引力波：2017年諾貝爾物理學奬獲奬LIGO團隊的“”故事 9787508676999 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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齣版社： 中信齣版社

ISBN：9787508676999

商品編碼：29665291888

包裝：精裝

齣版時間：2017-07-01

基本信息

書名：引力波：2017年諾貝爾物理學奬獲奬LIGO團隊的“”故事

定價：69.00元

作者：珍娜·萊文(Janna Levin)；鬍小銳,萬慧

齣版社：中信齣版社

齣版日期：2017-07-01

ISBN：9787508676999

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：精裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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一手的翔實資料，燒腦的科學知識，精彩的人性故事，堅毅的科學精神，生動呈現引力波長達14億光年的星際之旅。

李淼、張雙南、基普·索恩、曹軍威外物理學與天文學大咖陣容聯袂力薦。

“能夠穿越星際的，唯有引力波和愛”，《引力波》是一部關於引力波的編年史和科普大片，也是一個有情節、有聲音、有溫度的“”故事和一部劃時代的使命宣言。

引力波的發現，補全瞭愛因斯坦廣義相對論缺失的一塊拼圖”，是過去100年重要的宇宙學發現，LIGO項目組成員將是未來諾貝爾物理學奬的有力角逐者。

內容提要

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十幾億年前，在浩瀚宇宙的某個時空，兩個黑洞發生瞭碰撞。其中一個黑洞的質量是太陽的29倍，另一個是太陽的36倍，它們碰撞後閤並成一個大黑洞，質量達到太陽的60倍。黑洞碰撞是宇宙起源以來威力*的天文事件之一，釋放齣的能量超過1021個太陽。黑洞閤並時，無數能量以引力波的形式，不停地嚮外傳播，在時空中蕩起層層漣漪。
1916年，阿爾伯特?愛因斯坦在一篇關於廣義相對論的論文中預言瞭引力波的存在。2015年9月，引力波經過長達14億光年的星際旅行來到瞭地球。
從伽利略用一架簡陋的望遠鏡觀察太陽開始，人類利用400多年來所拍攝的一係列靜止的太空照片，匯編成一部講述宇宙曆史的無聲電影。然而，所有望遠鏡都無法記錄黑洞碰撞的過程，人類能夠捕捉到的*綫索可能就是時空振蕩發齣的聲音。
半個世紀之前，一股記錄宇宙聲音的熱潮悄然掀起。為瞭“在相當於地球周長1000億倍的距離上測量齣比人的頭發絲直徑還要小的長度變化”，為瞭給宇宙曆史這部無聲電影配上一張原聲大碟，許多科研人員全身心地投入到引力波探測實驗當中。
2015年9月和2016年2月，激光乾涉引力波天文颱（LIGO）兩次成功探測到引力波，證實瞭100年前愛因斯坦的預言。十幾億年前，在浩瀚宇宙的某個時空，兩個黑洞發生瞭碰撞。其中一個黑洞的質量是太陽的29倍，另一個是太陽的36倍，它們碰撞後閤並成一個大黑洞，質量達到太陽的60倍。黑洞碰撞是宇宙起源以來威力*的天文事件之一，釋放齣的能量超過1021個太陽。黑洞閤並時，無數能量以引力波的形式，不停地嚮外傳播，在時空中蕩起層層漣漪。

1916年，阿爾伯特?愛因斯坦在一篇關於廣義相對論的論文中預言瞭引力波的存在。2015年9月，引力波經過長達14億光年的星際旅行來到瞭地球。

從伽利略用一架簡陋的望遠鏡觀察太陽開始，人類利用400多年來所拍攝的一係列靜止的太空照片，匯編成一部講述宇宙曆史的無聲電影。然而，所有望遠鏡都無法記錄黑洞碰撞的過程，人類能夠捕捉到的*綫索可能就是時空振蕩發齣的聲音。

半個世紀之前，一股記錄宇宙聲音的熱潮悄然掀起。為瞭“在相當於地球周長1000億倍的距離上測量齣比人的頭發絲直徑還要小的長度變化”，為瞭給宇宙曆史這部無聲電影配上一張原聲大碟，許多科研人員全身心地投入到引力波探測實驗當中。

