多元宇宙是什么

(美) 亚历克斯·维连金

出版时间

2020-12-20

ISBN

9787521724233

评分

★★★★★
书籍介绍

多元宇宙一直是天文学领域的热点话题之一,霍金晚年就围绕多元宇宙提出了关于宇宙起源的新观点。多元宇宙理论的开端可追溯至20世纪80年代,本书的作者、理论物理学家亚历克斯·维连金正是该领域的理论奠基人之一。

30多年前,理论物理学界提出了一种“永恒暴胀”的假说,认为宇宙暴胀一旦开始便不会结束。随后,维连金证明,大多数的暴胀模型都会导致永恒暴胀。这就意味着,只要发生一次暴胀,就会发生很多次暴胀,每次暴胀都能创造出一个宇宙,因此许多截然不同的宇宙相继产生,这便是“多元宇宙”。时至今日,许多天文学家都已接受了多元宇宙的概念。

这本书是维连金创作的多元宇宙的经典科普作品。他在书中介绍了多元宇宙领域的整体理论框架,循序渐进地带领读者走进多元宇宙领域探索。作者从宇宙的起源说起,他别出心裁地将故事的开篇设置在了1980年冬天的一场科学讲座,物理学家阿兰·古斯——也就是暴胀理论的提出者——在讲座中介绍新的宇宙起源的理论。随后作者沿着这条线索深入解释了有关宇宙起源的大爆炸等知识。目前宇宙学家已经普遍接受了大爆炸理论,宇宙的暴胀也几乎成为普遍共识。接下来,作者详细介绍了永恒暴胀、宇宙常数等有关多元宇宙的理论知识。

维连金擅长科普写作,他通过大量生动而形象的比喻,并运用许多图片,将抽象的理论物理概念化为更容易理解的知识。他引用了许多物理学家的名言,阅读起来更加有趣。同时,书中插入了许多在理论探索与发展的过程中作者本人及其他科学家的逸事。这本书不仅讲述了理论知识,更有引人入胜、激荡脑力科学家探索故事。

AI导读
核心看点
  • 理论物理学家维连金详解多元宇宙框架
  • 从大爆炸到永恒暴胀,追溯宇宙起源
  • 用生动比喻与科学逸事降低理解门槛
适合谁读
  • 对宇宙起源与多元宇宙理论感兴趣的读者
  • 具备一定物理基础,想深入理解暴胀论者
  • 喜欢硬核科普,能接受抽象概念挑战的人
读前提醒
  • 本书理论性较强,后半部分可能较难理解
  • 建议结合书中图片与比喻辅助消化概念
  • 不必强求完全读懂,重在感受科学探索过程
读者共识
  • 真实理论比科幻更疯狂,令人叹为观止
  • 作者文笔极佳,是少数能看下去的硬科普
  • 虽部分章节晦涩,但整体诚意与激情动人

