黑洞之心：宇宙中最狂暴又最迷人的天体

作者简介

奥海良·巴罗（作者） 法国物理学家，专业领域为黑洞、粒子天体物理和宇宙学。法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学教授，同时就职于法国国家科学研究中心（CNRS）亚原子物理学和宇宙学实验室。他还是巴黎索邦大学哲学博士。除专业写作外，亦著有多种科普著作，获众多科学奖项。 郭彦良（译者） 巴黎第十三大学物理学博士，现为奥地利因斯布鲁克大学量子物理实验中心博士后研究员，方向为量子物理中的超冷原子。译有物理科普书籍《物质的秘密》（合译）等。 姚智斌（译者） 现于巴黎第六大学LKB实验室攻读物理博士学位。主要研究方向为量子物理的超冷原子、精密测量。

内容简介

埃 夜已经深了，你应该 去上床睡觉才对。可别错过 了做美梦的时间。 赫 不，我可不要，明天 会是崭新的一天。但我现在 就想知道。明天才知道就太 晚了。你知道我们总是在夜 里的时间才能更好地思考。 埃 是，这倒是真的。我 喜欢你像这样以绝对简单的 方式触碰现实。 赫 咱们别在这废话啦！ 还是跟我说说天空吧，跟我 说说恒星、陨石、行星或者 彗星，再说说黑洞！ 埃 你说的这些都不是问 题关键，而且它们之间也几 乎没什么联系。你知道吗？ 宇宙浩瀚而多变，既包罗万 象又色彩纷呈。从类星体到 脉冲星，从中子星到白矮星 ，从小行星到星际气体，再 从冲击波到磁场光晕，总之 ，我们可以说宇宙是丰富多 彩的。 赫 这些都是真实的吗？ 埃 你先给我举一个“真 实”的东西呗。 赫 我啊。 埃 是的，你活在这个世 界上，这是不可否认的。但 是你别忘了，组成你身体的 那些粒子，什么夸克呀，胶 子呀，都和宇宙的年龄一样 大。从某种意义上说，你身 体的年龄已经超过130亿岁 了。换句话说，你伴随宇宙 大爆炸而生。你可以再想想 别的问题，比如磁场真的存 在吗，或者它只是人类对现 实的一种投射？那些物理公 式是真实的吗？它们会不会 只是理解问题的一种方式， 只不过相对而言更简单？所 有对这类问题的回答恐怕都 有些荒谬，这些问题我们能 没日没夜地讨论下去。 赫 好吧，存在与诞生这 类问题无疑是相当复杂的。 但是从“地球存在”或“飞虫 存在”(我们能看到，飞虫的 爪子十分纤细，它们的动作 无法预测)这个角度来理解“ 存在”，你能不能说黑洞是“ 存在”的？ 埃 是的，从这个意义上 说，黑洞是存在的，我确信 不疑。它存在于我们的宇宙 中，就像天上那些没有引起 我们特别重视的大量天体一 样。 赫 但我们真的看到黑洞 了吗？ 埃 你看到夸克‘了吗？ 你看到电场了吗？重力场昵 ？我这儿可有好多这样的物 理学例子等着你呢。我还没 问你能不能看到爱情或者瓦 格纳恢宏美妙的和弦呢！某 种程度上你有你的道理：我 们“看”不到黑洞，但有许许 多多的物理实体，科学家对 它们的认知不是通过“看”来 获取的。日常生活中，视觉 无疑是我们最主要的获取信 息的途径，它能让我们勾勒 出感知到的外部环境，但它 远非唯一的途径。况且利用 视觉获取的信息经常会有遗 漏，不够明确。黑洞就是我 们通过其他方式探测到的， 我们同样不怀疑它的真实性 。 赫 这个你之后再跟我详 细解释……那爱因斯坦是怎 么发明这些东西的呢？ 埃 呃，其实不是爱因斯 坦。