描述
开 本: 32开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787562489597
这本科普读物为1979年诺贝尔物理奖得主,美国物理学家史蒂文·温伯格在1977年写的一本畅销书。此书被公认为科普读物的里程碑。也是*早关于探讨宇宙起源的代表作品。
《“微百科”系列》是由国外引进的一套在国际上非常受欢迎的百科读物,内容涵盖历史、物理、政治、经济等各个学科领域,作者均是当前若干学科领域学术代表人,主要宗旨是打造一套让广大读者*快了解各个新学科的短小精悍的科普读物。这是你增长各科知识的不二选择。
宇宙在*初0.01秒、1秒、1分钟或*初一年,是什么样子?早期宇宙在某时刻的温度、密度和化学成分如何?《*初三分钟》将揭秘宇宙爆炸的形态,详细描述了一幅完全令人信服的宇宙起源图,包括在大爆炸之后仅仅数秒或几分钟内出现的详细过程。
1 导论:巨人和牛/ 001
2 宇宙的膨胀/ 011
3 宇宙微波辐射背景/ 053
4 炽热宇宙的配方/ 093
5 最初三分钟/ 119
6 历史的题外话/ 141
7 最初百分之一秒/ 155
8 尾声:未来前景/ 175
关于宇宙的起源,冰岛巨匠斯诺里·斯托里森在1220 年编纂的斯堪的纳维亚神话集《新埃达》里写道:“最初是一无所有的。既没有地,也没有天,只有一个裂口,也没有草原。而在这混沌虚无的北方和南方,则是冰雪的区域尼夫尔翰和火的区域木斯皮尔翰。木斯皮尔翰的火融化了尼夫尔翰的冰,在融化的水中产生了巨人伊默,伊默吃什么呢?好像还有一头牛阿豪姆拉,那牛又吃什么?哦,好像还有一些盐,故事就这样一直继续下去。
我可不想触犯宗教感情,哪怕是北欧海盗的宗教感情也不行。但我得承认这样描述宇宙的起源是不能令人满意的。即使不说对那些无稽之谈的非议,就故事本身而言,这个故事所产生的问题与它所提供的答案一样多,而且每个答案都使初始状态变得更为复杂。
我们不能仅对此书一笑了之, 并且坚决放弃所有的宇宙学推测——追溯宇宙的历史起源,这种念头是不可抗拒的。自16世纪和17 世纪现代科学诞生以来,物理学家和天文学家就在不断地研究宇宙起源的问题。
但这些研究一直笼罩在一种不体面的氛围下。我记得,当我还是个学生以及后来在20 世纪50 年代开展研究工作(当时研究的是其他问题)时,人们就普遍认为,研究早期宇宙是体面的科学家不屑为之的事情。这种观点也不无道理。纵观整个现代物理学和天文学历史,用来构建早期宇宙史的观测和理论基础压根就不存在。
然而,在过去的10 年中,所有这一切都发生了变化。人们普遍接受了一种早期宇宙理论,天文学家们将这种理论称为“标准模型”。它与我们所说的“大爆炸”理论基本相同,只不过它对宇宙成分的认识更加具体,而这种早期宇宙理论正是本书所关注的论题。
为了便于理解,或许应该首先根据当前标准模型所理解的早期宇宙的历史作一概述。但这里仅仅是一个简要说明,我们会在接下来的章节中对这一历史及相信它的理由作出详细解释。
起初,发生了一次爆炸。这个爆炸不同于我们所熟悉的地球上的那些爆炸,即先从一个明确的中心开始,然后向四周扩散,周围被吞噬的空气越来越多。这个爆炸是在各个地方同时发生的,从一开始便充满了整个空间,每个物质粒子都与其他粒子迅速分离开来。这里的“所有空间”可以指整个无穷宇宙,也可以指像球面那样蜿蜒曲回的有穷宇宙。无论哪种情况都不易被理解,但这并无大碍。空间到底是有穷的还是无穷的,这对早期宇宙的研究来说并不重要。
在爆炸后大约0.01 s 的时间,即我们能够自信地谈论的最早时间里,宇宙的温度大约是1 000 亿(1011)摄氏度。这一温度甚至比最热的恒星中心的温度还要高。在这种高温条件下,普通物质的组成成分,包括分子、原子,甚至是原子核都无法聚集在一起; 相反,在这一爆炸过程中迅速分离的物质是由各种所谓的基本粒子组成的,而基本粒子正是现代高能核物理所研究的课题。
在这本书中,将会反复提到这些粒子——在这里,仅指出早期宇宙中数量最多的那些粒子就已足矣,更详细的解释将会在第3 章和第4 章中进行讨论。大量存在的一种粒子是电子,即带负电的粒子,它以电流形式通过电线,并形成当前宇宙中所有原子和分子的外壳。早期宇宙中大量存在的另一种粒子是正电子,即带正电的粒子,与电子质量完全相同。在当前宇宙中,只有在高能实验室、某些放射现象、某些剧烈的天文学现象,如宇宙射线和超新星现象中才能发现正电子。但在早期宇宙中,正电子的数量与电子的数量不相上下。除电子和正电子之外,还有数量大致相同的各种中微子,即,没有质量或电荷的粒子,
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