引力波：2017年诺贝尔物理学奖获奖LIGO团队的“”故事 9787508676999 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 引力波
• LIGO
• 诺贝尔奖
• 物理学
• 科学普及
• 天文学
• 探测器
• 黑洞
• 中子星
• 宇宙学

店铺： 一鸿盛世图书专营店

出版社： 中信出版社

ISBN：9787508676999

商品编码：29665291888

包装：精装

出版时间：2017-07-01

基本信息

书名：引力波：2017年诺贝尔物理学奖获奖LIGO团队的“”故事

定价：69.00元

作者：珍娜·莱文(Janna Levin)；胡小锐,万慧

出版社：中信出版社

出版日期：2017-07-01

ISBN：9787508676999

字数：

页码：

版次：1

装帧：精装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

一手的翔实资料，烧脑的科学知识，精彩的人性故事，坚毅的科学精神，生动呈现引力波长达14亿光年的星际之旅。

李淼、张双南、基普·索恩、曹军威外物理学与天文学大咖阵容联袂力荐。

“能够穿越星际的，唯有引力波和爱”，《引力波》是一部关于引力波的编年史和科普大片，也是一个有情节、有声音、有温度的“”故事和一部划时代的使命宣言。

引力波的发现，补全了爱因斯坦广义相对论缺失的一块拼图”，是过去100年重要的宇宙学发现，LIGO项目组成员将是未来诺贝尔物理学奖的有力角逐者。

内容提要

---

十几亿年前，在浩瀚宇宙的某个时空，两个黑洞发生了碰撞。其中一个黑洞的质量是太阳的29倍，另一个是太阳的36倍，它们碰撞后合并成一个大黑洞，质量达到太阳的60倍。黑洞碰撞是宇宙起源以来威力*的天文事件之一，释放出的能量超过1021个太阳。黑洞合并时，无数能量以引力波的形式，不停地向外传播，在时空中荡起层层涟漪。
1916年，阿尔伯特?爱因斯坦在一篇关于广义相对论的论文中预言了引力波的存在。2015年9月，引力波经过长达14亿光年的星际旅行来到了地球。
从伽利略用一架简陋的望远镜观察太阳开始，人类利用400多年来所拍摄的一系列静止的太空照片，汇编成一部讲述宇宙历史的无声电影。然而，所有望远镜都无法记录黑洞碰撞的过程，人类能够捕捉到的*线索可能就是时空振荡发出的声音。
半个世纪之前，一股记录宇宙声音的热潮悄然掀起。为了“在相当于地球周长1000亿倍的距离上测量出比人的头发丝直径还要小的长度变化”，为了给宇宙历史这部无声电影配上一张原声大碟，许多科研人员全身心地投入到引力波探测实验当中。
2015年9月和2016年2月，激光干涉引力波天文台（LIGO）两次成功探测到引力波，证实了100年前爱因斯坦的预言。十几亿年前，在浩瀚宇宙的某个时空，两个黑洞发生了碰撞。其中一个黑洞的质量是太阳的29倍，另一个是太阳的36倍，它们碰撞后合并成一个大黑洞，质量达到太阳的60倍。黑洞碰撞是宇宙起源以来威力*的天文事件之一，释放出的能量超过1021个太阳。黑洞合并时，无数能量以引力波的形式，不停地向外传播，在时空中荡起层层涟漪。

1916年，阿尔伯特?爱因斯坦在一篇关于广义相对论的论文中预言了引力波的存在。2015年9月，引力波经过长达14亿光年的星际旅行来到了地球。

从伽利略用一架简陋的望远镜观察太阳开始，人类利用400多年来所拍摄的一系列静止的太空照片，汇编成一部讲述宇宙历史的无声电影。然而，所有望远镜都无法记录黑洞碰撞的过程，人类能够捕捉到的*线索可能就是时空振荡发出的声音。

半个世纪之前，一股记录宇宙声音的热潮悄然掀起。为了“在相当于地球周长1000亿倍的距离上测量出比人的头发丝直径还要小的长度变化”，为了给宇宙历史这部无声电影配上一张原声大碟，许多科研人员全身心地投入到引力波探测实验当中。

