霍金的时间简史简介 (霍金的时间简史是怎么写出来的)

admin 2024-12-05 35 0

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霍金的时间简史简介

在这部书中,霍金带领读者遨游外层空间奇异领域,对遥远星系、黑洞、夸克、“带味”粒子和“自旋”粒子、反物质、“时间箭头”等进行了深入浅出的介绍,并对宇宙是什么样的、空间和时间以及相对论等古老问题做了阐述,使读者初步了解狭义相对论以及时间、宇宙的起源等宇宙学的奥妙。

霍金的时间简史简介 (霍金的时间简史是怎么写出来的)

《时间简史》的主要内容可概括为以下几个方面:

1.时间起始点——宇宙大爆炸奇点。

宇宙是不断膨胀着的,它在最初应该收缩为一点,这一时刻被称为宇宙大爆炸时刻。

宇宙在这一点的密度无穷大,这一点即为数学上所称的奇点。

2.时间终结——黑洞。

恒星由于引力作用会不断收缩,会形成一个“黑洞”。

黑洞表面引力很强,时间会在此终止。

3.上帝是如何启动宇宙的?——宇宙的起源和命运。

一种是以人择原理来解释的叫做紊乱边界条件的宇宙起源;另一种解释称为“暴涨模型”,它认为宇宙在开始的一瞬间是以加速度膨胀,在远小于1秒的时间里宇宙的半径增大了100万亿亿亿倍。

4.物理学的统一——终极理论。

人类在寻求建立一个适用于宇宙中每一事件的、完整的、协调的统一理论,在这理论中不需要选取特定的常数去符合事实。

扩展资料:

《时间简史》是英国物理学家斯蒂芬·威廉·霍金创作的科学著作,首次出版于1988年。

全书共十二章,讲述了关于宇宙本性的最前沿知识,包括:我们的宇宙图像、空间和时间、膨胀的宇宙、不确定性原理、黑洞、宇宙的起源和命运等内容,深入浅出地介绍了遥远星系、黑洞、粒子、反物质等知识,并对宇宙的起源、空间和时间以及相对论等古老命题进行了阐述。

在该书里,霍金探究了已有宇宙理论中存在的未解决的冲突,并指出了把量子力学、热动力学和广义相对论统一起来存在的问题,该书的定位是让那些对宇宙学有兴趣的普通读者了解他的理碧改论和其中的数学原理。

该书自1988年首版以来,已被翻译成40种文字,累计销售量突破2500万册,成为一本畅销全世界的科学著作。

在发表《最初的宇宙》不久之后,霍金决定写一本将对大众极具吸引力的宇宙学著作。

这本书就是《时间简史》。

可惜这本书一直拖延到1985年才完稿,因为霍金在访问欧洲原子能研究机构在瑞士日内瓦的量子物理实验室的时候,不幸染上了肺炎。

由于病得很严重,霍金被送进剑桥大学的阿登布鲁克医院进行了气管切开手术。

这次手术虽然挽救了霍金的生命,但他再也不能使用他的嗓音了悔悔判。

霍金采用一个连在轮椅上的,可用手操控的小型电脑语音合成器来“说话”。

这对霍金来说很不方便,但是,对于之前根本听不清他说话的听众来说,这样反倒容易理解了。

在使用这个语音合成器之前,只有他身边最亲密的人能听懂他说的话。

霍金的《时间简史》最终发表于1988年。

《时间简史》是一部讲述宇宙奥秘的科普读物。

霍金对“时间简史”的解释是“从大爆炸到黑洞”,意思是假定时间(和空间)是由宇宙大爆炸开始,演化到黑洞结束。

《时间简史》一书着重解答人类最古老的命题:时间是有始有终的吗?宇宙是怎样诞生的?它从哪里来,又到哪里去?