本导读基于书籍简介、目录、原文摘录、短评和书评生成,不等同于全文精读。

精彩摘录
  • "然,宇宙学的魅力并不在于它的实际用途。人们对于宇宙的迷恋,本质上和听到古代创世神话的感受是一样的,这种迷恋源自对探索未知世界的渴望,我们想知道宇宙的起源是什么,它的命运将会怎样,它的总体设计是什么样,以及我们人类要怎样融入它们。"
  • "真空能量密度的观测值大约是平均物质密度的3倍,正处于3年前由平庸原理预测出的数值范围之内。通常,物理学家认为一次成功的预测是理论正确的有力证据,然而在这一事件中,他们并不着急归功于人择原理。在这一发现之后的几年里,许多物理学家都做出了巨大的努力,试图在不依赖人择原理的前提下解释加速膨胀,其中最受欢迎的是由保罗·斯坦哈特及其合作者提出的精质( Quintessence)模型 精质模型的观点是,真空能不是一个常数,而是随着宇宙膨胀逐渐减小。现在的宇宙已经非常老了,因此真空能的数值也非常小。更具体地说,精质模型是一个标量场,其能量函数的形貌看起来像是专]为速降滑雪设计的雪道(如图14。3所示)。在早"
  • "而另一方面,使用人择原理可以自然地解决这个难题。根据平庸原理,大多数观测者都生活在宇宙学常数赶上星系形成时物质密度的区域中。像我们银河系这样的巨型旋涡星系要在相对较近的宇宙年代中オ能形成,大概是大爆炸之后的几十到上百亿年",从那时起,物质密度已经低于真空能量密度,但是并没有低多少(对我们这个区域来说大约是1/) 尽管研究者们进行了大量尝试,但是并没有其他合理的解释能解决这一巧合难题。渐渐地,物理学家群体逐渐在心理上习惯了这种想法,即人择原理的思想也许将会持续下去。"
  • "弗里德曼的方案有一个显著的特点是,它在宇宙几何形状与其最终命运之间建立了联系。如果宇宙是闭合的,它一定会重新坍缩;如果字宙是开放的或平直的,它将永远膨胀下去。弗里曼并没有在他的论文中偏向任何一种模型。"
  • "炼金术士试图将其他的元素变成黄金,但是现在的我们知道,他们是注定要失败的。想要把一种化学元素变成另一种,人们必须学会改变原子核的组成。这种转变所需的能量比化学反应所需的能量大数百万倍,远远超过炼金术所能达到的水平。氢弹的爆炸可以达到这么高的能量,但是地球上自然发生的任何过程都不可以。因此,我们现在观测到的地球上的元素丰度与46亿年前太阳系形成时地球上的元素丰度是相同的。"
  • "放射性元素(如铀)是一个例外,它们会自发衰变成较轻的元素。一个铀原子衰变成为铅原子平均需要45亿年时间,因此,铀的含量会逐渐减少。事实上,我们对地球年龄的最准确的估算结果,就是通过对铀和铅相对丰度的测量得到的。"
  • "正如前文所述,由于光的传播需要时间,我们看到的远处的物体其实是它很久以前的样子,那时发出的光到现在才被我们收到。因此,通过研究更遥远的星系,我们可以追溯更久远的过去。我们能观测到的最遥远星系所发出的光大约需要130亿年才能到达地球,所以我们看到它们的样子,是宇宙刚刚10亿岁时的样子。与我们在地球附近发现的巨大的旋涡星系相比,这些星系体积较小,形状也不规则一这表示它们十分年轻。"
  • "我们生活在能量最低的真空中,这就是所谓的“真真空”。2物理学家对存在于这种真空中的粒子以及它们之间的作用力已经十分了解了。例如,强核力在原子核中束缚着质子和中子,电磁力在原子核周围的轨道上抓住电子,弱力负责与中微子(一种难以捉摸的轻粒子)相关的相互作用。顾名思义,这三种力的强度各不相同,电磁力的强度介于强核力和弱力两者之间。 其他真空中基本粒子的性质可能完全不同。我们不知道真空一共有多少种,但粒子物理学表明,除了我们所处的真真空之外,可能还有至少两种真空,这两种真空都具有更多的对称性,而粒子及其相互作用的种类则要少一些。第一种是所谓的弱电真空,在这种真空中,电磁相互作用和弱相互作用具有相同的强"
作者简介
亚历克斯·维连金,理论物理学家、宇宙学家,美国塔夫茨大学教授、宇宙学研究中心主任。他在宇宙学领域深耕多年,证明了大多暴胀模型都会导致永恒暴胀,是多元宇宙的理论奠基人与开创者之一。同时他热爱科普,有丰富的科普写作经验。
目录
III 前言
第一部分 宇宙起源
003 第1 章 大爆炸的起因及过程
009 第2 章 斥引力理论的兴衰
019 第3 章 创世及其缺陷

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用户评论
太难了!好多理论理解不了,你得有相当高的天文、物理、数学甚至哲学和神学的造诣,才能理解作者宏大的世界观,我只敢说是略有收获。
脑洞极大的一本书,相当有趣。唯一能限制理论物理学家拓展人类知识圈的,或许仅仅是我们想象力的极限。
扫了下。夹带私货(比如伪真空理论)又不列出参考文献,让人以为是科学界普遍认同的观点……这一点就足够拉黑名单了。(虽然伪真空理论确实脑洞大开,挺有意思。)
暴胀,宇宙岛,量子隧穿。众多平常基本不会见到的名词把读者从日常生活拉出并投入到仰望星空,思索来去的境地。人们在时间和空间上都无比渺小,但不懈向外探索的精神异常珍贵。理论物理和宇宙学提出的各种提议观点也许做不到证伪,可阅读本书却能做到令人感慨连连。
门外汉真的看不懂,只看懂了一个标题性的结论:多元宇宙。有很多个平行的宇宙,在那里有很多个我,有很多种际遇和可能。至于得出这个结论的理论过程(也就是本书的主体内容)基本上完全没看懂。不是很建议文科生阅读。
期待有一天多重宇宙的进展能有令人惊奇的发现,我也很相信,宇宙不是我们人类能够研究明白的,因为真的是太浩瀚了!
对不起,少一星是我自己的问题。这本书的理论强度超过了我的接受能力,和我对它“科普”的期待有落差,没完全读完。“世上无难事,只要肯放弃”
后记有意思。人终究受制于自我的想象力,然而对于尚能观测到的宇宙(尽管具有限性)之研究仍令人热血沸腾。
这本书好难 理论性比较强 虽然能感觉到作者努力的解释 但还是很多地方看不懂 基本全书在讲暴涨理论 关于多元宇宙的解释不多
虽然不厚但是并不算易读好懂的一本书,其中有些想法和观点极为有意思,尤其是最后一章关于数学意义的探讨。。。
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