果壳中的宇宙

1、果壳中的宇宙 STEPHEN HAWKING,Stephen William Hawking CH（英国荣誉勋爵）,CBE（大英帝国司令勋章）, FRS（英国皇家学会会员）,FRSA（英国皇家艺术协会会员）,斯蒂芬威廉霍金,斯蒂芬威廉霍金（Stephen William Hawking），1942年1月8日出生于英国牛津，出生当天正好是伽利略逝世300年忌日。父亲法兰克是毕业于牛津大学的热带病专家，母亲伊莎贝尔1930年于牛津研究哲学、政治和经济。,1959年17岁的霍金入读牛津大学攻读自然科学，获得一等荣誉学位，随后转读剑桥大学研究宇宙学。 1963年，21岁的他不幸被诊断患有肌肉萎缩性侧索

2、硬化症即运动神经细胞病。,当时，医生曾诊断身患绝症的他只能活两年，可他一直坚强地活了下来。他被禁锢在轮椅上，只有三根手指和两只眼睛可以活动，疾病已经使他的身体严重变形，头只能朝右边倾斜，肩膀左低右高，双手紧紧并在当中，握着手掌大小的拟声器键盘，两脚则朝内扭曲着，嘴已经几乎歪成S型，只要略带微笑，马上就会现出“呲牙咧嘴”的样子。,主要成就,1979至2009年任卢卡斯数学教授，他是英国最崇尚的教授。 霍金的主要研究领域是宇宙论和黑洞 证明了广义相对论的奇性定理和黑洞面积定理 提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型 在统一20世纪物理学的两大基础理论 爱因斯坦创立的相对论和普朗克创立的量子力学方

3、面走出了重要一步。,著作,时间简史 果壳中的宇宙,阿尔伯特爱因斯坦,爱因斯坦1879年出生于德国乌尔姆市的一个犹太人家庭（父母均为犹太人），1900年毕业于苏黎世联邦理工学院，入瑞士国籍。1905年，获苏黎世大学哲学博士学位。 光电效应获得1921年诺贝尔物理奖 创立狭义相对论和广义相对论,以太论,在19世纪末，科学家们相信他们已经处于完整描述宇宙前夕。 他们想象空间充满了所谓“以太”的连续介质。 光线和射电讯号是在以太中的波动。 建立完整的以太理论还需要在实验中测量以太的弹性性质。,人们预料：光在通过以太时会以恒定的速率前进； 但如果你通过以太顺着光的方向运动，光的速度会显得更慢，而如果你逆

4、着光的方向运动，它的速度会显得更快！,但是，一系列的实验都不支持这个观点,阿尔伯特迈克尔逊和爱德华莫雷于 1887年在俄亥俄进行了精确的实验。 他们对相互垂直的两束光的速度进行比较。随着地球绕轴自转以及绕日公转，仪器以变化的速率和方向通过以太运动。 但是迈克尔逊和莫雷发现不管人们 在哪个方向上多快地运动，光似乎 总是以相同的速率相对于它的所在 地运动。,迈克尔孙莫雷干涉仪,1905年6月爱因斯坦提出了狭义相对论，关于这个相对论霍金是这么解释的：“爱因斯坦假定，即自然定律对于所有自由运动的观察者应该显得相同，是相对论的基础。之所以这么称呼是因为它意味着只有相对运动才是重要的。它的美丽和简单征服了

5、许多思想家，但是仍然有许多人反对。爱因斯坦推翻了19世纪科学的两个绝对物：以太代表的绝对静止和所有钟表都测量的绝对或普适时间。”,据说16岁那年，爱因斯坦在琢磨，如果人都是以光速运动， 那这个世界将会是个啥样子？,爱因斯坦发现，光速不变，必然要求空间会“变”,先普及一个常识，我们看见的太阳散发出来的刺眼的光，跟我们看不见的收音机、手机、卫星发射和接受的电磁波，其实是同一个东西。“可见的光”是频率在某个范围的电磁波。 近代研究电磁现象有一个重大发现，电磁波的传播速度是恒定的，也就是光速是一个固定的数值。无论是在火箭尾焰上出现的光，还是在一架列车上向外打手电筒，“光”这种东西居然不会因为处在运动状

6、态下提高速度。 就是这么一个问题，别人都“习以为常”，却在爱因斯坦头脑中萦绕了多年。最后，他提出了一个大胆的假设，光速不变，是因为以光的视角看，它沿途经过的空间发生了折叠伸缩。,孪生子佯谬,孪生子a出发进行空间航行，航行速度接近光速，而他的兄弟留在地球上。在地面的上的兄弟b看来，在航天飞船上的时间流逝得较慢。 这样，在孪生子a返回时将会发现他的兄弟比他更老。,人们若想活得更长久，应该不断地向东飞去！,很多人对引力的课本记忆还停留在“重力”，重复了一千遍的“一颗苹果砸到牛顿脑袋上”的故事。 普通人对引力的理解，应该是“两个物体天生就有互相吸引靠近的力，叫做引力”。这要极需被纠正的常识，引力并不是

7、一种“力”，它是一种属性，我们生存的宇宙空间（严格来说是时空，时间空间互相影响，不可分割）的一种几何特性。 一开始，我们认为空间是独立于任何东西存在的。就像一个空旷的舞台，没人的时候存在，有人的时候也存在，台上会有各种表演，或者堆满了各式“道具”，而无论上面发生了什么，都是表演者和道具的事，舞台不受影响； 理所当然，单纯依靠人类经验会认为，空间是我们栖身的地方，无论在地球还是在宇宙，“舞台”本身是永恒的独立存在。后来，科学家发现“舞台”并不是不受任何影响，“舞台”会因有质量物体的存在而“弯曲”。 空间会弯曲，而不是平整的？空间可以被“掰弯”，证据呢？,引力是什么？,引力波是啥？,引力波就是爱因

8、斯坦提出的广义相对论中的一个假设。在物理学 上，引力波是爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的时 空波动，如同石头丢进水里产生的波纹一样，引力波被视为宇宙 中的“时空涟漪”。通常引力波的产生非常困难，地球围绕太阳 以每秒30千米的速度前进，发出的引力波功率仅为200瓦，还不 如家用电饭煲功率大。宇宙中大质量天体的加速、碰撞和合并等 事件才可以形成强大的引力波，但能产生这种较强引力波的波源 距离地球都十分遥远，传播到地球时变得非常微弱。,激光干涉引力波探测器LIGO人类的宇宙助听器,借助于激光干涉仪来聆听来自宇宙深处引力波的大型研究仪器 2016年6月15日，激光干涉仪引力波 天文台（LIGO）科学合作组织与Virgo 科学合作组织在圣地亚哥举行的美国 天文学会第228次会议上正式宣布， LIGO 探测器的数据中确认了观测到引 力波,引力波探测的意义？,引力波天文学将是人类认识宇宙的全新窗口，必将引发一场天文学的革命。 引力波探测除了能够检验广义相对论之外，还有助于证明其它版本的引力理论正确与否，