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《给忙碌者的天体物理学》

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《给忙碌者的天体物理学》 电子书推荐分享 第1张

本书作者:【美】尼尔·德格拉斯·泰森

本书读后感及个人笔记分享· · · · · ·

宇宙中有一件事似乎没有引起你足够的担心,近几十年来,天文学家们发现宇宙存在一种神秘的压力,它来自太空里的真空中,其表现与宇宙引力作用相反。不仅如此,这种“反引力”最终将赢得这场宇宙拔河大战,因为未来它会迫使宇宙膨胀以指数形式加速。

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对于这种20世纪物理学中最烧脑的思想,要怪就得怪爱因斯坦。

爱因斯坦几乎从未涉足过实验室,他没有检验什么现象或使用精密设备。他是一个理论家,他完善了科学上的“思想实验”。思想实验是用想象参与自然,通过发明一种情境或模型,然后找出一些物理原理的因果关系。

正如爱因斯坦的例子一样,如果物理学家的模型试图代表整个宇宙,那么操纵模型就等于操纵宇宙本身。观测学者们和实验学者们可以到真实宇宙中去寻找该模型预测的现象。如果模型是有缺陷的,或者理论家在他们的计算中犯了错误,观测学者们将发现该模型的预测和现实世界事物运行的方式不匹配。这是对理论科学家的提示,告诉他们要么调整旧模型,要么创建一个新模

《给忙碌者的天体物理学》 电子书推荐分享 第2张

发明相对论,并预言引力波的存在。整整一个世纪之后,在宇宙中旅行了13亿年的引力波,终于到达了地球,并被人类的科学技术成功地捕获。百年前的预言终于被证实。

没错,爱因斯坦就是这样一个猛人!

大多数科学模型在第一次被提出时,往往是不完善的,会留调整空间以更好地适应已知的宇宙。在16世纪数学家尼古拉斯-哥白尼所设想的“日心说”宇宙模型中,行星在完美的圆圈上绕日运行。“绕日运行”这部分是正确的,并且是在“地心说”宇宙模型基础之上的重大进展,但“完美的圆圈”后来被证明有所偏差——所有行星都在环绕太阳的路扁圆形,也就是椭圆形的轨道上运动,甚至这种形状也仅仅是更复杂轨迹的一种近似。哥白尼的基本思想是正确的,这才是最重要的。它只是需要一些调整,使其更准确。

然而,就爱因斯坦的相对论而言,整个理论的创始原则要求所有事情都必须精确地按照预期的那样发生。实际上,在外人看来,爱因斯坦建立了像纸牌一样的房子,只用两三个简单的假设就支撑起了整个建筑。事实上,在1931年爱因斯坦了解到,有一本名为《100个作者反对爱因斯坦》的书,他对此的回应是,如果他是错的,那么只有一个就足够了。

不过,爱因斯坦也为科学史上最令人着迷的错误之一播下了种子。爱因斯坦的新引力方程包括被他称为“宇宙学常数”的一项,他用大写希腊字母A(读作Lambda)表示:它在数学上是允许的,但并不是一个必选项,爱因斯坦把它写上去是因为宇宙学常数让他能够得到一个静态宇宙。

在那个时代,人们认为我们的宇宙仅仅是存在着,除此之外,宇宙要是发生任何别的情况,都超出了人们的想象。因此,在爱因斯坦的模型中,这个A的唯一作用是抵抗引力,保持宇宙平衡,抵消引力把整个宇宙收缩成一团的趋势。就这样,爱因斯坦发明了一个既不膨胀也不收缩的宇宙,与当时每个人的期望一致。

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《给忙碌者的天体物理学》 电子书推荐分享 第3张

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