2015年9月和2016年2月，激光乾涉引力波天文颱（LIGO）兩次成功探測到引力波，證實瞭100年前愛因斯坦的預言。

在《引力波》一書中，作者珍娜?萊文再現瞭50多年來，LIGO科學閤作組織的科研人員在此過程中麵臨的睏難、經受的考驗和付齣的艱辛。引力波探測本來隻是一個有意思的思想實驗，但引起瞭雷納?韋斯、基普?索恩和羅納德?德雷弗的注意。為瞭把夢想變成現實，他們組建瞭一支規模達數百人的國際性研究團隊，建造瞭兩颱靈敏度非常高的巨型探測器。他們一直在跟時間賽跑，希望在愛因斯坦提齣引力波概念100周年紀念日到來之前，能聆聽到來自遙遠太空的“引力波藍調”。

珍娜?萊文在《引力波》一書中將這個精彩程度不亞於《星際穿越》的故事娓娓道來，以引人入勝的筆觸為我們描述瞭其間的驚奇、失望、成就、風險和人性。

《引力波》是一部關於引力波的編年史，有情節，有聲音，更有溫度。

目錄

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推薦序

V

章 黑洞碰撞 6

第2章 宇宙的聲音 9

第3章 廣義相對論 23

第4章 引力波探測先驅 36

第5章 錯誤的宣言 47

第6章 “40米”實驗室 56

第7章 藍皮書與三巨頭 64

第8章 發現脈衝星 74

第9章 實驗室裏的開拓者 82

0章 漢福德天文颱 90

1章 臭鼬工廠 101

2章 霍金的賭局 114

3章 羅生門事件 122

4章 利文斯頓天文颱 131

5章 一群探索宇宙奧秘的人 143

6章 與時間賽跑

作者介紹

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作者：（美國）珍娜·萊文（Janna Levin）

美國哥倫比亞大學巴納德學院的物理學和天文學教授，布魯剋林藝術與科學中心“先鋒工廠”（Pioneer Works）的科學總監。

她一直緻力於黑洞、宇宙的額外維度、時空與引力波的研究，齣版過《宇宙溯源》（How the Universe Got Its Spots）、《圖靈機狂人夢》（A MadmanDreams of Turing Machines）等著作。

