20年《一想到还有95%的问题留给人类我就放心了》by 豪尔赫陈、丹尼尔怀特森
5星。
天文学的科普加上幽默的语言和有趣的漫画插图,非常棒的一本书。正如本书一直强调的,人类对宇宙的探索之路漫漫,还有众多问题的答案等待我们寻找。诺贝尔获得者吉普索恩教授曾说:“我们对宇宙认识的巨大飞跃开启于400年前伽利略将望远镜指向天空的那一刻,而如今,引力波的直接探测又为我们开启了一扇认识宇宙的新窗口,自此之后的400年,我们的认识又会有多大的飞跃呢?”探索宇宙,这对于人类来说是一件多么浪漫的事情。 本书介绍了宇宙的组成,暗能量、暗物质、基本的物质粒子,向我们展现了广义相对论和量子力学,介绍了空间、时间的概念,向我们介绍了几个宇宙大爆炸的假说,并探讨了万物之理的实现的可能性。知识被讲得浅显易懂,而我也随书做了一些喜欢的知识的笔记。
1. 宇宙中有68%暗能量,27%暗物质,5%了解的内容(但也不能完全确定)。(宇宙微波背景辐射图)
2. 暗物质存在,但我们看不见,他有质量,可以扭曲周围物质光线。
3. 物质相互作用的力:(万有)引力、电磁力、弱核力、强核力。
4. 暗物质候选组成:massive astrophysical compact halo objects; weakly interacting massive particles。
5. 暗能量使宇宙膨胀加快。最近50亿年,加快。
6. 大质量物体出现时,宇宙空间发生扭曲,产生引力波,并可膨胀。
7. 暗能量来自空的空间。
8. 物质粒子有12种。
夸克 上夸克 粲夸克 顶夸克
下夸克 奇夸克 底夸克
轻子 电子 μ子 τ子
电子中微子 μ子中微子 τ子中微子
9. 传递力的粒子:
光子 电磁力
W玻色子和Z玻色子 弱核力
胶子 强核力
希格斯玻色子 希格斯场
10. 质量是抵抗物体速度发生改变的性质。
11. 对加速度的抵抗通常被称为惯性。
12. 广义相对论把引力描述为质量和能量周围的空间弯折和扭曲。引力非两个物体之间的相互作用,而是空间自身扭曲的效果。
13. 空间是一个实实在在的东西,可伸展、摇摆(产生引力波)、扭曲。
14. 光子无质量,而光子轨迹会发生偏转,故只有空间弯曲理论才能解释。
15. 热力学第二定律,热量不能自发地从低温转移到高温,故熵永远随着时间增加。
16. 弱核力允许一对被强核力结合的夸克在2种可能的排列方式之间切换,但某一种方式切换到另一种方式比切换回来需要更长的时间。
17. 弦理论认为宇宙由一微小的一维弦构成,10-35米,弦以多种方式振动,每种振动模式对应一种粒子。其中超弦理论认为宇宙有十维空间。玻色弦理论认为宇宙有二十六维空间。
18. 第四维空间为闭环型,引力分散过另外维度空间,现认为闭环小于1mm,仍在寻找中。
19. 几乎每一种我们知道的带电粒子都有其反粒子,反粒子易在粒子碰撞中出现。粒子与其反粒子碰撞会释放巨大毁灭性能量。
20. 通过引力波,估计出宇宙中物质、暗物质、暗能量的占比,把这些信息和宇宙膨胀速率放在一起建模,估算宇宙的“年龄”。
21. 行星——恒星——星系——星系团——超星系团。(无更大)
22. 万物之理:对时空以及宇宙中所有物质和力最深入、最简洁的数学描述。需要:最小距离(先猜想h x c x G=10-35米,但如今只能观察至10-20米)、最小的基本构件(12个粒子以及胶子、光子、W玻色子、Z玻色子、希格斯玻色子。通过基本粒子表找规律以及用低于小粒子之间结合能的能量去撞击一个复合粒子,使其裂出更小的粒子。)、最基本的力(县发现弱核力和电核力在数学描述中近似,可概括为同一种力——弱电力。光子能生成传递弱核力的W、Z玻色子。故基本力为弱电力、强核力、引力。)
23. 量子力学认为:宇宙中每一样东西,都是量子粒子。量子粒子是实体的微小扰动,因为具有波动特性,故具有内在的不确定性。但只适用于平坦、无弯曲的空间。
24. 广义相对论认为:引力不是2个具有质量的物体之间的力,而是空间的扭曲。当某物体有质量时,就扭曲了周围的时空,使得附近所有东西向这一物体弯曲。而如今找不到引力子,不能把两种学说统一起来。
25. 智慧物种数目(N)=n恒星 x f行星 x f宜居 x f生命 x f智慧 x f文明 x L
f宜居 即可产生生命的行星比例。估计1000亿。
f生命 即实际发展出生命的宜居行星比例。估计200亿。
f智慧 即有生命行星中发展出智慧生命的比例。
f文明 即智慧生命行星中发展出科技文明并向太空发送信息或派出宇宙飞船的比例。
L 即这些生命与我们同处一个时代的概率。