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宇宙的最后三分鐘

宇宙的最后三分鐘

出版社：天津科學(xué)技術(shù)出版社出版時(shí)間：2020-07-01
開本： 32開 頁數(shù)： 210
本類榜單：科普讀物銷量榜
中 圖 價(jià):¥52.4(7.5折) 定價(jià)  ¥69.9 登錄后可看到會(huì)員價(jià)
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宇宙的最后三分鐘 版權(quán)信息

  • ISBN：9787557680091
  • 條形碼：9787557680091 ; 978-7-5576-8009-1
  • 裝幀：一般輕型紙
  • 冊(cè)數(shù)：暫無
  • 重量：暫無
  • 所屬分類：>

宇宙的最后三分鐘 本書特色

●著名物理學(xué)家保羅·戴維斯經(jīng)典之作，人人讀得懂的宇宙學(xué)科普著作，是每一個(gè)關(guān)心宇宙和人類未來的人不可錯(cuò)過的一本大師級(jí)作品。 ● “科學(xué)大師書系”經(jīng)典再現(xiàn)。中國科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)教授金力，科技創(chuàng)新研究者、清華大學(xué)教授陳勁，世界著名哲學(xué)家、《直覺泵和其他思考工具》作者丹尼爾·丹尼特重磅推薦！ ● 湛廬文化出品。

宇宙的最后三分鐘 內(nèi)容簡(jiǎn)介

●你想過世界末日的場(chǎng)景嗎？宇宙將會(huì)在怎樣的場(chǎng)景下走向末日？是遭遇小行星撞擊，還是遭遇彗星撞擊，又或是銀河系遭遇另一個(gè)星系的撞擊？在《宇宙的很后三分鐘》，保羅·戴維斯將為你介紹關(guān)于宇宙未來的近期新理論，帶你破解宇宙終結(jié)之謎。一本人人讀得懂的宇宙學(xué)科普著作。 ●所有你關(guān)心的宇宙未來的話題：小行星撞擊、熱力學(xué)第二定律、宇宙誕生的很初三分鐘、恒星的末日、黑洞、引力輻射、太空移民、外星智慧生命、循環(huán)宇宙模型……你都可以在本書中找到！

宇宙的最后三分鐘 目錄

01 宇宙會(huì)消亡嗎

02 逐步消亡的宇宙

03 *初的三分鐘

04 恒星的末日

05 黑夜降臨

06 稱稱宇宙的質(zhì)量

07 永遠(yuǎn)很遠(yuǎn)

