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《我们身处的宇宙究竟有多古怪？》
内容简介
这本有趣的书以幽默、通俗的语言清晰地讲述了一位高中辍学生是如何彻底改变我们对空间和时间的理解的。从E=mc2到每天的时间旅行，从黑洞到宇宙大爆炸，作者带领读者在一场令人难以置信的旅程中穿越到爱因斯坦的宇宙深处。一路上，我们跟随爱因斯坦走过他起伏的生命历程，见证他的思想、逻辑和洞察力，并记录下这位被公认为现代*伟大的科学家的想象力和创造力。
在*部分中，我们学习时间如何随着运动而变慢，空间如何收缩，以及质量和能量如何相等。第二部分揭示了一个因黑洞捕获光而时间停止的宇宙，还有因虫洞而形成的引力时间机器，以及不断膨胀的宇宙和137亿年前的终极宇宙事件——宇宙大爆炸。
作者简介
伊拉?马克?爱格多尔（Ira Mark Egdall)，美国科学网站的大众科学作家，曾在网上发表作品《宇宙无名英雄》。他是一位退休的航空航天项目经理，毕业于美国东北大学物理系。马克在佛罗里达国际大学、迈阿密大学和诺瓦东南大学的终身学习机构教授现代物理学的课程，他还就爱因斯坦和时间旅行进行了有趣的演讲。
目 录
部分
时间变古怪了，空间也变古怪了
第 1 章 一切从那个高中辍学生开始说起 / 003
一个古怪的理论 / 004
光荣的联邦雇员 / 007
1900 年，一套全新自然法则的诞生 / 011
奇迹在一支铅笔、一沓白纸之间 / 013
第 2 章 伟大的分歧 / 017
两艘穿过暗夜的太空飞船 / 021
冰上的牛顿 / 023
电与磁——一枚硬币的两面？ / 025
19 世纪物理学皇冠上的明珠 / 028
让光芒普照大地 / 031
麦克斯韦的困境 / 032
进退维谷的专利审查员 / 036
第 3 章 两个基本公设对传统科学的颠覆 / 038
乘着光波前行 / 039
光速不变，这个大胆的论断的根据在哪 / 042
星之舞 / 045
光波所揭示的全新变换 / 047
一个具有宇宙普适性的法则 / 049
深远内涵 / 051
第 4 章 古怪而又充满魅力的诡秘世界 / 053
将世界搅得天翻地覆 / 053
速度究竟是如何合成的 / 058
下一章节 / 063
第 5 章 时间的收缩 / 064
光钟与时间收缩 / 064
如雨的 μ 介子 / 068
火箭上的时间与地球上的时间 / 071
第 6 章 过去、现在与未来的错觉 / 074
“向前国”与“向后国”的和平协议 / 075
速度越快，长度越短 / 081
撑杆缩短了 / 083
“时间”和“空间”究竟是什么？ / 088
第 7 章 著名的科学方程式 / 091
太空货运者的苦恼 / 092
厚冰之上的车祸 / 096
牛顿犯了个错误 / 100
终于发现了！ / 102
当光速为 1 / 105
超越光速？ / 107
每一步运动，每一次呼吸 / 108
物质与能量的相互转化 / 110
夸克的重量 / 113
E=mc2 的证据 / 114
早晨的星光 / 115
空间与时间的衔接 / 117
第 8 章 时空 / 119
漫长的等待 / 120
时空之父 / 121
你是在何时何地出生的 / 123
宇宙的度规 / 125
爱因斯坦上课没认真听讲 / 130
腕表上流过的时间 / 134
岁数相差很大的双生子 / 138
谁变老了？为什么 / 144
时空与万有引力 / 147
第二部分
宇宙的奇迹
第 9 章 我想知道上帝是如何创造这个世界的 / 151
始于一个冲突 / 153
牛顿的困惑 / 155
下一章节 / 163
第 10 章 人生中美妙的一次顿悟 / 164
锤子与羽毛 / 165
倒霉的油漆工 / 167
外星人绑架测试 / 170
电梯冒险 / 176
旋转的圆盘 / 183
第 11 章 空间与时间弯曲后会发生什么 / 186
爱因斯坦的预言 / 189
与高度有关的时间旅行 / 192
欧几里得已经不住在这里了 / 197
下一章节 / 199
第 12 章 缝合时空 / 200
怎样分辨我们所处的是地球还是火箭飞船 / 201
把它缝起来 / 204