早在18世纪，英国的天 文爱好者约翰·米歇尔和法 国的物理学家、数学家皮埃 尔·西蒙·拉普拉斯就已经预 见了黑洞存在的可能性。其 实这已经不是什么新鲜概念 了。 赫 我还以为要等到相对 论和其他数学工具都得到完 善之后才会出现黑洞这个概 念呢。他们怎么那么早就发 明了黑洞的概念呢？ 埃 到底是发明黑洞还是 发现黑洞？这又是一个大问 题。不过我还挺喜欢你想都 没想就直接用了“发明？这 个词。要想深入研究黑洞的 话，相对论必不可少，这点 没错。但要想了解黑洞的存 在以及它的一部分性质，一 些最简单的论据就足够了。 如果你把一块石头扔向天空 ，它会飞去哪儿呢？ 赫 它会上升几米然后落 下来。 埃 应该是这样。如果它 飞出的速度比刚才快得多， 远超出你手臂能带给它的速 度，它会去哪儿呢？ 赫 我猜，它会被抛到很 高很高的空中，也许不会再 掉下来了。 埃 完全正确。如果速 度足够快，它就会消失在天 空中，永远不会回到地球上 来了。这种刚好能让物体逃 离星体的速度叫作“宇宙速 度”。对于地球这样的行星 ，脱离它的宇宙速度大概是 每秒11千米，这就是能让物 体摆脱地心引力并且永远在 太空中游荡的速度。现在让 我们想象一下，如果有一个 巨人用手狠狠地挤压地球， 导致地球体积缩小了，地球 表面的重力场会怎么变化？ 赫 既然星体的重量没有 改变但体积变小了，那很显 然，我们离它的中心更近了 ，所以我们一定能感觉到更 强的地心引力。即使我们没 有长胖也比以前更重了！ 埃 是这样的，那宇宙速 度呢？ P8-13 高密度知识＋通俗易懂例证：一本值得慢慢咀嚼的黑洞科普入门读本 如果你掉进黑洞，会发生什么？ 我们了解黑洞吗？ …… 本书聚焦宇宙中的神秘天体——黑洞，两位主人公围绕黑洞开启了“黑洞八日谈”。在一问一答的轻松形式中，你可以跟随二人步入壮观的宇宙，探索黑洞最深处的秘密。 这本科普小书在有限的体量内，提供了丰富的黑洞知识，内容上全面细致，具备良好的深度与广度，阅读中可以时时停下来思考与回味。另外，作者的语言生动，避开艰深烦琐的专业术语，用于佐证的例子通俗易懂，降低黑洞谜题的难度，用有趣的叙述激发读者对黑洞与宇宙的兴趣，十分适合没有太多专业知识的爱好者与年轻的朋友们阅读。 ★科普×哲学×文学：多重阅读体验，每个人都可以打开视野，挑战时空 恒星走过亿年岁月，最终聚集于一个奇点； 黑洞能将身旁所有物质吸入与粉碎，我们却看不到它。 宇宙惊人的复杂与极度的简洁在黑洞上融为一体，这是物理学，更是哲学。 本书写作视角独特，作者采用跨界形式，把哲学与文学思想糅合进科普，用非专业读者也懂的语言，深入浅出，带给你多重阅读体验。本书是一把打开天体物理学之门的小钥匙，希望你在阅读后能够看到一个广阔的天空，拥有重新看待时间、空间的新奇视野。 ★口袋里的黑洞：硬壳精装＋手绘插图＋超酷镭射贴纸，体验天体物理学惊心动魄的魅力 ·全书搭配有几十幅别具一格的可爱手绘插图，帮助你更好地理解文本内容。 ·采用32开窄长小开本，小巧精致，可轻松单手握持，也可随身携带（方便在地铁上翻阅哦~）；硬壳精装，封面选用特种纸，荧光专色印刷，装帧精美；内文采用80克顺纹书纸，手感细腻舒适，阅读体验上佳。 ·随书附赠超酷黑洞主题镭射贴纸，光色变幻中呈现黑洞的奇妙与壮丽。（还可以用来做手账~） 希望这本小书能使你进一步产生对黑洞的强烈兴趣，感受到科学之美，以此为契机走近美妙的宇宙与天体物理学。