信息可能不是被“存储”在某个地方,而是内嵌于时空自身的结构梯度之中。当物质落入黑洞,它所携带的信息或许并未消失,而是以一种我们尚未理解的、与视界几何紧密相关的“编码形式”被保留下来,等待宇宙演化的下一个阶段来“解码”。 第三部分:暗影界限——超越标准模型的猜想与边界探索 本书的最后一部分勇敢地踏入了当前粒子物理学和宇宙学标准模型的边界之外,探讨了对现有理论框架构成挑战的最新猜想。 1. 额外维度的低能显现: 弦理论和膜宇宙模型预言了我们感知之外的额外空间维度。本书提出了一种基于引力泄漏效应的实验方案,旨在寻找在极小距离尺度上表现出的引力强度异常,这可能是低能状态下额外维度“卷曲”效应的微弱信号。我们讨论了这些维度如何影响基本常数,以及它们是否是暗能量的几何根源。 2. 真空能的“微调”问题与宇宙常数之谜: 为什么宇宙加速膨胀的驱动力——暗能量——的密度如此之低,以至于几乎无法察觉,但又如此之高,以至于主宰了宇宙的最终命运?本书提出了一种动态真空模型,其中真空能量密度并非一个静态常数,而是与宇宙整体的信息熵水平相关联的“涌现属性”。 3. 终局的探讨:大撕裂、大挤压还是永恒的扩散? 最终,我们必须面对宇宙的命运。通过对暗能量模型的最新观测数据(如第谷卫星观测结果)的拟合分析,本书评估了未来宇宙演化路径的概率。这不仅是物理学的预测,更是对存在的终极形式的哲学反思——在无尽的时间尺度上,结构是否必然要回归于无序,或者新的、尚未被我们想象到的结构会在熵的终点中诞生? 结语:我们所处的位置 《恒星残骸与暗影界限》是一次诚实的、充满敬畏的探索。它提醒我们,人类对宇宙的理解永远处于一个动态的、不断修正的过程中。我们所感知的现实,不过是复杂系统在特定能量和时间尺度下的投影。这本书的真正价值,在于激发读者去质疑那些看似坚不可摧的物理学“常识”,并以更广阔的视野,去拥抱宇宙深处那些尚未被命名的、令人敬畏的奥秘。 ---

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