黑洞简史
出版日期:2016-8
ISBN:9787535789854
作者:[美] 玛西亚•芭楚莎（Marcia Bartusiak)
页数:264页页
作者简介
从诞生之日起，黑洞理论便饱受非议，但这并不妨碍它成为天体物理学研究的焦点和人们对它的广泛喜爱。玛西亚•芭楚莎的《黑洞简史》以时间为序，全面阐述了这项伟大理论的诞生和发展如何与基础物理理论的演进紧密缠结、相互促进，而对黑洞本质的研究将为我们带来一个爱因斯坦梦寐以求的大一统理论，从而解决物理学上的终极问题。
作者还以生动的笔法，清晰地描述了黑洞的神秘成因、奇特属性以及其在宇宙中的统治地位和对宇宙未来的深刻影响，还原了爱因斯坦、霍金等顶级物理学家在这项最令世人困惑的科学探索中表现出的思维碰撞与无畏创新，是一部恢宏的黑洞理论发展史及发现史。
书籍目录
前 言 黑洞之美 14
第1 章 经典黑洞 引力使光无法逃逸 1
苹果树下开启的伟大时代 3
哈雷彗星的现身说法 7
只要是成对出现的恒星，必然彼此靠近 9
米歇尔设想的极限情形 14
如何“看”见不可见的恒星？ 15
第 2 章 相对时空 物质告诉时空如何弯曲 17
经典力学与电磁理论不协调？ 19
宇宙飞船上的时间要比地球上的慢？ 22
广义相对论首胜：水星轨道额外进动43 角秒 29
行星围绕太阳转，其实是陷入太阳制造的时空凹陷？ 31
第 3 章 奇异之点 密度无穷大，体积却为零 39
让相对论熠熠生辉 41
史瓦西奇点 44
令一切物理定律崩溃的地方 46
襁褓期的黑洞 49
第 4 章 恒星危机 不可避免的引力坍塌 51
天狼星的摇晃 53
白矮星的质量上限为1.4 个太阳？ 61
超过钱德拉塞卡极限又如何？ 62
好一个“星级玩笑” 65
准备好“买入”黑洞了吗？ 69
第 5 章 致密星体 新星大爆发宣告了中子星的诞生 71
新星大爆发 73
恒星核将被挤压为半径极小而密度极大的中子裸球？ 75
不同质量恒星的聚变链 79
物质会被压缩得如此致密吗？ 81
第 6 章 永久跌落 恒星将会无限制地持续收缩 83
研究恒星能够避免被捕吗？ 85
奥本海默：中子星也有质量极限 88
恒星坍缩，奇点再现 95
爱因斯坦不相信黑洞 98
普林斯顿的老傻瓜 100
第 7 章 恒星结局 坍缩的结果是形成黑洞 105
古怪金融家资助的反重力研究 107
惠勒：教授相对论是为了了解敌方？ 111
阻止恒星末日 115
殊途同归——黑洞与冻结星 119
将黑洞视界上发生的事视觉化 123
黑洞无毛 125
最后一个逃生出口 128
第 8 章 宇宙之音 以崭新的方式发现宇宙 131
詹斯基：第一位窃听宇宙声音的人 133
射电星的巨大不明能量源 137
“红移”破译奇特光谱玄机 138
只需一秒，便可为整个地球供电数亿亿年？ 141
第 9 章 唯一类型 对于黑洞精确且唯一的描述 145
相对论与天文学的大融合 147
超大质量黑洞正是类星体的巨大能量源 150
GPS ：广义相对论在日常生活中的首次应用
克尔度规：描述旋转物体周围的时空 157
黑洞的唯一类型 161
谁将黑洞这一词语引入天文学？ 163
第 10 章 黑洞旅行 如果你穿越视界进入黑洞 169
科学家大迁徙 171
越过视界的奇异旅程 173
在视界的边缘上，你会永远年轻 175
第 11 章 寻找黑洞 局势明朗到足以让霍金低头认输 177
借探月之名，行黑洞之实 179
天鹅座X-1 ：宇宙头号黑洞嫌疑犯 184
霍金不光彩的赌约 187
形状奇特的宇宙射流是如何产生的？ 188
能量如何逃出黑洞？ 191
命中注定的邂逅 192
第 12 章 黑洞本质 不同尺度下的黑洞会有完全不同的特征 195
以量子力学重塑引力理论 197
霍金：黑洞视界只增不减 199
从“黑洞有熵”到“霍金辐射” 201
黑洞会蒸发吗？会爆炸吗？ 204
