Эйнштейн на пляже: возьмите относительную теорию в отпуск
Вес товара: ~0.7 кг. Указан усредненный вес, который может отличаться от фактического. Не включен в цену, оплачивается при получении.
Описание товара
Редактировать
★Популярная книга для чтения по теории относительности, написанная физиком и научным руководителем Национального центра научных исследований Франции (CNRS) Лашез-Рей.
★ Ли Ран (мистер Фокс), исследователь проекта «Туманность» Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук и переводчик «Интерстеллара», написал предисловие.
★ Отбросьте математические формулы, и теория относительности станет понятной студентам гуманитарных факультетов.
★20 изысканных иллюстраций представляют ключевые концепции и эксперименты теории относительности, помогая вам легко оторваться от повседневного представления о времени и пространстве и войти в искривленное пространство и время Эйнштейна.
★ Новый контент, импортированный непосредственно из французского пересмотренного издания 2017 года, специально знакомит с процессом обнаружения гравитационных волн, чтобы помочь вам быстро понять ценность и значение Нобелевской премии по физике 2017 года.
Когда мы говорим о времени, мы привыкли относиться к нему как“Новый айфон”,“Стол, расположенный на стене в спальне”Такие вещи, которые существуют объективно, и все приняли одинаковые.
Но так как Эйнштейн предложил общую теорию относительности в 1915 году, эта цель“время”Исчезло, время у всех может быть совершенно разное!
Точно так же, если две вещи происходят на разных позициях во вселенной, мы не можем говорить о том, какой человек произошел, в котором они произошли.
Магия относительности на этом не останавливается.Когда физики вкладывают принцип общей относительности в изучение космологии, теория черной дыры, которая первоначально была подвергнута сомнению коллегами, внезапно стала очень разумной.
Гравитационные волны, прогнозируемые относительностью, являются популярными темами в физическом сообществе в последние годы.
Открыв эту книгу, вы сможете понять все тонкости теории относительности Эйнштейна одну за другой, рассмотреть революционное влияние теории относительности на космологию, приоткрыть завесу Вселенной и получить свою собственную версию времени.СМИ обзор
“Эйнштейн лениво ничего не делал на пляже весь день?……Замечательный!Теория относительности и история Вселенной постепенно раскрываются в каждой главе этой небольшой книги, и обе они стали очень легкими для понимания после корректировок, внесенных автором.”
——Sciences etavenir(Журнал «Наука и будущее»)
“отметка·Лашез-Рей решает взять вас в путешествие от теории относительности к черным дырам, пока вы остаетесь лежать на своем брезентовом кресле.”
——ValeursActuelles(Журнал Real Value)
“Пространство и время — две основные концепции, неотделимые от всего человеческого опыта, и теория относительности заставляет нас полностью изменить то, как мы смотрели на них в прошлом.”
——Les Echos duweek-end("Эхо" выпуск выходного дня)
“Автор живо и ясно возвращает нас к тому, что произошло за столетие с тех пор, как была предложена теория относительности. Мы можем видеть, как большой прогресс космологии в этот период способствовал современным космологическим исследованиям.”
——L'astronomie(журнал «Астрономия»)
“(В этой книге применяется) профессиональный и простой для понимания подход (к интерпретации теории относительности).”
——La Recherche(Откройте для себя журнал)
Каталог
Революционный гений в предисловии
1. Специальная теория относительности спасает физику от кризиса
Продолжение и нарушение/ Новые принципы отношений/ раздражающих вопросов скорости/ концепция революции/ времени и пространства: новые рамки физики/ мировой линии/ нет приоритет/“В реальном времени”Нет существования!/ Время и время координации/ близнецы“парадокс”
2 Общая теория относительности создала геометрию Вселенной
Гравитация глазами Ньютона/Движение на большие расстояния и специфика *пространства/Принцип эквивалентности и его преобразования/Основы общей теории относительности/Евклидова геометрия и другие/Кривизна пространства и времени/Профиль Вселенной/Прощание, вопросы
3 Проверьте теорию Эйнштейна
Три классические проверки теории Эйнштейна/ Некоторая недавняя проверка
4 настоящая космическая наука
Древние взгляды на вселенную/ Ньюком и ее универсальная структура/ вибрация/ невероятная галактика расстояния/ вселенная расстояние
5 Долгая история вселенной
Основатель Леметр/Поистине особый вид инфляции/Основа Большой Вселенной/Молодость древней Вселенной/Временные противоречия/Примитивные химические элементы/Современная космология и ее проблемы
6 с расстояния от расстояния
Своевременное обнаружение/конец взаимодействия между светом/материалом взаимодействия/очень легко распознать кривую/почти тот же пол……Но это не точно!
