Tkanina kosmosu

Tkanina kosmosu: przestrzeń, czas i tekstura rzeczywistości
The Fabric of the Cosmos - bookcover.jpg
Wydanie w miękkiej oprawie
Autor Briana Greene'a
Kraj Stany Zjednoczone
Język język angielski
Temat Fizyka teoretyczna , kosmologia , teoria strun
Gatunek muzyczny Literatura faktu
Wydawca Alfreda A. Knopfa
Data publikacji
 2004
Typ mediów Wydrukować
Strony 569
ISBN 0-375-41288-3
OCLC 52854030
523.1 22
Klasa LC QB982 .G74 2004
Poprzedzony Elegancki wszechświat 
Śledzony przez Ikar na krawędzi czasu 

The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality (2004) to druga książka o fizyce teoretycznej , kosmologii i teorii strun , napisana przez Briana Greene'a , profesora i współdyrektora Columbia’s Institute for Strings, Cosmology, and Fizyka astrocząstek (ISCAP).

Wstęp

Greene zaczyna od kluczowego pytania: „czym jest rzeczywistość ?”, a dokładniej: „czym jest czasoprzestrzeń ?” Przystępuje do opisania cech, które uważa za ekscytujące i niezbędne do stworzenia pełnego obrazu rzeczywistości namalowanej przez współczesną naukę . W prawie każdym rozdziale Greene wprowadza podstawowe koncepcje, a następnie powoli dochodzi do punktu kulminacyjnego, zwykle przełomu naukowego. Następnie Greene próbuje połączyć się ze swoim czytelnikiem, przedstawiając proste analogie , aby pomóc wyjaśnić znaczenie koncepcji naukowej bez nadmiernego upraszczania stojącej za nią teorii.

W przedmowie Greene przyznaje, że niektóre fragmenty książki budzą kontrowersje wśród naukowców . Omawia wiodące punkty widzenia w tekście głównym i punkty sporne w przypisach końcowych. Przypisy końcowe zawierają pełniejsze wyjaśnienia punktów, które zostały uproszczone w tekście głównym.

Streszczenie

Część I: Arena rzeczywistości

Głównym tematem Części I jest przestrzeń i czas .

Rozdział 1, „ Drogi do rzeczywistości ”, przedstawia to, co ma nadejść w dalszej części książki, takie jak dyskusje dotyczące fizyki klasycznej , mechaniki kwantowej i fizyki kosmologicznej .

Rozdział 2, „ Wszechświat i wiadro ”, przedstawia przestrzeń jako kluczowy punkt. Pytanie postawione przez Greene'a brzmi: „ Czy przestrzeń jest ludzką abstrakcją, czy też bytem fizycznym ?” Kluczowym eksperymentem myślowym jest obracające się wiadro z wodą , zaprojektowane tak, aby skłonić do zastanowienia się, co tworzy siłę odczuwaną wewnątrz wiadra, gdy się obraca. Szczegółowo omówiono idee Isaaca Newtona , Ernsta Macha i Gottfrieda Leibniza dotyczące tego eksperymentu myślowego.

Rozdział 3, „ Teoria względności i absolut ”, skupia się na czasoprzestrzeni . Powstaje teraz pytanie: „Czy czasoprzestrzeń jest einsteinowską abstrakcją, czy bytem fizycznym?” omówiono koncepcje zarówno szczególnej , jak i ogólnej teorii względności , a także ich znaczenie dla znaczenia czasoprzestrzeni.

W rozdziale 4, „ Splątanie przestrzeni ”, Greene bada rewolucję ery mechaniki kwantowej, skupiając się na tym, co to znaczy, że obiekty są oddzielne i różne we wszechświecie dyktowanym przez prawa kwantowe. W tym rozdziale omówiono mechanikę kwantową, w tym koncepcje fal prawdopodobieństwa i wzorców interferencyjnych , spin cząstek , eksperyment z podwójną szczeliną fotonową oraz zasadę nieoznaczoności Heisenberga . Czytelnik jest również informowany o wyzwaniach stawianych mechanice kwantowej przez Alberta Einsteina , Borysa Podolskiego i Nathana Rosena .