08 慢車道上的生命

09 快車道上的生命

10 暴卒和突生

11 世界沒有盡頭嗎


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宇宙的最后三分鐘 節(jié)選

02逐步消亡的宇宙 1856 年，德國物理學(xué)家赫爾曼·馮·亥姆霍茲（Hermann von Helmholtz）做出了科學(xué)史上*令人感到沮喪的預(yù)言—宇宙正在消亡。這個(gè)天啟般的預(yù)言依據(jù)的是熱力學(xué)第二定律。該定律于19 世紀(jì)早期被提出，*初用來說明熱機(jī)效率，但很快人們就發(fā)現(xiàn)它具有更普遍的意義，即整個(gè)宇宙都適用。 簡(jiǎn)而言之，熱力學(xué)第二定律指明，熱量是由熱向冷流動(dòng)的。這是物理系統(tǒng)的一個(gè)常見而又明顯的特性，從做飯或咖啡冷卻這些日常小事中，我們可以清晰地看到這個(gè)定律的作用方式：熱量從溫度較高的地方流向溫度較低的地方。這并不神秘。熱以分子運(yùn)動(dòng)的形式在物質(zhì)中表現(xiàn)出來。在氣體中，分子會(huì)四處亂竄并相互碰撞，包括空氣中的分子也是如 此。即使在固體中，原子也在劇烈地運(yùn)動(dòng)著。物體的溫度越高，分子的運(yùn)動(dòng)就越劇烈。如果兩個(gè)溫度不同的物體相接觸，較熱物體中運(yùn)動(dòng)比較劇烈的分子很快就會(huì)擴(kuò)散到較冷物體的分子中。 因?yàn)闊崃苛鲃?dòng)是單向的，所以該過程在時(shí)間上是不對(duì)稱的。如果放映一部記錄熱量由冷的地方到熱的地方自發(fā)性地流動(dòng)的影片，那它看上去就像河水倒流至高山、雨滴升至云層，非；奶瓶尚。因此，我們可以確定熱量流動(dòng)的基本方向，通常用從過去指向?qū)淼募^表示（見圖2-1）。這個(gè)“時(shí)間箭頭”表明了熱力學(xué)過程的不可逆性，物理學(xué)家為此著迷了150 年。 馮·亥姆霍茲、魯?shù)婪?middot;克勞修斯（Rudolf Clausius）和威廉·湯姆森（William Thomson，又稱開爾文勛爵）的研究向人們普及了熱力學(xué)中一個(gè)描述不可逆轉(zhuǎn)的變化的重要物理量——熵。在簡(jiǎn)單的熱冷物體相接觸的情境中，熵等于熵增過程中流入物質(zhì)的熱量除以物質(zhì)的溫度。假定少量熱量從熱物體流入冷物體，熱物體將失去一些熵，那么冷物體將獲得一些熵。由于這個(gè)過程中轉(zhuǎn)移的熱量相同，但溫度不同，因此，冷物體獲得的熵將大于熱物體損失的熵，整個(gè)系統(tǒng)的總熵值（熱物體的熵加上冷物體的熵）也就增加了。由此可得出熱力學(xué)第二定律的一個(gè)原則：一個(gè)系統(tǒng)的熵永遠(yuǎn)不可能減少，因?yàn)闇p少就意味著一些熱量自發(fā)地從低溫物體流向了高溫物體，而這種現(xiàn)象顯然是不可能發(fā)生的。 熵永遠(yuǎn)不會(huì)下降。這個(gè)定律適用于所有的封閉系統(tǒng)。以冰箱為例，冰箱可以將熱量從低溫物體（冰箱內(nèi)部）傳遞到高溫物體（冰箱外部），那么整個(gè)系統(tǒng)的總熵值就必須考慮冰箱運(yùn)行所消耗的能量，因?yàn)闊崃總鬟f過程本身會(huì)使熵增加。正因?yàn)槿绱，在通常情況下，冰箱運(yùn)行產(chǎn)生的熵會(huì)超過冰箱從低溫物體到高溫物體因熱量的傳遞而導(dǎo)致的熵減少。在自然系統(tǒng)中，比如那些涉及生物有機(jī)體或者晶體形成的系統(tǒng)，其中一部分熵通常會(huì)下降，但這個(gè)下降總是由系統(tǒng)另一部分的熵的增加換來的？偠灾赜肋h(yuǎn)不會(huì)下降。 如果將整個(gè)宇宙看作一個(gè)封閉系統(tǒng)，在沒有“外部”的基礎(chǔ)上，我們可以根據(jù)熱力學(xué)第二定律做出一個(gè)重要的預(yù)測(cè)：宇宙的總熵永遠(yuǎn)不會(huì)減少。事實(shí)上，熵會(huì)一直冷酷無情地增加。我們眼前就有一個(gè)很好的例子—太陽，它不斷地向寒冷的太空深處散發(fā)熱量，而熱量進(jìn)入宇宙，永不返回，這是一個(gè)驚人的不可逆的過程。 如果真如上文所述，便會(huì)不可避免地產(chǎn)生一個(gè)問題： 宇宙的熵會(huì)永遠(yuǎn)增加嗎？想象一下，一個(gè)熱物體和一個(gè)冷物體在熱力學(xué)封閉（絕熱）的容器中相互接觸，熱能從熱物體傳遞到冷物體，熵會(huì)增加，但*終冷物體會(huì)變暖，熱物體會(huì)冷卻，進(jìn)而兩個(gè)物體達(dá)到相同的溫度。當(dāng)達(dá)到這種狀態(tài)時(shí)，就不會(huì)再發(fā)生熱能傳遞現(xiàn)象。容器內(nèi)的系統(tǒng)將達(dá)到均勻的溫度，即包含*多熵的穩(wěn)定狀態(tài)，這種現(xiàn)象被稱為熱動(dòng)平衡（thermodynamic equilibrium）。只要系統(tǒng)保持隔離，就不會(huì)有進(jìn)一步的變化；但如果物體受到某種形式的干擾，比如，從容器外部引入更多的熱量，那么就會(huì)產(chǎn)生進(jìn)一步的熱活動(dòng)，熵將增加到更大的峰值。 這些熱力學(xué)的基本原理向我們揭示了天文學(xué)和宇宙學(xué)方面的什么規(guī)律呢？在太陽和大多數(shù)其他恒星中，熱量的外流雖然可以持續(xù)數(shù)十億年，但總體而言并不是取之不盡的。正常恒星的熱量是由其內(nèi)部的核聚變過程產(chǎn)生的。正如我們將看到的，太陽終將會(huì)耗盡，除非有大事件能改變這一局面，否則太陽將持續(xù)冷卻到與周圍空間相同的溫度。 雖然馮·亥姆霍茲對(duì)核聚變反應(yīng)一無所知（在當(dāng)時(shí)，太陽巨大能量的來源還是一個(gè)謎），但他認(rèn)識(shí)到了一個(gè)普適規(guī)律：宇宙中的所有物理活動(dòng)都將趨向于熱動(dòng)平衡這一*終狀態(tài)，或*大熵狀態(tài)，隨后宇宙中不會(huì)發(fā)生任何有意義的物理活動(dòng)。這種走向平衡的單向變化過程被早期的熱動(dòng)力學(xué)家稱為宇宙的“熱寂”（heat death）。個(gè)別系統(tǒng)可能會(huì)被外部的干擾事件重新激活，但宇宙本身按其定義沒有“外部”的概念，所以沒有任何東西可以阻止宇宙走向無所不包的熱寂。這似乎是不可避免的事情。

宇宙的最后三分鐘 作者簡(jiǎn)介

保羅·戴維斯 ●澳大利亞阿德萊德大學(xué)物理學(xué)教授，世界著名物理學(xué)家，同時(shí)也是一位能用簡(jiǎn)潔生動(dòng)的語言解釋深?yuàn)W科學(xué)概念的大師。 ●他的研究?jī)?nèi)容包括黑洞、量子場(chǎng)論、宇宙的起源、意識(shí)的本質(zhì)和生命的起源等。在《宇宙的最后三分鐘》里，戴維斯將帶領(lǐng)我們探索“宇宙如何走向終結(jié)”的問題：宇宙會(huì)走向結(jié)束嗎？那時(shí)的人類又將如何，能夠幸免于難、永遠(yuǎn)存在嗎？

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