7 Производительность относительности вселенной
Нейтронные звезды и пульсары/черные дыры*, небесные тела/фантомы в пространстве и времени
8 Ищу тонкую гравитационную волну
Удивительные предсказания общей теории относительности/попытки обнаружения/исторические новости/рождение гравитационной астрономии!
Помните очень хорошо……Но все равно нужно превзойти
Библиография
Таблица сравнения переводовВведение
«Эйнштейн на пляже» вернет нас в мир физики 20-го века, рассказывая историю физиков под руководством Эйнштейна, предлагающих, улучшающих и проверяющих теорию относительности, а также восстанавливающих то, как физики придумывали различные новые объяснения, когда они обнаружили, что существующая ньютоновская физика и галилеева кинематика не могут объяснить некоторые физические явления, и как они неизбежно сделали революционный шаг к более сложной и краткой теории относительности.Понимание человечеством основных понятий, таких как время, пространство, скорость и гравитация, было переписано.
От специальной теории относительности к общей теории относительности теория относительности создала новую космологию. На протяжении более чем половины книги теория относительности и космология становятся все более неразделимыми: как Эйнштейн задал базовые рамки исследований для космологии и как ученые после Эйнштейна объединили данные наблюдений и экспериментов, чтобы опровергнуть ключевые предположения и получить новые выводы: Вселенная никогда не прекращала расширяться, и Вселенная началась с большого взрыва……Удивительно то, что эти новые взгляды не только не похоронили Эйнштейна и его теорию в старой стопке старых статей, но и еще раз доказали справедливость общей теории относительности!
В последней главе автор рассказывает историю физиков, наблюдавших нейтронные звезды (пульсары), обнаруживающих гравитационные линзы и гравитационные волны, а также объясняет, как физики используют теорию относительности для обнаружения и изучения черных дыр.Детальный чертеж
Предисловие: Наблюдение за Вселенной с плеча Эйнштейна
Ли Ран (мистер Фокс)
Доктор астрономии в Пекинском университете
Исследователь проекта «Туманность», Национальная астрономическая обсерватория Китайской академии наук.
Чтение анекдотов об учёных не поможет нам по-настоящему понять учёных.Ученый во многом определяется его научными исследованиями.Книга «Эйнштейн на пляже» — это не биография Эйнштейна, а обзор физического мира, основанный на теории относительности Эйнштейна за последние сто лет.Название книги, возможно, происходит от ньютоновской метафоры научных исследований: океан истины бесконечен, а учёные — всего лишь дети, собирающие ракушки на пляже.Эйнштейн и Ньютон, два величайших физика всех времен, в океане истины интересовались одним и тем же вопросом: тайной гравитации.
Людям трудно естественным образом почувствовать существование гравитации.Хотя мы знаем, что после прыжка мы всегда вернемся на землю, а также знаем, что спелые яблоки будут только падать с деревьев, а не лететь в небо, но мало кто может спонтанно осознать, что причина этих явлений – притяжение земли.Еще меньше людей могут спонтанно осознать, что это притяжение не только исходит из земли, но существует среди всех вещей.Это потому, что гравитация слишком слаба в повседневной жизни.Гравитация — почти уникальное проявление гравитации в повседневной жизни.
Но в астрономическом масштабе гравитация — самая важная сила.Солнце гравитационно привязывает свои планеты к обращению вокруг себя.Однако до тех пор, пока Ньютон не опубликовал свой закон всемирного тяготения, никто бы этого не сделал.“Небеса”Движение небесных тел в мире связано с падением яблок в мире людей.До Ньютона Кеплер дал прекрасное описание движения планет.Используя три закона Кеплера, астрономы могут предсказать будущее движение планет.Однако Кеплер не смог увидеть более существенный закон, чем законы движения планет, как Ньютон: между любыми двумя объектами существует гравитационная сила, и величина гравитационной силы обратно пропорциональна квадрату расстояния между объектами.Открытие Ньютона установило универсальные правила движения небесных тел во Вселенной. Как только положение и начальная скорость небесных тел будут установлены, эволюция небесной системы будет полностью следовать сценарию, установленному гравитацией.
Закон всемирного тяготения Ньютона добился большого успеха в Солнечной системе.Однако в космическом масштабе правила Ньютона порождают парадоксы.В мире Ньютона пространство и время Вселенной едины, и все вещи во Вселенной приходят и уходят, как гости в отеле.В то же время Ньютон считал, что распределение небесных тел однородно в масштабах Вселенной.У Вселенной нет центра.Это называется“космологические принципы”.Однако собственный закон гравитации Ньютона не может дать стабильного решения для такой Вселенной.Вселенная Ньютона была бы выброшена из равновесия гравитацией.