2011年3月，她發錶瞭TED演講《宇宙的聲音》（Thesound the universe makes）。2012年，她獲得古根海姆奬。

文摘

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序言

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跨越時空的聆聽者：揭開引力波的神秘麵紗 宇宙並非一片寂靜，它低語著，咆哮著，講述著自身宏大的敘事。而在人類的漫長探索中，我們終於學會瞭傾聽。2015年9月14日，一聲微弱但意義非凡的“嗶”聲，穿越瞭13億光年的漫漫長夜，抵達瞭地球上的探測器。這不是簡單的信號，這是宇宙深處一場驚天動地的盛宴——兩顆黑洞碰撞閤並的餘音。這便是引力波，愛因斯坦百年前的預言，如今化為觸手可及的現實。 本書將帶領你一同走進這場跨越世紀的科學徵程，探尋引力波探測的奧秘，感受那些為之奉獻一生、用智慧和毅力點亮科學之光的偉大科學傢們的故事。這不僅是一本關於物理學的科普讀物，更是一部關於人類好奇心、協作精神和不懈追求真理的史詩。 第一章：寂靜宇宙中的漣漪——引力波的理論之光 愛因斯坦的廣義相對論，如同一顆璀璨的明珠，深刻地改變瞭人類對宇宙的認知。他描繪瞭一個引力並非一種“力”，而是由質量和能量彎麯時空所産生的幾何效應。而在這時空織錦的褶皺中，存在著一種更為神秘的波動——引力波。想象一下，將一塊巨石投入平靜的湖麵，水麵會泛起層層漣漪。同樣的，當宇宙中發生劇烈的質量重排事件，例如超新星爆發、中子星閤並，甚至是黑洞的舞蹈，都會在時空中激起漣漪，這些漣漪便是引力波。 然而，引力波的誕生伴隨著巨大的能量，但它們在穿越浩瀚宇宙的過程中，能量會不斷衰減，到達地球時，其擾動微弱得如同原子核直徑的百萬分之一。這意味著，捕捉它們需要前所未有的靈敏度和精確度。愛因斯坦在提齣理論後的幾十年裏，引力波的存在更多地停留在理論層麵，而對其實測的探索，則顯得遙不可及。 第二章：百年追尋的執念——從猜想到驗證的漫漫長路 早在20世紀初，科學傢們就開始瞭對引力波的理論探索和早期嘗試。馬剋斯·玻恩、霍華德·羅伯遜等物理學傢對引力波的傳播特性進行瞭研究。然而，建造能夠探測如此微弱信號的儀器，在當時的科技水平下，無疑是天方夜譚。 進入20世紀中葉，隨著科技的飛速發展，特彆是激光技術和精密測量技術的進步，人類終於看到瞭捕捉引力波的曙光。約瑟夫·韋伯是最早將探測器付諸實踐的科學傢之一。他設計的“韋伯探測器”，利用瞭鋁製圓柱體作為諧振器，希望能夠捕捉到引力波的震動。盡管韋伯探測器在之後的研究中被證明靈敏度不足，無法準確捕捉到引力波，但他 pioneering 的精神和探索的勇氣，為後來的引力波探測研究鋪平瞭道路，也激勵瞭一代又一代的科學傢投身於這項偉大的事業。 第三章：LIGO的誕生——傾聽宇宙之聲的宏偉藍圖 20世紀80年代，一個雄心勃勃的計劃開始孕育，旨在建造一個能夠真正探測到引力波的巨型實驗室——激光乾涉引力波天文颱（LIGO）。LIGO項目匯聚瞭來自世界各地頂尖的科學傢和工程師，他們懷揣著同一個夢想：建立一個前所未有的“引力波耳朵”，傾聽宇宙最深處的秘密。 LIGO的核心技術是激光乾涉儀。想象一下，兩束激光沿著相互垂直的“L”形臂傳播，它們各自經過長達數公裏的真空管道，然後反射鏡將它們再次匯聚。在沒有引力波擾動的情況下，這兩束激光在到達探測器時會相互抵消，形成“暗條紋”。然而，當引力波穿過時，它會極輕微地拉伸或壓縮時空的長度，導緻兩束激光傳播的距離發生微乎其微的改變，從而打破乾涉的平衡，在探測器上産生可測量的信號。 為瞭達到所需的精度，LIGO的建造過程充滿瞭挑戰。數公裏的真空管道需要達到前所未有的潔淨度；數以噸計的反射鏡需要以原子級彆的精度進行拋光和懸掛；為瞭消除任何細微的震動乾擾，整個儀器都置於極其精密的隔震係統中。這不僅僅是一項科學研究，更是一項工程上的奇跡。 第四章：磨礪與等待——在數據中尋找那微弱的信號 LIGO項目在建造過程中曆經瞭無數次的實驗、調試和升級。科學傢們不僅要麵對技術上的難題，還要承受漫長而枯燥的等待。引力波事件並非每天都會發生，而且即使發生瞭，探測到的信號也可能非常微弱，淹沒在儀器的背景噪聲之中。 為瞭區分真實的引力波信號和各種乾擾，科學傢們開發瞭復雜的算法和數據處理技術。他們需要精確地模擬各種可能産生的引力波信號，並與實際探測到的數據進行比對。每一次的“疑似信號”都需要經過嚴格的審查和驗證，排除所有已知的乾擾源，纔能被視為一次潛在的引力波探測。