果壳中的宇宙

果壳中的宇宙STEPHENHAWKINGStephenWilliamHawkingCH（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（StephenWilliamHawking），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，还将推动引力量子化的研究，最终把引力融入其它三种基本相互作用，完成爱因斯坦的伟大梦想。•引力波像其它的波一样，携带着能量和信息。电磁波（宇宙背景微波辐射）只能让我们看到大爆炸38万年之后的景象，而引力波能够让我们回望宇宙大爆炸最初瞬间，检验宇宙大爆炸理论的正确与否。