2015年9月和2016年2月，激光干涉引力波天文台（LIGO）两次成功探测到引力波，证实了100年前爱因斯坦的预言。

在《引力波》一书中，作者珍娜?莱文再现了50多年来，LIGO科学合作组织的科研人员在此过程中面临的困难、经受的考验和付出的艰辛。引力波探测本来只是一个有意思的思想实验，但引起了雷纳?韦斯、基普?索恩和罗纳德?德雷弗的注意。为了把梦想变成现实，他们组建了一支规模达数百人的国际性研究团队，建造了两台灵敏度非常高的巨型探测器。他们一直在跟时间赛跑，希望在爱因斯坦提出引力波概念100周年纪念日到来之前，能聆听到来自遥远太空的“引力波蓝调”。

珍娜?莱文在《引力波》一书中将这个精彩程度不亚于《星际穿越》的故事娓娓道来，以引人入胜的笔触为我们描述了其间的惊奇、失望、成就、风险和人性。

《引力波》是一部关于引力波的编年史，有情节，有声音，更有温度。

目录

---

推荐序

V

章 黑洞碰撞 6

第2章 宇宙的声音 9

第3章 广义相对论 23

第4章 引力波探测先驱 36

第5章 错误的宣言 47

第6章 “40米”实验室 56

第7章 蓝皮书与三巨头 64

第8章 发现脉冲星 74

第9章 实验室里的开拓者 82

0章 汉福德天文台 90

1章 臭鼬工厂 101

2章 霍金的赌局 114

3章 罗生门事件 122

4章 利文斯顿天文台 131

5章 一群探索宇宙奥秘的人 143

6章 与时间赛跑

作者介绍

---

作者：（美国）珍娜·莱文（Janna Levin）

美国哥伦比亚大学巴纳德学院的物理学和天文学教授，布鲁克林艺术与科学中心“先锋工厂”（Pioneer Works）的科学总监。

她一直致力于黑洞、宇宙的额外维度、时空与引力波的研究，出版过《宇宙溯源》（How the Universe Got Its Spots）、《图灵机狂人梦》（A MadmanDreams of Turing Machines）等著作。