這期間，有無數次的失望，但也有無數次堅持。 第五章：曆史的突破——2015年的“第一聲” 2015年9月14日，一個普通的日子，卻在人類科學史上留下瞭濃墨重彩的一筆。位於美國漢福德和利文斯頓的LIGO探測器，幾乎同時探測到瞭一個極其相似的信號。經過嚴密的分析，科學傢們確認，這並非儀器故障或背景噪聲，而是來自13億光年前，兩顆黑洞閤並産生的引力波。 這被稱為GW150914，它的意義非凡。它不僅第一次直接探測到瞭引力波，證實瞭愛因斯坦的預言，更開啓瞭引力波天文學的新紀元。科學傢們通過分析這個信號，首次“看到”瞭兩個質量分彆約為36倍和29倍太陽質量的黑洞，以驚人的速度相互繞轉，最終閤並成一個約62倍太陽質量的黑洞。其中約3倍太陽質量的物質，以引力波的形式輻射齣去，其能量之巨大，難以想象。 第六章：群星閃耀——LIGO團隊的智慧與協作 GW150914的成功探測，是LIGO閤作組織中數百名科學傢、工程師和技術人員集體智慧的結晶。這個龐大的團隊，來自世界各地的幾十所高校和研究機構，他們為瞭共同的目標，剋服瞭地域、文化和學術上的差異，緊密協作，精誠閤作。 從最初的概念設計，到儀器的建造、維護和升級，再到數據分析和理論解釋，每一個環節都離不開團隊成員的辛勤付齣。他們中的許多人，將自己的職業生涯奉獻給瞭引力波探測事業，他們是默默無聞的幕後英雄，用堅韌不拔的毅力，書寫瞭科學的傳奇。2017年，LIGO團隊因此榮獲諾貝爾物理學奬，是對他們傑齣貢獻的最高肯定。 第七章：引力波天文學的黎明——開啓宇宙的新視角 GW150914的發現，僅僅是一個開始。此後，LIGO和其歐洲的姊妹探測器——室女座乾涉儀（Virgo），以及日本KAGRA探測器，陸續探測到瞭更多的引力波事件，包括黑洞閤並、中子星閤並等。 2017年8月17日，GW170817事件的探測，更是具有裏程碑意義。這是人類首次同時探測到引力波和電磁波（包括伽馬射綫、X射綫、可見光和射電波）來自同一天體物理事件——兩顆中子星的閤並。這次“多信使天文學”的成功，不僅證實瞭引力波的産生機製，也為我們提供瞭研究核物理、元素起源（例如黃金和鉑金的閤成）等前沿科學問題的全新窗口。 引力波天文學就像為我們打開瞭宇宙的一個全新維度。它讓我們能夠“聽”到那些光綫無法到達的宇宙角落，能夠觀測到那些在電磁波譜上“隱形”的天體，例如黑洞。我們正在以前所未有的方式，瞭解宇宙的演化、物質的本質，以及宇宙中最極端、最神秘的現象。 第八章：未來的展望——邁嚮更深遠的宇宙探測 隨著技術的不斷進步，未來的引力波探測器將更加靈敏，能夠探測到更遠、更微弱的引力波信號。例如，處於建設中的下一代探測器——愛因斯坦望遠鏡（Einstein Telescope）和宇宙探測器（Cosmic Explorer），將擁有更大的探測臂長度和更高的靈敏度，能夠將引力波探測的範圍推嚮宇宙的更早期。 同時，科學傢們也在探索將引力波探測與電磁波觀測、高能粒子探測等相結閤，構建一個更加全麵的宇宙觀測體係。我們期待著，在不遠的將來，引力波能夠揭示更多宇宙的奧秘，例如暗物質、暗能量的本質，甚至可能為我們尋找地外生命提供新的綫索。 《引力波：2017年諾貝爾物理學奬獲奬LIGO團隊的故事》這本書，不僅是對引力波探測史上一段輝煌篇章的迴顧，更是對人類探索未知、追求真理的永恒精神的贊頌。它邀請你一同踏上這場激動人心的科學之旅，去感受那來自宇宙深處的低語，去傾聽那跨越時空的宏大敘事。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計極具吸引力，那深邃的宇宙背景，點綴著閃爍的星辰，仿佛預示著一場關於宇宙奧秘的探險即將展開。我一直對天體物理學領域充滿瞭好奇，尤其是那些能夠改寫我們對宇宙認知的重大發現。引力波，這個曾經隻存在於愛因斯坦理論中的漣漪，在2017年終於被LIGO團隊捕捉到，那一刻，我仿佛也聽到瞭來自宇宙深處的迴響。這本書以“故事”為題，讓我期待它不僅僅是枯燥的科學原理闡述，更能深入挖掘 LIG O團隊背後那些鮮為人知的故事，那些科學傢們為瞭這一偉大成就所付齣的汗水、淚水，以及他們麵對睏難時的堅持與突破。我相信，通過閱讀這本書，我不僅能理解引力波的科學意義，更能感受到人類探索未知、挑戰極限的偉大精神，體驗到科學研究的魅力與艱辛，仿佛置身於那個激動人心的時刻，與科學傢們一同分享發現的喜悅。9787508676999 這個ISBN號，是我對這本書的期待，它代錶著知識的傳遞，也承載著人類對宇宙的好奇心。

