内容简介 · · · · · ·
在宇宙背景热辐射发现约10年之后,最初三分钟的理论已在大学里进行讲授,这是科学的进步。这本科普读物为1979年诺贝尔物理奖得主,美国物理学家和宇宙学家史蒂文.温伯格在1977年写的一本畅销书。此书被公认为科普读物的里程碑。作为一位知名的权威和专家,温伯格在书中向世人描绘了一幅完全令人信服的宇宙起源图,包括在大爆炸之后仅仅数秒或几分钟内出现的详细过程。
温伯格在《最初三分钟》的结尾处写道:“不管所有这些问题可能如何得到解决,也不论哪一个宇宙模型被证明为正确的,我们都不会从中得到什么慰藉。人类总是不可抗拒地认为,我们和宇宙有某种特殊的关系,认为人类的生命不应该是追溯到最初三分钟的一连串偶然事件的多少带有笑剧性质的产物,而是从宇宙的开始就以某种方式存在了。我写到这些话时,正好在从旧金山至波士顿的回家途中飞越俄明上空,大地在下面看起来柔软而舒适,浮云处处,公...
在宇宙背景热辐射发现约10年之后,最初三分钟的理论已在大学里进行讲授,这是科学的进步。这本科普读物为1979年诺贝尔物理奖得主,美国物理学家和宇宙学家史蒂文.温伯格在1977年写的一本畅销书。此书被公认为科普读物的里程碑。作为一位知名的权威和专家,温伯格在书中向世人描绘了一幅完全令人信服的宇宙起源图,包括在大爆炸之后仅仅数秒或几分钟内出现的详细过程。
温伯格在《最初三分钟》的结尾处写道:“不管所有这些问题可能如何得到解决,也不论哪一个宇宙模型被证明为正确的,我们都不会从中得到什么慰藉。人类总是不可抗拒地认为,我们和宇宙有某种特殊的关系,认为人类的生命不应该是追溯到最初三分钟的一连串偶然事件的多少带有笑剧性质的产物,而是从宇宙的开始就以某种方式存在了。我写到这些话时,正好在从旧金山至波士顿的回家途中飞越俄明上空,大地在下面看起来柔软而舒适,浮云处处,公路纵横,夕阳西下,积雪泛红,很难理解这只不过是一个充满敌意的宇宙中的一小部分,更无法想象现在的宇宙是从一个难以言传的陌生的早期状态演化而来,而又面临着无限冰冷的,或者是炽热难耐的末日。宇宙愈可理解,也就愈索然无味。
最初三分钟的创作者
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斯蒂芬·温伯格 作者
作者简介 · · · · · ·
史蒂芬温伯格1933年出生,1954年毕业于康奈尔大学,1979年因弱电统一理论与格拉肖和萨拉姆分享当年诺贝尔物理学奖。他是美国科学院院士、文学和科学院院士,英国皇家学会外籍会员,国家天文学会会员,美国哲学和科学史学会会员,美国中世纪学会会员。曾任美国军备控制和裁军机构顾问,美国防御分析研究所顾问等职。他的《广义相对论与引力论》《最初三分钟》《终极理论之梦》等书曾风行世界 。
目录 · · · · · ·
前言
第二版平装本前言
第一章 导论:巨人和牛
第二章 宇宙的膨胀
第三章 宇宙微波辐射背景
第四章 炽热宇宙的配方
第五章 最初三分钟
第六章 历史的题外话
第七章 最初百分之一秒
第八章 尾声:未来前景
图表:
表1.一些基本粒子的特性
表2.一些辐射类型的特性
词汇表
数学注释
后记:1977年后的宇宙学
· · · · · · (收起)
原文摘录 · · · · · · ( 全部 )
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我们看到,要在光子的碰撞中产生m质量的物质粒子,光子的特征能量就必须至少与静止粒子的能量mc^2相等。由于光子的特征能量是温度乘以玻尔兹曼常数,因此辐射的温度必须至少为静止能量mc^2除以玻尔兹曼常数。也就说,对每种类型的物质粒子来说,在这类粒子能够从辐射能量中创造出来之前,都有一个用静止能量mc^2除以玻尔兹曼常数确定的“阈值温度”,必须达到。 两个光子要在直接碰撞中产生一个电子和一个正电子,那每个光子的能量就必须大于一个电子或一个正电子质量中的“静止能量”mc^2。这一能量是51.1003万电子伏。为了找到使光子有相当大的机会获得这一能量的阈值温度,我们将这一能量除以玻尔兹曼常数(每开氏度0.00008617电子伏),得出的阈值温度为60亿开氏度(6×10^9°K)。在任何更高的温度上,电子和正电子都会在光子的相互碰撞中自由地创造出来,因此它们的存在数量极大。 类似的观点适用于各种类型的粒子。对自然界中每种类型的粒子来说,都有一个相对应的“反粒子”,它们的质量和自旋完全相同,而电荷却相反,这是现代物理学的一个基本规则。唯一的例外是某些纯中性粒子,如光子本身,可以认为,它们自己就是自己的反粒子。粒子和反粒子的关系是互反的:正电子是电子的反粒子,而电子又是正电子的反粒子。给它们有足够的能量,在一对光子的碰撞中创造出任何类型的粒子-反粒子对都永远是可能的。 (查看原文) —— 引自章节:丕绪之鸟 -
这的确是一个非凡的结论。为了了解它的意义,让我们想一想过去温度高于10万亿度(10^13°K),即中子和光子的阈值温度的一个时期。当时,宇宙中有着大量的核粒子和反粒子,其数量与光子不相上下。但重子数是核粒子数和反粒子数之间的差。如果这一差数比光子数小10亿倍,从而也比核粒子总数小约10亿倍,那么核粒子数就会仅仅比反粒子数多10亿分之一。按照这一看法,当宇宙冷却到核粒子的阈值温度以下时,反粒子与相应的粒子全都湮灭了,残留下的是稍稍多出反粒子的那部分粒子,这部分粒子最终变成了我们所知道的世界。 (查看原文) —— 引自章节:丕绪之鸟
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最初三分钟的书评 · · · · · · ( 全部 10 条 )