2011年3月，她发表了TED演讲《宇宙的声音》（Thesound the universe makes）。2012年，她获得古根海姆奖。

文摘

---

序言

---

跨越时空的聆听者：揭开引力波的神秘面纱 宇宙并非一片寂静，它低语着，咆哮着，讲述着自身宏大的叙事。而在人类的漫长探索中，我们终于学会了倾听。2015年9月14日，一声微弱但意义非凡的“哔”声，穿越了13亿光年的漫漫长夜，抵达了地球上的探测器。这不是简单的信号，这是宇宙深处一场惊天动地的盛宴——两颗黑洞碰撞合并的余音。这便是引力波，爱因斯坦百年前的预言，如今化为触手可及的现实。 本书将带领你一同走进这场跨越世纪的科学征程，探寻引力波探测的奥秘，感受那些为之奉献一生、用智慧和毅力点亮科学之光的伟大科学家们的故事。这不仅是一本关于物理学的科普读物，更是一部关于人类好奇心、协作精神和不懈追求真理的史诗。 第一章：寂静宇宙中的涟漪——引力波的理论之光 爱因斯坦的广义相对论，如同一颗璀璨的明珠，深刻地改变了人类对宇宙的认知。他描绘了一个引力并非一种“力”，而是由质量和能量弯曲时空所产生的几何效应。而在这时空织锦的褶皱中，存在着一种更为神秘的波动——引力波。想象一下，将一块巨石投入平静的湖面，水面会泛起层层涟漪。同样的，当宇宙中发生剧烈的质量重排事件，例如超新星爆发、中子星合并，甚至是黑洞的舞蹈，都会在时空中激起涟漪，这些涟漪便是引力波。 然而，引力波的诞生伴随着巨大的能量，但它们在穿越浩瀚宇宙的过程中，能量会不断衰减，到达地球时，其扰动微弱得如同原子核直径的百万分之一。这意味着，捕捉它们需要前所未有的灵敏度和精确度。爱因斯坦在提出理论后的几十年里，引力波的存在更多地停留在理论层面，而对其实测的探索，则显得遥不可及。 第二章：百年追寻的执念——从猜想到验证的漫漫长路 早在20世纪初，科学家们就开始了对引力波的理论探索和早期尝试。马克斯·玻恩、霍华德·罗伯逊等物理学家对引力波的传播特性进行了研究。然而，建造能够探测如此微弱信号的仪器，在当时的科技水平下，无疑是天方夜谭。 进入20世纪中叶，随着科技的飞速发展，特别是激光技术和精密测量技术的进步，人类终于看到了捕捉引力波的曙光。约瑟夫·韦伯是最早将探测器付诸实践的科学家之一。他设计的“韦伯探测器”，利用了铝制圆柱体作为谐振器，希望能够捕捉到引力波的震动。尽管韦伯探测器在之后的研究中被证明灵敏度不足，无法准确捕捉到引力波，但他 pioneering 的精神和探索的勇气，为后来的引力波探测研究铺平了道路，也激励了一代又一代的科学家投身于这项伟大的事业。 第三章：LIGO的诞生——倾听宇宙之声的宏伟蓝图 20世纪80年代，一个雄心勃勃的计划开始孕育，旨在建造一个能够真正探测到引力波的巨型实验室——激光干涉引力波天文台（LIGO）。LIGO项目汇聚了来自世界各地顶尖的科学家和工程师，他们怀揣着同一个梦想：建立一个前所未有的“引力波耳朵”，倾听宇宙最深处的秘密。 LIGO的核心技术是激光干涉仪。想象一下，两束激光沿着相互垂直的“L”形臂传播，它们各自经过长达数公里的真空管道，然后反射镜将它们再次汇聚。在没有引力波扰动的情况下，这两束激光在到达探测器时会相互抵消，形成“暗条纹”。然而，当引力波穿过时，它会极轻微地拉伸或压缩时空的长度，导致两束激光传播的距离发生微乎其微的改变，从而打破干涉的平衡，在探测器上产生可测量的信号。 为了达到所需的精度，LIGO的建造过程充满了挑战。数公里的真空管道需要达到前所未有的洁净度；数以吨计的反射镜需要以原子级别的精度进行抛光和悬挂；为了消除任何细微的震动干扰，整个仪器都置于极其精密的隔震系统中。这不仅仅是一项科学研究，更是一项工程上的奇迹。 第四章：磨砺与等待——在数据中寻找那微弱的信号 LIGO项目在建造过程中历经了无数次的实验、调试和升级。科学家们不仅要面对技术上的难题，还要承受漫长而枯燥的等待。引力波事件并非每天都会发生，而且即使发生了，探测到的信号也可能非常微弱，淹没在仪器的背景噪声之中。 为了区分真实的引力波信号和各种干扰，科学家们开发了复杂的算法和数据处理技术。他们需要精确地模拟各种可能产生的引力波信号，并与实际探测到的数据进行比对。每一次的“疑似信号”都需要经过严格的审查和验证，排除所有已知的干扰源，才能被视为一次潜在的引力波探测。这期间，有无数次的失望，但也有无数次坚持。 第五章：历史的突破——2015年的“第一声” 2015年9月14日，一个普通的日子，却在人类科学史上留下了浓墨重彩的一笔。位于美国汉福德和利文斯顿的LIGO探测器，几乎同时探测到了一个极其相似的信号。经过严密的分析，科学家们确认，这并非仪器故障或背景噪声，而是来自13亿光年前，两颗黑洞合并产生的引力波。 这被称为GW150914，它的意义非凡。它不仅第一次直接探测到了引力波，证实了爱因斯坦的预言，更开启了引力波天文学的新纪元。科学家们通过分析这个信号，首次“看到”了两个质量分别约为36倍和29倍太阳质量的黑洞，以惊人的速度相互绕转，最终合并成一个约62倍太阳质量的黑洞。其中约3倍太阳质量的物质，以引力波的形式辐射出去，其能量之巨大，难以想象。 第六章：群星闪耀——LIGO团队的智慧与协作 GW150914的成功探测，是LIGO合作组织中数百名科学家、工程师和技术人员集体智慧的结晶。这个庞大的团队，来自世界各地的几十所高校和研究机构，他们为了共同的目标，克服了地域、文化和学术上的差异，紧密协作，精诚合作。 从最初的概念设计，到仪器的建造、维护和升级，再到数据分析和理论解释，每一个环节都离不开团队成员的辛勤付出。他们中的许多人，将自己的职业生涯奉献给了引力波探测事业，他们是默默无闻的幕后英雄，用坚韧不拔的毅力，书写了科学的传奇。2017年，LIGO团队因此荣获诺贝尔物理学奖，是对他们杰出贡献的最高肯定。 第七章：引力波天文学的黎明——开启宇宙的新视角 GW150914的发现，仅仅是一个开始。此后，LIGO和其欧洲的姊妹探测器——室女座干涉仪（Virgo），以及日本KAGRA探测器，陆续探测到了更多的引力波事件，包括黑洞合并、中子星合并等。 2017年8月17日，GW170817事件的探测，更是具有里程碑意义。这是人类首次同时探测到引力波和电磁波（包括伽马射线、X射线、可见光和射电波）来自同一天体物理事件——两颗中子星的合并。这次“多信使天文学”的成功，不仅证实了引力波的产生机制，也为我们提供了研究核物理、元素起源（例如黄金和铂金的合成）等前沿科学问题的全新窗口。 引力波天文学就像为我们打开了宇宙的一个全新维度。它让我们能够“听”到那些光线无法到达的宇宙角落，能够观测到那些在电磁波谱上“隐形”的天体，例如黑洞。我们正在以前所未有的方式，了解宇宙的演化、物质的本质，以及宇宙中最极端、最神秘的现象。 第八章：未来的展望——迈向更深远的宇宙探测 随着技术的不断进步，未来的引力波探测器将更加灵敏，能够探测到更远、更微弱的引力波信号。例如，处于建设中的下一代探测器——爱因斯坦望远镜（Einstein Telescope）和宇宙探测器（Cosmic Explorer），将拥有更大的探测臂长度和更高的灵敏度，能够将引力波探测的范围推向宇宙的更早期。 同时，科学家们也在探索将引力波探测与电磁波观测、高能粒子探测等相结合，构建一个更加全面的宇宙观测体系。我们期待着，在不远的将来，引力波能够揭示更多宇宙的奥秘，例如暗物质、暗能量的本质，甚至可能为我们寻找地外生命提供新的线索。 《引力波：2017年诺贝尔物理学奖获奖LIGO团队的故事》这本书，不仅是对引力波探测史上一段辉煌篇章的回顾，更是对人类探索未知、追求真理的永恒精神的赞颂。它邀请你一同踏上这场激动人心的科学之旅，去感受那来自宇宙深处的低语，去倾听那跨越时空的宏大叙事。

