沸騰的黑洞,你將把物理學引向何方?透過奇異的黑暗,輻射出新世紀的曙光。
19世紀、20世紀之交,是物理學發生重大變革的時期。至19世紀末之時,牛頓力學、熱力學、統計物理、電磁學和波動光學,都已取得了長足的進展和巨大的成功。當時的物理學家普遍對本專業的成就感到自豪,學術界有一種大功已近告成、物理學已發展到盡頭的滿足情緒。1900年,在英國皇家學會迎接新世紀的慶祝會上,著名熱力學家開爾文致辭說,物理學的大廈已經建成,未來的物理學家們只需要做些修修補補的工作就可以了。不過,在自豪之余,開爾文也談到,明朗的天空中還有兩朵烏雲,一朵與黑體輻射有關,另一朵與邁克爾孫實驗有關。
本書內容包括對時空和宇宙的早期認識、相對論與量子論、彎曲的時空、遼闊的宇宙、黑洞、黑洞附近的量子效應與熱效應、黑洞熱效應的幾何根源與物理根源等。
目錄
第一章 對時空和宇宙的早期認識
第二章 相對論與量子論
第一節 洛倫茲變換
第二節 狹義相對論
第三節 相對論的重要概念
第四節 量子論的進展
第三章 彎曲的時空
第一節 等效原理
第二節 黎曼幾何
第三節 時間與空間
第四節 短程線
第五節 廣義相對論
第六節 實驗驗證
第四章 遼闊的宇宙
第一節 太陽系
第二節 銀河系與河外星系
第三節 恆星的演化、白矮星與中子星
第四節 膨脹的宇宙
第五節 宇宙的起源
第五章 黑洞
第一節 史瓦西黑洞
第二節 時空的延展
第三節 帶電的黑洞
第四節 轉動的黑洞
第五節 一般穩態黑洞
第六章 黑洞附近的量子效應與熱效應
第一節 黑洞的激發態
第二節 黑洞的熱性質
第三節 黑洞的卡諾循環
第四節 霍金輻射
第五節 負熱容與熱平衡
第七章 黑洞熱效應的幾何根源與物理根源
第一節 勻加速觀測者處在熱浴中
第二節 熱效應的幾何根源
第三節 有視界就有熱效應
第四節 真空的邊界效應
第五節 非穩定黑洞
第六節 模擬兩個黑洞的接觸
第七節 尋找黑洞
第八章 奇點,時間的開始與終結
第一節 奇點與時間的有限性
第二節 奇點定理概述
第三節 奇點的若干性質
第四節 熱力學第三定律與宇宙監督
第五節 熱力學第三定律與時間的無限性
第六節 熱力學第零定律等價於鍾速同步的傳遞性
第七節 引力、熱與時間
第二章 相對論與量子論
第一節 洛倫茲變換
第二節 狹義相對論
第三節 相對論的重要概念
第四節 量子論的進展
第三章 彎曲的時空
第一節 等效原理
第二節 黎曼幾何
第三節 時間與空間
第四節 短程線
第五節 廣義相對論
第六節 實驗驗證
第四章 遼闊的宇宙
第一節 太陽系
第二節 銀河系與河外星系
第三節 恆星的演化、白矮星與中子星
第四節 膨脹的宇宙
第五節 宇宙的起源
第五章 黑洞
第一節 史瓦西黑洞
第二節 時空的延展
第三節 帶電的黑洞
第四節 轉動的黑洞
第五節 一般穩態黑洞
第六章 黑洞附近的量子效應與熱效應
第一節 黑洞的激發態
第二節 黑洞的熱性質
第三節 黑洞的卡諾循環
第四節 霍金輻射
第五節 負熱容與熱平衡
第七章 黑洞熱效應的幾何根源與物理根源
第一節 勻加速觀測者處在熱浴中
第二節 熱效應的幾何根源
第三節 有視界就有熱效應
第四節 真空的邊界效應
第五節 非穩定黑洞
第六節 模擬兩個黑洞的接觸
第七節 尋找黑洞
第八章 奇點,時間的開始與終結
第一節 奇點與時間的有限性
第二節 奇點定理概述
第三節 奇點的若干性質
第四節 熱力學第三定律與宇宙監督
第五節 熱力學第三定律與時間的無限性
第六節 熱力學第零定律等價於鍾速同步的傳遞性
第七節 引力、熱與時間
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