基于量子力学的黑洞 206
物理学上的终极问题 208
结 语 引力波探测与黑洞 210
黑洞大事记 217
译后记 黑洞研究的全景图 228
玛西亚·芭楚莎访谈录 232
内容概要
（美）玛西亚•芭楚莎（Marcia Bartusiak)
首位且两度荣获美国物理学会科学写作奖的女性
太平洋天文学会克里普克•罗伯茨奖得主
曾任美国国家航空航天局（NASA）专职记者
《发现》杂志主编、《自然历史》杂志专栏作家
麻省理工学院教授
美国科学促进会、科学研究学会会士
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最早知道霍金是在高中物理课本上，当时就觉得这个人身残志坚，但是对于黑洞理论并没有什么太深的印象，直到后来才慢慢了解到黑洞理论对于天体物理学到底意味着什么。真正系统形象的认识黑洞还是从一部科幻影片里面了解到的，电影中有这样一个情节，当他们驾驶飞船到临近黑洞的一个星球米勒时，飞艇亦因进水而需耗费约一小时排水才能起飞，众人返回母船后发现已渡过了超过23年，黑洞的引力场非常剧烈并且快速变化，任何掉进黑洞的物体都会像意大利面一样被黑洞的巨大引力拉伸，被撕扯成细细的一条物质，即使时间这种抽象存在也会被拉伸，所以在黑洞附近的时间也被拉伸延长了。这是第一次真正形象了解到神秘的黑洞，而不再仅仅是一个抽象的物理概念。黑洞简单的说，就是空间一个引力非常强，强到光都无法逃出来的一个点。其实我们是看不见黑洞的，当我们真的能看得到的时候，一瞬间就会被它吞噬掉，真的是相当霸道啊。但是那么，黑洞是怎样形成的呢？其实，跟白矮星和中子星一样，黑洞很可能也是由恒星演化而来的。 当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料，由中心产生的能量已经不多了。这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，直到最后形成体积小、密度大的星体，重新有能力与压力平衡。 质量小一些的恒星主要演化成白矮星，质量比较大的恒星则有可能形成中子星。而根据科学家的计算，中子星的总质量不能大于三倍太阳的质量。如果超过了这个值，那么将再没有什么力能与自身重力相抗衡了，从而引发另一次大坍缩。物质将不可阻挡地向着中心点进军，直至成为一个体积趋于零、密度趋向无限大的“点”。而当它的半径一旦收缩到一定程度，正象我们上面介绍的那样，巨大的引力就使得即使光也无法向外射出，从而切断了恒星与外界的一切联系——“黑洞”诞生了。当黑洞死亡时可能会变成一个“白洞”，它不像黑洞吞噬邻近所有物质，而是喷射之前黑洞捕获的所有物质。真的好神奇，就好像是一个生命的起点与终点一样，也在不断重复着创造与毁灭的轮回。当我们在仰头观望星空，感叹那如同银河般的美丽是恐怕不会想到在我们看不到的角落，有一个大胃王正在吞噬着一切它所能看到的物质，任何物质不管以什么速度都逃脱不掉它的五指山。虽然看似无情如同一个毁灭者一样，但是它也是宇宙星体发展的一个阶段，不论是残忍也好，贪心也好，在这一刻生命的起点终点终于再次相遇，下一刻，就是新生。 -
第一次知道黑洞还是小时候看的《蓝猫淘气三千问》，那时候动画片热播，了解了许多知识，黑洞就是其中之一，连光都逃不出去，那蓝猫淘气是怎么穿越黑洞的？后来逐渐的知道了霍金，又一伟大物理学家，写出了《时间简史》，在这部书中，霍金带领读者遨游外层空间奇异领域，加深了我们对黑洞的理解，使我们初步了解狭了义相对论以及时间、宇宙的起源等宇宙学的奥妙。而美国作家、麻省理工学院教授玛西亚•芭楚莎撰写的《黑洞简史》以时间为轴，用生动的笔法全面阐述了黑洞诞生和发展，成为了一部恢宏的黑洞理论发现史及发展史。看过这本书之后，我们就可以找到我们梦寐以求的答案。