黑洞与暗能量:一首宇宙的命运交响

2018-12-03 02:55苟利军
中国科技教育 2018年2期
关键词:天体黑洞宇宙

我为什么推荐这本书?

黑洞是宇宙间非常神秘的一类天体,因为它自己不会产生任何光,而且人类也不能探究到其内部的组成和结构。在黑洞知识的科学普及方面,对国人影响力最大且出现最早的科普读物莫过于20年前湖南科技出版社的《黑洞》一书。此书最早由法国天文学家让-皮埃尔·卢米涅写于1992年,中文版于2001年出版。而在第1版出版将近20年之后,一些理论和观测都有了新的进展,促使作者对原书进行了修订,并添加了一些新的内容。最新中文版近期刚刚由人民邮电出版社图灵教育出版。新版保留了第1版的整体框架,详细讲解了黑洞的过去和今生,并在此基础之上添加了量子引力和我们宇宙的未来命运的内容。

1998年,美国科学家发现宇宙竟然在加速膨胀,这与人们原来的想象完全相反!这一发现可以说是近几十年来最大的天文发现之一,并因此在2011年获得诺贝尔物理学奖。而驱动宇宙加速膨胀的原因就是一种性质非常神秘的暗能量,它在宇宙质量比中占到70%。对此,作者在最后一个章节也花了不少文字解释。因此,这本书的名字也从原来的《黑洞》扩展到了《黑洞与暗能量》。

为了讲述黑洞的过去,作者首先从预言黑洞存在的理论——广义相对论讲起。此后,作者从天文观测的角度讲述了黑洞如何诞生和黑洞的种类。就黑洞诞生的问题,作者不惜花大篇幅完整讲述了整个恒星的演化历史,不仅讲到了黑洞的形成,还提到了其他可能形成的产物。在黑洞的种类问题上,书中既涉及理论推理,比如原初黑洞,又涉及观测结果,比如X射线双星中的黑洞和星系中心的黑洞,等等。

当然,对于黑洞周围所发生的一些有趣现象,读者们也一定很想弄明白一些问题,比如宇宙飞船掉入巨型黑洞时会不会被撕碎,时间会不会在黑洞表面停滞,等等。几年前,电影《星际穿越》中给出了一个黑洞的图片:黑洞被一个草帽状气体盘所包围,大家对这一样子的黑洞印象非常深刻。其实,作者在本书中也给出了一个非常类似的图片,正如作者所说,这是他在1979年就已经计算得到了的黑洞形状。可以说,凡是涉及黑洞的任何问题,几乎都可以在本书中找到答案。

卢米涅是一位天文学家,同时也是一位诗人,所以,他在文中使用了很多优美的比喻,比如用“黑天鹅”描述我们发现的第一个位于天鹅座中的黑洞,用“火中凤凰”比喻恒星坍缩爆发之后遗留下来的产物。这些形象的比喻让书中内容变得更为有趣。

最后值得一提的是本书译者之一是廈门大学教授卢炬甫老师(也是第1版《黑洞》的译者)。而对于新版,在第1版翻译的基础上,第二译者余超对于新添内容做了精彩的翻译。卢炬甫老师最终又对全书进行了审校,所以翻译质量很是值得信赖。但很遗憾的是,在此书刚刚出版之时,卢炬甫老师因病去世。不过,愿好书让更多人看到,这也是对卢老师的一种告慰吧!

编辑有话说

恐怕在宇宙的种种奇观当中,没什么比黑洞更令人心驰神往的了——尽管它足以毁灭一切。它的神秘与狂暴,值得科学家们穷尽一生去探究。

在很小的时候,我理解的黑洞就是个孤零零的小黑门,有点像宇宙中的一个下水道,会把经过它身边的一切都吸走;在看过《星际穿越》之后,我才知道吸积盘的概念,意识到其实黑洞也可以看上去很美。于是我当然也想了解更多黑洞的故事,这是一种本能的好奇。看来不仅仅是我一个人有这种想法,因为当遇到《黑洞与暗能量》一书的时候,整个编辑部一致决定:本期的荐书就做它。

钟狼将:苟老师也是这本书的推荐人之一。请问您是如何对黑洞产生兴趣的?可以简单讲讲吗?

苟利军:其实对于黑洞的深入了解,最初并非来自于我自身的兴趣,还是来自于科研。我在博士毕业之后,机缘巧合地从我原来所做的理论研究方向伽马射线暴,转到了通过观测方式对于黑洞的基本性质作测量。正是在这个环境之下,我才开始真正地稍微深入一些地对黑洞有了了解。

钟狼将:天体物理学或者宇宙学对于大部分人来说还是太过晦涩了。如果一个人突然对这方面感兴趣了,他有可能在这方面自学成才吗?

苟利军:如果一个人突然有兴趣,但是因为天体物理或者宇宙学所涉及的物理知识过于多或者深入,所以一个人很难通过自学成才的方式而达到一个比较高的层次,老师的指导是必需的。当然如果仅仅想有一些基本物理的了解,这个是可以通过自学获得的。

钟狼将:正如牛顿的理论曾经被认定是永恒的真理,但最后却被爱因斯坦“革了一命”。您觉得我们如今的物理学在未来会迎来大变革吗?可能会出现在哪个方面?

苟利军:这的确是一个极具挑战性的问题,限于我对物理全局没有一个大的了解,所以我也很难给出一个物理学在什么方面会有大的变革。不过我倒是很期望物理学能够在量子引力方面会有大的突破,能够真正找到验证某种合适理论正确的证据。

作者简介

让-皮埃尔·卢米涅是世界知名天体物理学家和黑洞问题专家,“乔治·勒梅特天文学奖”获得者,现任法国国家科学研究院下属巴黎默顿天文台宇宙理论研究部主任,从事相对论天体物理和宇宙学研究。作者同时还是一位作家和诗人,曾荣获法国艺术及文学勋章军官勋位,著有《无穷》等多部畅销科普作品。

荐书人简介

苟利军,中国科学院国家天文台研究员。本硕曾就读于南京大学天文系,后在美国宾夕法尼亚州立大学、美国哈佛大学天体物理研究中心进修。现在是中国科学院国家天文台青年千人研究员和恒星级黑洞爆发现象研究创新团组负责人。

荐书人私房书单

·[美]阿里尔·瓦尔德曼,《太空生存指南》,浙江人民出版社

·作者:[美]珍娜·莱文,《引力波》,中信出版社

·[英]斯图亚特·洛维,《宇宙信息图》,北京联合出版公司

·[美]大卫·德沃金,罗伯特·史密斯,《太空之眼:哈勃望远镜25年太空探索全记录》,北京联合出版公司

·[法]让-吕克·罗贝尔-艾斯尔,《宇宙之美:从大爆炸到大坍缩,跨越200亿年的宇宙编年史》,北京联合出版公司

·[英]詹姆斯·吉奇,《丈量宇宙》,新星出版社

猜你喜欢
天体黑洞宇宙
一张图了解黑洞
宇宙第一群
给黑洞拍张照
测量遥远天体的秘籍
太阳系边缘悬浮着神秘天体
黑洞什么样,有图有真相
枯叶黑洞
这宇宙
“万有引力和天体运动”测试题
宇宙最初的大爆炸