把你的公式拿出来我看看 / 207
第 13 章 宇宙的“背景” / 208
如何建构一个不断变化的时空坐标 / 208
格罗斯曼，你得帮帮我 / 212
绘制土豆 / 216
像绘制土豆一样绘制时空 / 219
我们为什么不会掉下去 / 221
当保龄球落到蹦床表面 / 222
省力的曲线 / 225
全新的万有引力模型 / 227
第 14 章 爱因斯坦的惊世杰作 / 228
消失的 43 角秒 / 228
消失的年月 / 231
黎明前的黑暗 / 232
这个理论处处透着无与伦比的美感 / 236
宇宙的方程 / 239
问题解决 / 243
爱因斯坦的宇宙 / 244
第 15 章 展现真容的宇宙 / 246
艾萨克爵士，请原谅我们吧 / 247
旋转之感 / 251
更多宇宙奇迹 / 255
时间静止的地方 / 257
创造 / 264
第 16 章 起初 / 265
宇宙有多大 / 266
宇宙蛋 / 273
宇宙的几何形状与未来 / 276
神秘的能量 / 281
附录 A 洛伦兹变换 / 285
附录 B 时空间隔分类 / 290
附录 C 能量 – 动量 / 295
附录 D 建构测地线 / 299
附录 E 爱因斯坦引力场方程 / 301
在线试读
我们都是时间旅行者！
2950 年 8 月，一个阳光明媚的早晨，派往特拉星球的伟大探险队终于回到地球。（早晨总有晴朗的好天气，据报道，只有下午两点到五点才会下细微小雨。）飞船降落地点附近的广场和路边挤满了前来迎接探险队的民众，电视台将对降落过程进行全程直播，不仅地球，太阳系中有人类定居的其他四个行星和两个卫星以及十七个空间站均能收看此盛事。
此时已是古稀老者的史蒂夫也带着其妻子、两个孩子以及他们的配偶，还有四个孙子一齐来到了肯尼迪 – 鹰羽太空中心，只为时间迎接他的双胞胎兄弟阿里安纳。
飞船终于穿过云层，出现在人们的视野中，缓缓着陆。舱门徐徐打开，探险队人员陆续下机。“他们看起来好年轻！”民众惊呼道。阿里安纳是后一个走下舷梯的，他身旁还跟着两个 18 英尺（约5.5 米）高的外星人。两个外星人密不透风地包裹在由透明乙酸纤维素做成的特制套装里，以免受到地球有毒气体的侵害。他们的皮肤五颜六色，在太阳光线的映照下，闪耀着液体般的光泽。围观人群无不震惊。史蒂夫的视线像钉子一般牢牢扎附在阿里安纳身上，而阿里安纳也一眼就从汹涌的人潮中找到了史蒂夫。他们遥遥相望，泪水从心底涌上眼眸，如决堤的洪水奔涌而出。他们走向对方，紧紧相拥。情绪稍稍平复之后，史蒂夫开始向阿里安纳介绍自己的家人。
“这是你们的阿里安纳叔叔，他终于平安回家了，”史蒂夫语带哽咽，“阿里安纳，你看起来精神真好。”
阿里安纳只是轻声应道 ：“是吗？”再无法说出任何宽慰之语。
阿里安纳与探险队成员于 2905 年离开地球，对于他和飞船上的成员而言，时间的流速与往常无异。在他们看来，待他们再次踏上地球的土地时，地球日历上的年份应是 2925 年，毕竟，他们只衰老了 20 岁。
但是，当他们回到地球，日历上却明晃晃地标示着，此时地球已是2950 年。尽管他们已然充分预料到这个局面，但是，当这一刻真的来临时，他们内心依旧十分震骇——自己竟一脚踏进了 25 年后的未来！
从理论上讲，只要飞船速度足够快，阿里安纳甚至可在一年内完成这趟从地球到特拉星球再返回地球的旅程，并在回归地球之时瞬间穿越至几千年后的未来。如果阿里安纳搭乘的飞船速度可达 0.9999999c，洛伦兹因子 F 将为 0.0004472，倘若阿里安纳以该速度进行为期一年的太空飞行，等他重归地球时，地球已然度过了 2236 个（1 除以 0.0004472）年头！
不过，在这里我们必须注意一点——根据狭义相对论，这样的时间旅行只能是一趟单向行程。“或许你可以轻松地买到一张遨游外太空的往返双程票，”物理学家爱德文·F. 泰勒和约翰·阿奇博尔德·惠勒这样写道，“但是，对于通往未来的车票，你永远只能买到单程票。”阿里安纳可以跨越进入未来，却无法回到过去。
在日常速度下，时间旅行的影响自然是微乎其微并可忽略不计的，但不管效果多么微弱，它们都是真实存在的！只要你处于运动状态，你就会经历这种效应。
我们都是时间旅行者！