評分☆☆☆☆☆

這本書的標題“引力波：2017年諾貝爾物理學奬獲奬LIGO團隊的‘故事’”讓我眼前一亮。我一直在思考，究竟是什麼樣的決心和努力，纔能夠讓科學傢們捕捉到那些幾乎難以想象的微弱信號？引力波，這個概念本身就充滿瞭詩意，它代錶著時空的波動，是宇宙最深層的語言。我希望這本書能夠從一個讀者的角度，以一種引人入勝的方式，講述 LIG O團隊的故事。這可能包括他們如何剋服資金、技術上的重重睏難，如何在漫長的研究過程中保持熱情和信念，以及在最終成功探測到引力波的那一刻，他們內心的激動與喜悅。ISBN號 9787508676999，代錶著一本承載著科學智慧與人文精神的書籍。我相信，通過閱讀這本書，我將不僅僅瞭解引力波的科學原理，更能感受到科研人員身上那種永不放棄、追求真理的偉大品質，從而獲得精神上的啓發與鼓舞。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對前沿科學既充滿興趣又略感畏懼的讀者，我經常在尋找那種能夠將復雜理論以通俗易懂的方式呈現齣來的讀物。這本書的書名“引力波：2017年諾貝爾物理學奬獲奬LIGO團隊的‘故事’”立刻抓住瞭我的眼球。重點在於“故事”二字，這似乎意味著它將不僅僅是冷冰冰的公式和數據，而是會講述一群充滿智慧與毅力的科學傢，如何從理論的猜想到實驗的驗證，如何剋服技術難題，最終捕捉到那遙遠宇宙中微弱的引力波信號。我非常好奇，在 LIG O這樣一項規模宏大、耗資巨大的國際閤作項目中，科學傢們是如何協同工作的？是否存在一些有趣的學術爭論、個人犧牲，或是突破性的思維火花？這本書的齣現，讓我看到瞭一個瞭解引力波現象背後人文關懷與科學精神的絕佳機會，它承諾的不僅僅是科學知識的普及，更是一種勵誌與啓迪，激勵我在麵對挑戰時，也能擁有那份堅持不懈的勇氣。

評分☆☆☆☆☆

每次翻開一本關於宇宙的書，我都會被它的浩瀚與神秘所摺服。引力波，這個名字本身就帶著一種強大的吸引力，它如同宇宙的脈搏，訴說著宇宙誕生至今的秘密。2017年的諾貝爾物理學奬，無疑是 LIG O團隊辛勤付齣的最佳證明，而這本書，則似乎是一扇窗口，讓我們得以窺見這個偉大發現的幕後。我希望能從書中瞭解到，引力波的探測究竟有多麼睏難？需要什麼樣的精密儀器？在 LIG O團隊成立之前，科學界對引力波的研究達到瞭什麼程度？是否有過失敗的嘗試？是否有過瀕臨放棄的時刻？這本書的名字暗示瞭它將聚焦於“人”，聚焦於那些在寂靜的實驗室裏，在深夜的觀測站旁，默默奉獻的科學傢們。我期待的不僅是引力波本身，更是那些驅動他們前進的動力，那些讓他們堅守信仰的理由。ISBN號 9787508676999，是我對這段曆史的期待。

評分☆☆☆☆☆

我對現代物理學的發展一直保持著高度關注，尤其是那些改變瞭我們對宇宙基本認識的重大突破。引力波的探測，毫無疑問是近幾十年來最重要的科學事件之一，它開啓瞭引力波天文學這一全新的觀測窗口。而 LIG O團隊，作為這一曆史性時刻的締造者，他們的故事必然充滿瞭挑戰、智慧與閤作。我希望這本書能夠詳細地講述 LIG O探測器的設計理念、建造過程以及運行機製，讓我能夠理解這項技術的復雜性。更重要的是，我期待瞭解 LIG O團隊的組建過程，科學傢們是如何跨越國界、學科的界限，凝聚在一起，共同攻剋技術難題的。這本書的“故事”二字，讓我對其中可能包含的團隊協作、學術交流、甚至一些鮮為人知的軼聞趣事充滿期待，它不僅僅是科學的普及，更是一部關於人類智慧和毅力的史詩。