传统思想认为,宇宙在空间上是无边无际的,在时间上也是无始无终的。

但霍金则认为,宇宙有自己的历史起点,它大约诞生于150亿年前,那时,宇宙只是以一个“点”存在,不占有空间,也没有时间的概念。

后来,这个“点”发生了大爆炸,时间和空间由此开始,物质逐渐形成。

宇宙起初的温度极高,随着时间的推进,它的空间越来越大,温度越来越低,其中蕴含的能量与物质不断发生复杂的反应,最终形成星系。

宇宙的空间一直持续不断地扩大,膨胀,直至今日。

大约在距今50亿年前,太阳形成。

大约在距今46亿年前,地球形成,并成为了太阳系的九大行星之一。

宇宙继续膨胀,将来也会膨胀,可能在膨胀到一定程度后,宇宙会逐渐收缩,最终又收缩成一个前运不占有空间的“点”。

这也代表着时间的结束。

然而宇宙究竟会不会收缩为一个“点”,还没有人能够给出确切的答案。

宇宙在大爆炸发生之前到底是什么样,或者说发生大爆炸的原因是什么,无人知道,且将会是个永恒的谜。

这就是霍金的大爆炸宇宙的理论基础。

霍金在该书中用自己全新的物理理论回答了有关宇宙的基本问题。

在具体写作时,他放弃了所有数学的理论公式,将关于宇宙的起源和生命的基本理念首次用简明、易懂的语言介绍给一般读者,致力于让更多的人去了解自己生存的宇宙,该书因此成为将高深的理论物理通俗化的科普范本。

参考资料:网络百科-《时间简史》

什么是“大宇宙的意识”?

大爆炸后的膨胀过程是一种引力和斥力之争,爆炸产生的动力是一种斥力,它使宇宙中的天体不断远离;天体间又存在万有引力,它会阻止天体远离,甚至力图使其互相靠近。

引力的大小与天体的质量有关,因而大爆炸后宇宙的最终归宿是不断膨胀,还是最终会停止膨胀并反过来收缩变小,这完全取决于宇宙中物质密度的大小。

理论上存在某种临界密度。

如果宇宙中物质的平均密度小于临界密度,宇宙就会一直膨胀下去,称为开宇宙;要是物质的平均密度大于临界密度,膨胀过程迟早会停下来,并随之出现收缩,称为闭宇宙。

问题似乎变得很简单,但实则不然。

理论计算得出的临界密度为5×10-30克/厘米3。

但要测定宇宙中物质平均密度就不那么容易了。

歼模星系间存在广袤的星系间空间,如果把目前所观测到的全部发光物质的质量平摊到整个宇宙空间,那么,平均密度就只有2×10-31克/厘米3,远远低于上述临界密度。

然而,种种证据表明,宇宙中还存在着尚未观测到的所谓的暗物质,其数量可能铅改晌远超过可见物质,这给平均密度的测定带来了很大的不确定因素。

因此,宇宙的平均密度是否真的小于临界密度仍槐锋是一个有争议的问题。

不过,就目前来看,开宇宙的可能性大一些。

恒星演化到晚期,会把一部分物质(气体)抛入星际空间,而这些气体又可用来形成下一代恒星。

这一过程会使气体越耗越少,以致最后再没有新的恒星可以形成。

1014年后,所有恒星都会失去光辉,宇宙也就变暗。

同时,恒星还会因相互作用不断从星系逸出,星系则因损失能量而收缩,结果使中心部分生成黑洞,并通过吞食经过其附近的恒星而长大。

1017~1018年后,对于一个星系来说只剩下黑洞和一些零星分布的死亡了的恒星,这时,组成恒星的质子不再稳定。

当宇宙到1024岁时,质子开始衰变为光子和各种轻子。

1032岁时,这个衰变过程进行完毕,宇宙中只剩下光子、轻子和一些巨大的黑洞。

年后,通过蒸发作用,有能量的粒子会从巨大的黑洞中逸出,并最终完全消失,宇宙将归于一片黑暗。

这也许就是开宇宙末日到来时的景象,但它仍然在不断地、缓慢地膨胀着。

闭宇宙的结局又会怎样呢?闭宇宙中,膨胀过程结束时间的早晚取决于宇宙平均密度的大小。

如果假设平均密度是临界密度的2倍,那么根据一种简单的理论模型,经过400~500亿年后,当宇宙半径扩大到目前的2倍左右时,引力开始占上风,膨胀即告停止,而接下来宇宙便开始收缩。