在人类发现真理的过程中，无数的事实说明真理的成长需要三个阶段：最开始的无情嘲笑，然后遭到激烈的反对，最终被人们理所当然的接受，而黑洞理论的发展无疑符合了这一点。爱因斯坦的相对论在相当一段时间内被人们所质疑，但是正是由于黑洞，迫使天文学家和物理学家开始认真对待爱因斯坦最令人瞩目的成就——相对论，并推向巅峰。对于相对论，我们也许都了解：如果我们的速度超过光速，那么时间就会倒流。而从关于黑洞初步猜想的诞生，到证实黑洞的存在，花费了人类两个世纪多的时间，幸好有黑洞研究者的永不言弃才使得科学界承认了黑洞的存在。在探索真理的过程中，我们有时会想我们怎样才能发现真理？而通过人类探索真理的发展历史，会发现我们需要一颗对自然怀有的童心——那种强烈的好奇心与探索精神，才使我们发现并认识黑洞。本书从牛顿的万有引力定律讲起，让我们开始了解到星空间的吸引作用；再到爱因斯坦相对论告诉我们时空如何弯曲；之后出现了一个密度无穷大，体积却为零的奇异之点：任何东西，无论是信号、光线还是物质，都无法逃逸，时空在此成为一个无底洞；到最后的星球变化：从恒星、白矮星，到新星、超新星、中子星，再到宇宙黑洞，让我们对星空的变化有了一个初步了解。而今年的LIGO科学合作组织宣布：人类首次直接探测到了引力波，成为了黑洞存在的无可置疑的明证，同时也证实了恒星级双黑洞系统的存在。让我们在玛西亚•芭楚莎教授的带领下，进行奇妙的黑洞探索之旅吧！ -
黑洞对我们普通人来说就是一个神奇的存在，是科学家孜孜以求追随研究的对象，它似乎有一种魔力，左右着人类对宇宙未来的预测，吸引着无数的人们不断地追求和探索。不论是天文学家还是物理学家，也不论是科幻小说作家还是电影制片人，黑洞永远是众人注目的焦点，激发我们的好奇心，想一探究竟。《黑洞简史》作者为玛利亚巴楚莎教授，曾是首位并且两度荣获美国物理学会科学写作奖的女性，玛利亚教授的这本对黑洞发展史的科普著作，给我们带来了一场奇妙的黑洞之旅。以时间为序，以生动有趣的笔法，清晰地描述了黑洞的神秘成因，属性特质，以及在宇宙中的统治地位和对宇宙未来的深刻影响。读起来，并不感觉枯燥、晦涩难懂，反而能通俗易懂的掌握知识，并且充满幽默和风趣。1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》，提出万有引力定律，揭开的第一次物理学的巨大进步。随着科学的不断发展进步，约翰米歇尔提出了牛顿版的黑洞存在说，当恒星的质量大到一定的程度，其巨大的引力使得光也无法从中逃逸。直到爱因斯坦发表广义相对论，成功的将狭义相对论扩展到强引力场的运动。引力被看成是质量对弹性时空的影响，物体沿着时空中的凹陷运动，又一次激发物理学的大飞跃。二十世纪下半叶大量科学观测和研究证实黑洞的存在，史蒂芬霍金证明了黑洞会发出辐射。引力波信号会成为黑洞存在提供第一手直接的证据，并在最新的研究探测中得到证实。当今被论证的科学理论，未来也许会发现它们是错的；现在看起来是错误的理论，未来也许终将成为真理，罗伊科尔如是说。随着科技的不断进步和科学探测的发展，从猜想到证实，从错误的判断到正确的理论，黑洞的发展历史经历了戏剧性的成长轨迹，走过曲折的历史，这也正是科学进步的轨迹，人类不断前进的历史。本书提供了诸多罕见的资料，信息量颇多的史实和照片，著名的天文学家和物理学家的名言和趣闻轶事，在每一个我们关切的提问和解答中，将黑洞的简史娓娓道来，异常精彩，极具历史史实性和可读性。相信这本科普图书，一定不会让热爱科学喜欢科技的读者们失望。
精彩短评 (总计47条)
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黑洞的神秘，神奇，自然与科学，作者写得好生动，是一部恢宏的黑洞理论发展史及发现史。 -
黑洞的神秘成因 -
一直不被人们所了解的黑洞。 作者用他自己的语言和看法 写下了属于黑洞的历史。 很棒的一本书 个人挺喜欢滴！！ 大力支持！！