Общая теория относительности Эйнштейна элегантно решила эту проблему.В теории Эйнштейна гравитация — это, по сути, искривление пространства-времени.Вселенная Эйнштейна не является постоянной, и существование гравитации может искривлять пространство и время.Объекты в искривленном пространстве-времени почувствуют это искажение, и поведение их движения будет разным в зависимости от искажения пространства-времени.В этой теории пространство и время всегда связаны.Чем сильнее гравитация в месте, тем больше расширяется время.
Джон·Уилер однажды описал теорию Эйнштейна следующим образом: Материя сообщает пространству-времени, как искривляться, а пространство-время сообщает объектам, как двигаться.Начиная с конца 1920-х годов физики начали пытаться создать новую теорию Вселенной, основанную на общей теории относительности Эйнштейна.Было обнаружено, что Вселенная Эйнштейна могла принимать разные формы, сохраняя при этом космологические принципы.В зависимости от состава материи во Вселенной Вселенная может быть повсюду искривленной, как трехмерная сфера, конечной и безграничной, или же она может быть плоской, безграничной и бесконечной.Вселенная может расширяться, как хлеб, заставляя находящиеся в ней галактики удаляться друг от друга, а может сжиматься, в конечном итоге возвращаясь в состояние чрезвычайно высокой температуры и чрезвычайно высокой плотности. Эйнштейн на пляже, наблюдая за Вселенной с плеча Эйнштейна.
Достижения в астрономических наблюдениях позволят проверить предсказания теоретиков.Воспользовавшись лучшим телескопом того времени, Эдвин·Хаббл обнаружил, что почти все галактики удаляются от Млечного Пути, и скорость их удаления пропорциональна их расстоянию от Млечного Пути.Этот закон называется законом Хаббла и является первым наблюдательным краеугольным камнем общей космологии относительности.Открытие Хаббла показывает, что если общая теория относительности Эйнштейна верна, то наша Вселенная, вероятно, будет расширяться равномерно повсюду.Это расширение сделало бы Вселенную похожей на кусок испеченного хлеба с изюмом.По мере расширения хлеба изюм постепенно отходит друг от друга. Чем дальше друг от друга находятся изюминки вначале, тем быстрее они удаляются друг от друга.
Расширение Вселенной также означает, что наша Вселенная, возможно, имела начало, поскольку, если взглянуть назад на стрелу времени, ранняя Вселенная должна была находиться в состоянии высокой температуры и высокой плотности.Огромное пространство Вселенной, которое наблюдают люди, полностью возникло в результате расширения небольшой территории в первые дни.На заре существования Вселенной не существовало всех материальных структур. Химические элементы, небесные тела, такие как звезды и планеты, структуры, такие как галактики и скопления галактик во Вселенной, — все это развивалось вместе с расширением Вселенной.В конце 1940-х — начале 1950-х годов физик российского происхождения Гамов и его ученики впервые описали эволюцию Вселенной на языке физики., эта теория известна как“Большая* космология”Имя.
Различные наблюдения Вселенной подтверждают Большую* космологическую теорию.Среди них Пензиас и Уилсон обнаружили в 1965 г.“Микроволновое фоновое излучение”Это самое твердое подтверждение этой теории.Это излучение находится в микроволновом диапазоне.С помощью радиотелескопов это излучение можно наблюдать во всех направлениях неба.Его свойства полностью соответствуют описанию Вселенной теорией Вселенной, и это почти наверняка является послесвечением Вселенной.
Эйнштейн был первым пропагандистом современной космологии.Он заложил основы космологии.Но Эйнштейн мало участвовал в конкретном построении космологии.Меняющаяся Вселенная казалась Эйнштейну несколько противоречивой.Ранний Эйнштейн даже пытался добавить“космологическая постоянная”Построить устойчивую модель Вселенной.
Эйнштейн, с другой стороны, возможно, никогда не был одержим точной судьбой Вселенной, посвятив остаток своей жизни исследованиям.“Теория единой поля”он пытался создать единую теоретическую основу для описания гравитации и электромагнетизма.Очередного прорыва в этой области Эйнштейну совершить не удалось, но направление, над которым он работал, до сих пор остается для физиков наиболее важным.Конечно, в отличие от Эйнштейна, теоретики осознавали, что более важным вопросом является не общая теория относительности и электромагнетизм, а союз общей теории относительности и квантовой механики.
Понимание того, как изучение космологии шаг за шагом строится на простых и изящных теориях Эйнштейна, является величайшим удовольствием от чтения этой книги.Книга написана ясно и легко и в сжатой форме представляет этот процесс читателям.Я даю эту книгу читателям, которые интересуются Вселенной.
