内容简介:
在《星际穿越》之后,这一系列问题全世界都在问!本书将会告诉你答案!
为什么黑洞会吞噬一切,甚至连光都不能幸免?
为什么虫洞不是一个洞,而是一个球?
又是什么神奇的力量,让米勒星球上的一小时等于地上七年?
最简明清晰的时间与空间理论入门读本,以浅显易懂的语言一一破解了宇宙中的让人瞠目结舌的奇景——大爆炸、黑洞、时空弯曲、潮汐力、虫洞、引力弹弓、星际旅行等,解释了所有推动剧情的天体物理学理论,还就内容的真实性将书中的科学知识分为三种:科学事实、有根据的推测和猜想,并做了明确的标注,以帮助我们解开所有剧情设计与时空旅行之谜!
书评:
黑洞、虫洞、弯曲、五维、时间旅行……这是一场科学的飨宴,更是一场关于人类命运的探寻。在基普·索恩搭建的这个物理世界中,人类虽渺小、无奈,但却不忘初心,执着追梦。最终,超体生物解救了库珀,皆大欢喜。科学的美丽与迷人就在于此,它不仅让我们洞悉宇宙的奇妙,而且还进一步拓宽了我们的思维,点燃好奇的火花,让思想“穿越”起来,并传递给下一代人。不过在现实中,人类的命运自然掌握在自己的手中,而那密码,恰在宇宙深处。
——欧阳自远
人类一直对星空充满着幻想,而《星际穿越》给幻想插上了可以飞行的翅膀,让我们穿过神秘莫测的时空隧道,飞向另一个绚丽多姿的世界。黑洞之奇妙,虫洞之玄机,宇宙之浩瀚,尽显“星际穿越”。通俗的语言,精美的图画,严密的逻辑,引导我们一起“星际穿越”,遨游超级震撼的引力王国。
——武向平
摘录:
黑洞可以自旋,就好像地球会自转一样。自旋的黑洞会拉动它周围的空间进行一种漩涡式的回旋运动。就好像飓风中的空气在靠近黑洞中心的地方时空间回旋会变得越来越快,而越向外远离黑洞的地方会回旋得越慢一样,任何落向黑洞视界的东西,都会被回旋的空间拉着,不停地绕着黑洞做回旋运动,如同被飓风捕获和拖拽着的一根稻草。在视界附近,这种拖拽将变得无法抗拒。
地球所在的星系叫作银河系。银河系里的大多数恒星位于一条明亮的长带中,横亘于晴朗的夜空里。实际上,不仅仅是长带中的恒星,我们在夜空中看到的所有的星星点点都是银河系中的恒星。
太阳和地球大约有45亿年历史,这约为宇宙年龄的1/3。再过大约65亿年,太阳将会燃尽它内部的核燃料。然后,它将会燃烧内核表层的燃料,它的外层面将开始膨胀,期间会把地球烤干并包裹起来。当这部分燃料也耗尽时,它便开始塌缩为一颗与地球大小差不多的白矮星,但是密度要比后者大100万倍。白矮星会逐渐冷却,再过几百亿年以后会变成一颗致密的、无光的死星。
黑洞并不是唯一能产生拉伸力和挤压力的物体,恒星、行星和月亮也能产生类似的效果。1687年,牛顿用他的引力理论发现了同样的效果,并用它解释了海洋的潮汐现象。
假设你是一只蚂蚁,生活在一张儿童蹦床上——就是那种由高高立柱支撑起来的橡皮膜。此时,一块很重的石头落在其上,把橡皮膜拉向下方。不过,你是一只失明了的蚂蚁,看不见立柱、石块或者弯曲的橡皮膜。但你是一只聪明的蚂蚁,你怀疑自己生活与其中的整个宇宙(橡皮膜)是弯曲的。为了验证橡皮膜的形态,你先在橡皮膜上方靠外围的区域绕了一圈,并测量了圆圈的周长,然后你从这个圆圈的一头穿过中心点径直爬到另一头,并测量了圆圈的直径。如果你所在的世界是平直的,那么圆圈的周长和直径的比值应该正好等于圆周率,即 π(3.14159...)。可是在蹦床上,你发现圆圈的周长比直径还要小得多。这让你肯定,你的宇宙是高度弯曲的!
蹦床的弯曲是由石头的重量产生的。你可能会猜想,类似地,黑洞的空间弯曲也来自奇点。但并非如此。事实上,黑洞的空间弯曲是由引起空间弯曲的巨大能量造成的。这正是我想强调的。虽然这看起来像是自我循环,但却包含着更深刻的含义。
这种自我循环式的空间弯曲并不在太阳系内发生。空间弯曲在整个太阳系中都显得非常小,这种能量也微不足道,远达不到产生循环式弯曲的级别。太阳系内几乎所有的空间弯曲都是由质量——太阳的质量、地球的质量、其他行星的质量直接产生的。相反,黑洞的空间弯曲则完全由弯曲自身造成。
如果我带着一个微波发射器(microwave transmitter)落入黑洞,当我穿过视界后,将不可避免地被拉向下方的黑洞奇点。不管我怎样尝试,我发出的所有信号也会和我一样被拉向下方。任何处在视界上方的人都无法看到我穿过视界后发出的信号。我和信号都被困在了黑洞中。
困住我的实际上是黑洞的时间弯曲。假设我带着火箭喷射引擎在黑洞上方盘旋,我越靠近视界,我的时间流逝将变得越慢。在视界处,时间流逝将停滞。根据爱因斯坦的时间弯曲理论,我感受到的引力拉伸将趋于无穷大。
(摘编人:王真)