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很棒的一本书~ -
相当出色的一部科学史，不过多纠缠于高深莫测的天体物理学知识，而是全景展示黑洞理论研究的发展历程，脉络清晰、引人入胜。向伟大的科学家们致敬！ -
看完特别震撼，思维大碰撞 -
是一部恢宏的黑洞理论发展史及发现史。
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喜欢，多多了解宇宙 -
未知的是什么，我一直对人类最原始的窥视欲感到好奇和恐惧。 -
黑洞本质的研究将为我们带来一个爱因斯坦梦寐以求的大一统理论，从而解决物理学上的终极问题。 -
还好，真是简史。二十世纪物理真是太燃了 -
非常好的一本书，大自然的神奇让我们迷恋啊 -
只要是成对出现的恒星，必然彼此靠近 -
这本要搭配《黑洞与时间弯曲：爱因斯坦的幽灵》一起看，口味更佳 -
电视电影中 黑洞总是跟时空扭曲什么的联系，因为所知甚少所以留下了很大的想象空间，这本书从科学的角度出发告诉你一个真实的黑洞是什么样子的。不可错过的佳作。 -
恢宏的黑洞理论发展史及发现史 -
给纸张先打个分 -
黑洞，无底之洞 -
阐述了这项伟大理论的诞生和发展如何与基础物理理论的演进紧密缠结、相互促进 -
从诞生之日起，黑洞理论便饱受非议，但这并不妨碍它成为天体物理学研究的焦点和人们对它的广泛喜爱 -
黑洞的历史发展历程。 -
一起深入广阔的宇宙深处，探索黑洞的奥秘。 -
看过之后能稍微了解神秘的黑洞~ -
避开复杂的物理概念，而是从发展史的角度来解读，对避免产生对科学读物的畏惧感起到了很大的积极作用，零碎的黑洞及天体物理知识终于串成了线 -
很好的一本书，值得阅读！ -
看不见、不能摸，黑暗的宇宙中无法发现的存在；黑暗的外部下裹藏了未知的一切；它是时间的隧道，还是其它宇宙的通路？好像读！！ -
探索黑洞，就从这本书开始 -
感觉宇宙真的很奇妙，好神奇 -
很有用的教科书 -
黑洞有多大，脑洞就有多大。 -
连物理小白都能看懂（也没少牺牲脑细胞），而且能看入迷的物理科普，推荐推荐。 -
非常不错的一本书(^_^) -
简明地介绍了黑洞从被科学家们鄙弃的虚构概念到迎来黑洞浪潮黄金时代的最强咸鱼翻身史。心疼爱因斯坦被当成普林斯顿的老傻瓜。再次仰望星空时头顶将不再只是倒影着康德的金句，Twinkle, twinkle, little star, how I wonder who you are. -
感觉很有深度的一本书～ -
跟时间简史差不多，挺有意思，属于深入浅出喜大普奔喜闻乐见型读物。 -
好书。志向高远的狗围着黑夜不停吠叫，驱逐我去另一个故乡。 -
黑洞理论从斯瓦西奇点到爱因斯坦引力波，再到霍金辐射；人物故事从牛顿错过的伟大发现，到爱因斯坦最初的拒绝，直至霍金痴迷……Black Hole 书名译为《黑洞简史》不为过，适合我们这些黑洞“菜鸟”。 -
神秘的黑洞，对物理感兴趣的人可以读一读这本书，应该能解决很多疑惑。 -
黑洞引力触发无限遐想！天文学本身也是一个神秘的存在！ -
有关黑洞的知识型干货太少，基本上讲的是人类发现和确认宇宙中存在黑洞的过程，真正想了解黑洞相关物理知识的读者可以绕道了。。。 -
今年一定要多看科普书，领略宇宙的美！ -
物理学知识很难懂，但同时又有一种独特的魅力，是一种不断求知、探索、解密的成就感 -
从时间简史到果壳中的宇宙。从大爆炸自奇点开始到黑洞最终会蒸发。统一两大基础理论，宇宙存在多久？是否大爆炸理论成立？黑洞吞噬着整个宇宙吗？还是宇宙本身就是一个黑洞？很有深度的一本书，想读。 -
方生方死，方死方生。黑洞，恒星的终点，未知的起点。 -
纸质太差 -
读后需要思考的一本书，很值得读。 -
神秘的黑洞，神秘的力量。大量的档案资料，还原黑洞相对的历史。