……
концептуальная революция
Эйнштейн ясно чувствовал, что ему следует отказаться от понятий пространства и времени, определенных Ньютоном.Эти время и пространство, ясно определенные для всех в нашем восприятии, на самом деле являются лишь обманчивыми видимостями: эти понятия не имеют физической реальности.Что мы думали раньше“прохождение времени”, на самом деле это должен посмотреть каждый из нас сам“подходящее время”(temps propre), оно действительно только для себя, а не для кого-либо еще. В нем нет ни уникальности, ни универсальности.Однако здесь, на Земле, присущие каждому из нас различия во времени очень малы; это позволяет всем нам, землянам, выражать их на нашем земном уровне как *времена, которые мы обычно называем“мировое время”.
Как эта концептуальная революция вписывается в нашу повседневную перспективу?Все сводится только к сексу.По сравнению с тонким влиянием концепции пространства и времени, мы“ежедневно”Понятие измерения очень ограничено.После этого очень подробного определения в него входят все люди и их окружающая среда (Земля или Солнечная система).“система”, можно считать *“физические объекты”, которая чрезвычайно мала по сравнению со Вселенной.В этом грубом расчете общее собственное время связано с объектами, из которых состоят все человеческие существа.Это собственное время этого объекта, который мы называем“мировое время”.
Универсальное время очень хорошо работает в повседневной жизни, даже для многих физических измерений, требующих лишь определенной степени точности.Но как только возникает более необходимая необходимость, мы не можем“смешивать”Человеческие существа и предметы на земле, когда это единые и единые физические объекты; также не могут признать, что существует общее время (будь то универсальное время или нет), которое проходит одинаково для всех.В любом случае это предположение становится неработоспособным, когда объектом исследования являются чрезвычайно быстро движущиеся объекты, например, частицы в ускорителе или космическое излучение (которое тоже является частицей, но ускоряется естественными космическими процессами).
Время идет на земле, ничего нет“общее время”, интенсивность наших ежедневных измерений не позволяет нам этого увидеть.Но важно понимать, что на фундаментальном, концептуальном уровне невозможно согласовать явления природы с целостной концепцией времени, проходящего одинаково для всех объектов.Похоже, понятие общего времени устарело.Ему нет места в рамках теоретических или философских размышлений о природе мира.Остается понятие времени, присущее каждому человеку, но оно отражает лишь то, как мы воспринимаем мир, а не то, как устроен сам мир.
Но (к счастью) существует совершенно определенная *рамка, внутри которой происходят различные явления: это пространство-время.Его геометрические свойства бесспорно определены.Оно образует общую основу всех физических объектов, всех наблюдателей и всех физических явлений: все мы (без исключения) живем в пространстве-времени, а не в пространстве-времени.“в пространстве и времени”.
Новая теория Эйнштейна—Сужение теории—Оно высечено во времени и пространстве.В этом его преимущество: пока законы описываются в этих рамках, они“волшебно”С более элегантным и простым выражением лица!Например, согласно уравнению Лоренца—Это полностью ввело в заблуждение физиков начала двадцатого века.—Суперпозиция скоростей трактуется просто как вращение в пространстве и времени (т. е. обычное вращение в трехмерном пространстве распространяется на четырехмерное пространство).Изменение скорости (в обычном понимании) — это всего лишь угол в пространстве-времени.Кинезиология—До тех пор рассматривается как изменение временной шкалы—Становится геометрией пространства и времени, то есть“геометрия времени”(хроногéoméпопробую).
Давайте подумаем о принципе инерции Ньютона:“Свободный объект (объект, на который не действуют никакие внешние силы) остается в покое или движется прямолинейно с равномерной скоростью в пространстве.”В специальной теории относительности этот принцип выглядит следующим образом:“Свободный объект движется прямолинейно в пространстве-времени.”Утверждения и концепции становятся проще.
Можно видеть, что теория Эйнштейна в целом относительно проста в выражении законов физики.Конечно, само по себе это не означает, что это правильно.Но многие физики (в том числе и Эйнштейн) долгое время считали, что простота, сжатость и единство теории могут быть благоприятным знаком.но люди знают—Эйнштейн постоянно повторял это—Окончательным критерием остается экспериментальное тестирование: простой элегантности или простоты теории недостаточно для ее правильного применения в реальном мире.Правила физики строгие!С этой точки зрения специальная теория относительности прекрасно выдерживает все проверки.
об авторе
отметка·Лашез-Рей(Marc Lachièze-Rey)
Французский национальный научный исследовательский центр (CNRS) Небесная физика и космологи в основном сосредоточены на топологии времени и космической топологии, гравитации и темной материи. : Физика прекрасное замечательное «путешествие» «Бесконечное: от философии до небесной физики», «Macross: новая физика», «Вселенная» и так далее.
История гравитационных волн объясняет, как физики используют теорию относительности для обнаружения и изучения черных дыр.