Część II: Czas i doświadczenie

Część II zaczyna się od poruszenia kwestii, że czas jest bardzo znaną koncepcją, ale jest to jedna z najmniej rozumianych koncepcji ludzkości .

Rozdział 5, „ Zamarznięta rzeka ”, dotyczy pytania: „Czy czas płynie?” Jeden z kluczowych punktów tego rozdziału dotyczy szczególnej teorii względności. Obserwatorzy poruszający się względem siebie mają różne koncepcje tego, co istnieje w danym momencie, a zatem mają różne koncepcje rzeczywistości. Wniosek jest taki, że czas nie płynie, ponieważ wszystkie rzeczy istnieją jednocześnie.

Rozdział 6, „ Szansa i strzała ”, pyta: „ Czy czas ma strzałę ?” Czytelnik odkrywa, że ​​prawa fizyki działają zarówno w czasie do przodu, jak i wstecz. Takie prawo nazywa się symetrią odwrócenia czasu . Jednym z głównych tematów tego rozdziału jest entropia . Podano różne analogie, aby zilustrować działanie entropii i jej pozorne paradoksy . Punktem kulminacyjnym rozdziału jest korelacja między entropią a grawitacją oraz fakt, że początkiem Wszechświata musi być stan minimalna entropia .

W rozdziałach 5 i 6 czas został wyjaśniony wyłącznie w kategoriach fizyki przednowoczesnej. Rozdział 7, „ Czas i kwant ”, daje wgląd w naturę czasu w sferze kwantowej . Prawdopodobieństwo odgrywa główną rolę w tym rozdziale, ponieważ jest nieuniknioną częścią mechaniki kwantowej. Eksperyment z podwójną szczeliną powraca, aby ujawnić rzeczy z przeszłości. W tym rozdziale przedstawiono wiele innych eksperymentów, takich jak eksperyment z wymazywaniem kwantowym z opóźnionym wyborem . Zwrócono uwagę czytelnika na inne ważne zagadnienia, takie jak mechanika kwantowa i doświadczenie, a także mechanika kwantowa i problem z pomiarem . Na koniec rozdział ten porusza ważny temat dekoherencji i jej znaczenie dla świata makroskopowego .

Część III: Czasoprzestrzeń i kosmologia

Część III dotyczy makroskopowej sfery kosmosu .

Rozdział 8, „ O płatkach śniegu i czasoprzestrzeni ”, mówi czytelnikowi, że historia wszechświata jest w rzeczywistości historią symetrii . W tym rozdziale skupimy się na symetrii i jej znaczeniu dla ewolucji kosmicznej. Ponownie, ogólna teoria względności jest rozpatrywana jako rozciągająca się tkanina czasoprzestrzeni. Kosmologia, symetria i kształt przestrzeni łączą się w nowy sposób.

Rozdział 9, „ Odparowywanie próżni ”, wprowadza teoretyczną ideę bozonu Higgsa . Ten rozdział koncentruje się na krytycznym pierwszym ułamku sekundy po Wielkim Wybuchu , kiedy to, jak sądzono, nastąpiła gwałtowna zmiana stopnia symetrii we Wszechświecie w procesie znanym jako łamanie symetrii . Rozdział ten wprowadza również w grę teorię wielkiej unifikacji i entropii.

Rozdział 10, „ Dekonstrukcja wybuchu ”, czyni głównym tematem kosmologię inflacyjną . Uwzględnia się ogólną teorię względności i odkrycie ciemnej energii (odpychającej grawitacji), a także stałą kosmologiczną . Rozwiązuje się pewne problemy, które pojawiają się w związku ze standardową teorią Wielkiego Wybuchu, i udziela się nowych odpowiedzi za pomocą kosmologii inflacyjnej. Takie problemy obejmują problem horyzontu i problem płaskości . Omówiono również rozkład materii w kosmosie, w tym koncepcje ciemnej materii i ciemnej energii.

Rozdział 11, „ Kwanty na niebie z diamentami ”, kontynuuje temat inflacji, a strzałka czasu jest również ponownie omawiana. Rozdział dotyczy trzech głównych wydarzeń: powstawania struktur, takich jak galaktyki , ilości energii potrzebnej do powstania wszechświata, który teraz widzimy, oraz pochodzenia strzałki czasu.