以后的情况差不多就像一部宇宙影片放映结束后再倒放一样,大爆炸后宇宙中所发生的一切重大变化将会反演。

收缩几百亿年后,宇宙的平均密度又大致回到目前的状态,不过,原来星系远离地球的退行运动将代之以向地球接近的运动。

再过几十亿年,宇宙背景辐射会上升到400开,并继续上升,于是,宇宙变得非常炽热而又稠密,收缩也越来越快。

在坍缩过程中,星系会彼此并合,恒星间碰撞频繁。

一旦宇宙温度上升到4000开,电子就从原子中游离出来;温度达到几百万度时,所有中子和质子从原子核中挣脱出来。

很快,宇宙进入“大暴缩”阶段,一切物质和辐射极其迅速地被吞进一个密度无限高、空间无限小的区域,回复到大爆炸发生时的状态 参考资料:

宇宙的最终结局是什么?现有理论可能都是错的,你认同吗?

自古以来,人类对永生的向往从未停止。

古代的统治者们寻找长生不老药,希亮棚茄望与天地同寿。

现代社会,随着科技进步,我们认识到万物皆有始终,不仅是人类,连宇宙也无法永存,它也有自己的“末日”。

那么,宇宙的最终命运将如何呢?目前科学界普遍接受的宇宙起源理论是“大爆炸理论”,它根据“能量守恒定律”和“热力学定律”预测了宇宙的终结:宇宙膨胀到一定程度后,能量不再支持新天体的形成,宇宙达到一个平衡状态,称为“热寂”。

在这个状态下,宇宙与诞生时相似,各处温度均等,仅略高于绝对零度。

在此过程中形成的天体将衰变消亡,黑洞成为宇宙主导,随着时间的推移,通过霍金辐射黑洞逐渐蒸发,只剩下光子和轻子,宇宙最终达到最低能量状态,除了永恒的黑暗别无他物。

一些科学家推测,之后宇宙可能会继续收缩,最终形成奇点,再次爆炸诞生新宇宙,形成轮回。

然而,这些基于大爆炸理论的预测,真的就是宇宙的最终命运吗?实际上,还有许多谜团需要解开。

首先是“时间之谜”。

所有基于大爆炸理论的预测都是建立在我们对“时间”的感知上,这种感知导致了预测的先后顺序。

但“时间”的本质是什么,科学界尚未达成共识。

从热力学角度看,时间是一种熵增的不可逆过程,因为熵增是不可逆的,所以我们感知到时间单向流动。

这个解释似乎合理,但存在两个问题:一是没有实验证据表明熵增的不可逆性与时间的不可逆性有关;二是时间的不可逆性是基于人类感觉的,而科学史上许多违反人类感觉的结论最终被证实。

因此,仅凭人类感觉时间不可逆,无法证明其确实如此。

如果连时间本质都搞不清楚,对宇宙最终命运的预测也就无从谈起。

除了时间问题,大爆炸理论的预测还忽略了反物质和游的影响。

反物质与普通物质电荷相反,曾经被认为是科幻小说的产物,但随着反物质在实验室中被制造出来,并展现出巨大能量,这一观点被普遍接受。

如果宇宙大爆炸后产生了等量的正反物质,那么反物质去哪儿了?如果反物质以某种形式参与当前宇宙,那么宇宙就不可能按照大爆炸理论预测的那样发展。

此外,“无穷大”的概念也是一个问题。

因为宇宙最初的奇点状态,很容易想到它的物质含量是有限的,但这并没有得到证明。

如果宇宙含量是无限的,那么预测宇宙将进入“热寂”的热力学依据就不存在了。

弦理论提供了另一种视角,它认为存在无数个平行宇宙,每个无限小的粒子可能都包含另一个宇宙空间。

这种理论构建的模型显示无限连绵的宇宙空间,形成一个“无穷多重宇宙”的状态。

然而,弦理论目前仅在数学层面得到证明,是否适用于现实世界还是未知。

因此,用“无穷”来概括宇宙的真实结构可能太过简单,敬察它的真实情况可能远远超出人类认知和数学工具的极限。

总的来说,在目前的数学和物理知识范围内,对宇宙最终命运的结论还为时尚早。

宇宙已存在数十亿年,而人类对宇宙的研究不超过百年,我们可能连描述宇宙真实形态的能力都没有,更不用说预测其最终结局了。

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