A silent reminder of the (lack of) development in theoretical physics in the past half century

带你探索最古老的三分钟


最初三分钟:关于宇宙起源的现代观点 | 词云一起读科普
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一书词云: 词云简单说: “粒子”、“辐射”、“星系”、“光子”、“能量”、“密度”、“波长”、“质量”等这些天文学领域高频词汇揭开了宇宙神秘的面纱,让人类能很好地了解和认识宇宙。宇宙的起源,宇宙的物质构成,大爆炸理论的研究,表明不管宇宙看起来多么宏大,多么... (展开)
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0 有用 蝉 2014-03-20 11:41:16
:无
0 有用 听时光剪落的声 2022-11-20 08:58:41 新疆
1. 在这个决定命运的3分46秒,宇宙里剩下的中子全部被结合到了原子核里面,因为它们在原子核里不会衰变,所以这些中子就得以长久保留。从这一刻开始,宇宙里质子和中子的比例不再发生大的变化。 2. 不管宇宙看上去多么宏大,多么遥不可及,它仍然是可以通过科学方法去理解和预测的。只要从几个简单的假设出发,我们就可以通过物理理论,非常详细地计算出宇宙诞生的全部经过。
0 有用 Jimmy47 2020-01-03 15:34:17
得到听书: 我们的宇宙是怎么来的?它为什么会是今天这个样子?现在我们知道,原来在很大的程度上,这都取决于大爆炸之后3分46秒内发生的一切。在这个极其重要的时间点,组成宇宙物质的基本“配方”,也就是质子和中子的比例最终确定了下来,从而也决定了氢和氦的数量,并最终决定了宇宙的演化方向。温伯格证明,通过大爆炸理论,我们可以详细地描绘出这个过程中的每一个步骤,并相当准确地预言出配方比例,而这一切只需要建立... 得到听书: 我们的宇宙是怎么来的?它为什么会是今天这个样子?现在我们知道,原来在很大的程度上,这都取决于大爆炸之后3分46秒内发生的一切。在这个极其重要的时间点,组成宇宙物质的基本“配方”,也就是质子和中子的比例最终确定了下来,从而也决定了氢和氦的数量,并最终决定了宇宙的演化方向。温伯格证明,通过大爆炸理论,我们可以详细地描绘出这个过程中的每一个步骤,并相当准确地预言出配方比例,而这一切只需要建立在几个简单的假设上面。 (展开)
1 有用 🌈SINE 2020-06-14 19:11:22
宇宙>物质>原子核>质子和中子。宇宙大爆炸,温度高达1000亿度,高能粒子撞击下,质子和中子互相转化,其比例为1:1.宇宙膨胀,温度下降,能量不足,中子更易转化成质子,质子:中子为5:1.宇宙在3分46秒时温度下降至9亿度,中子和质子组合成稳定的氦原子核,质子:中子为7:1.宇宙配方被固定下来,从而也决定了氢和氦的数量,并最终决定了宇宙的演化方向。不管宇宙看上去多么宏大,多么遥不可及,它仍然是可以... 宇宙>物质>原子核>质子和中子。宇宙大爆炸,温度高达1000亿度,高能粒子撞击下,质子和中子互相转化,其比例为1:1.宇宙膨胀,温度下降,能量不足,中子更易转化成质子,质子:中子为5:1.宇宙在3分46秒时温度下降至9亿度,中子和质子组合成稳定的氦原子核,质子:中子为7:1.宇宙配方被固定下来,从而也决定了氢和氦的数量,并最终决定了宇宙的演化方向。不管宇宙看上去多么宏大,多么遥不可及,它仍然是可以通过科学方法去理解和预测的。只要从几个简单的假设出发,我们就可以通过物理理论,非常详细地计算出宇宙诞生的全部经过。 (展开)
0 有用 sii 2012-10-30 21:10:02
科普读物:宇宙起源的标准模型,粒子,高能核物理