Część IV: Pochodzenie i zjednoczenie

Część IV dotyczy nowych teoretycznych aspektów fizyki, szczególnie w dziedzinie autora.

Rozdział 12, „ Świat na sznurku ”, informuje czytelnika o strukturze tkaniny przestrzeni zgodnie z teorią strun . Wprowadzane są nowe koncepcje, w tym długość Plancka i czas Plancka , a pomysły z Eleganckiego wszechświata są ponownie analizowane. Czytelnik dowie się, w jaki sposób teoria strun może wypełnić luki między ogólną teorią względności a mechaniką kwantową.

Rozdział 13, „ Wszechświat na Brane ”, rozwija idee z rozdziału 12, w szczególności M-teorię , której gałęzią jest teoria strun. Ten rozdział poświęcony jest spekulacjom na temat czasu i przestrzeni. Przedstawiono spostrzeżenia wielu fizyków, w tym Edwarda Wittena i Paula Diraca . Rozdział koncentruje się na grawitacji i jej zaangażowaniu w dodatkowe wymiary. Pod koniec rozdziału krótka część poświęcona jest modelowi cyklicznemu .

Część V: Rzeczywistość i wyobraźnia

Część V dotyczy wielu koncepcji teoretycznych, w tym podróży w czasie i przestrzeni .

Rozdział 14, „ W górze na niebie i na ziemi ”, dotyczy różnych eksperymentów z przestrzenią i czasem. Poprzednie teorie są przywołane z poprzednich rozdziałów, takie jak teoria Higgsa, supersymetria i teoria strun. Opisano przyszłe planowane eksperymenty, próbując zweryfikować wiele omawianych koncepcji teoretycznych, w tym składniki ciemnej materii i ciemnej energii, istnienie bozonu Higgsa i weryfikację dodatkowych wymiarów przestrzennych.

Rozdział 15, „ Teleportery i wehikuły czasu ”, opowiada o podróżowaniu w czasie i przestrzeni za pomocą intrygujących metod. Mechanika kwantowa wraca do gry, gdy czytelnik natrafia na teleportację . Stawiane są zagadki dotyczące podróży w czasie, takie jak możliwość podróży w czasie do przeszłości. Koniec rozdziału koncentruje się na tunelach czasoprzestrzennych i teorii, która za nimi stoi.

Rozdział 16, „ Przyszłość aluzji ”, koncentruje się na czarnych dziurach i ich związku z entropią. Główną ideą tego rozdziału jest to, że czasoprzestrzeń może nie być podstawową strukturą struktury wszechświata.

Przyjęcie

The Fabric of the Cosmos stała się najpopularniejszą książką naukową wśród klientów Amazon.com w 2005 roku i znalazła się na liście bestsellerów The New York Times — od publikacji 10 lutego 2004 roku pojawiła się 10 razy w pierwszej piętnastce literatury faktu, osiągając szczyt na 3. miejscu 4 kwietnia, przed wypadnięciem z listy 9 maja. Przy pierwszym druku 125 000 i jako główny wybór Klubu Książki Miesiąca , Knopf spodziewał się, że będzie dobrze.

Dostosowanie

NOVA nakręciła dokumentalną kontynuację popularnej adaptacji Elegant Universe opartej na tej książce The Fabric of the Cosmos i o tym samym tytule. Seria jest prowadzona przez Greene'a i zawiera komentarze wielu innych znanych fizyków, takich jak Max Tegmark i inni.

Ten serial dokumentalny składa się z 4 odcinków (5-8 sezonu 39 , 2011-2012) serialu telewizyjnego Nova:

  1. Tkanina kosmosu: czym jest przestrzeń?
  2. Tkanina kosmosu: iluzja czasu
  3. Tkanina kosmosu: skok kwantowy
  4. Tkanina kosmosu: wszechświat czy wieloświat?

Lynn Elber z Associated Press nazwała to „Oszałamiającą telewizją”.

Dane publikacji

Zobacz też

Notatki

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=The_Fabric_of_the_Cosmos&oldid=1093925531 ”