评分☆☆☆☆☆

我对现代物理学的发展一直保持着高度关注，尤其是那些改变了我们对宇宙基本认识的重大突破。引力波的探测，毫无疑问是近几十年来最重要的科学事件之一，它开启了引力波天文学这一全新的观测窗口。而 LIG O团队，作为这一历史性时刻的缔造者，他们的故事必然充满了挑战、智慧与合作。我希望这本书能够详细地讲述 LIG O探测器的设计理念、建造过程以及运行机制，让我能够理解这项技术的复杂性。更重要的是，我期待了解 LIG O团队的组建过程，科学家们是如何跨越国界、学科的界限，凝聚在一起，共同攻克技术难题的。这本书的“故事”二字，让我对其中可能包含的团队协作、学术交流、甚至一些鲜为人知的轶闻趣事充满期待，它不仅仅是科学的普及，更是一部关于人类智慧和毅力的史诗。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题“引力波：2017年诺贝尔物理学奖获奖LIGO团队的‘故事’”让我眼前一亮。我一直在思考，究竟是什么样的决心和努力，才能够让科学家们捕捉到那些几乎难以想象的微弱信号？引力波，这个概念本身就充满了诗意，它代表着时空的波动，是宇宙最深层的语言。我希望这本书能够从一个读者的角度，以一种引人入胜的方式，讲述 LIG O团队的故事。这可能包括他们如何克服资金、技术上的重重困难，如何在漫长的研究过程中保持热情和信念，以及在最终成功探测到引力波的那一刻，他们内心的激动与喜悦。ISBN号 9787508676999，代表着一本承载着科学智慧与人文精神的书籍。我相信，通过阅读这本书，我将不仅仅了解引力波的科学原理，更能感受到科研人员身上那种永不放弃、追求真理的伟大品质，从而获得精神上的启发与鼓舞。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对前沿科学既充满兴趣又略感畏惧的读者，我经常在寻找那种能够将复杂理论以通俗易懂的方式呈现出来的读物。这本书的书名“引力波：2017年诺贝尔物理学奖获奖LIGO团队的‘故事’”立刻抓住了我的眼球。重点在于“故事”二字，这似乎意味着它将不仅仅是冷冰冰的公式和数据，而是会讲述一群充满智慧与毅力的科学家，如何从理论的猜想到实验的验证，如何克服技术难题，最终捕捉到那遥远宇宙中微弱的引力波信号。我非常好奇，在 LIG O这样一项规模宏大、耗资巨大的国际合作项目中，科学家们是如何协同工作的？是否存在一些有趣的学术争论、个人牺牲，或是突破性的思维火花？这本书的出现，让我看到了一个了解引力波现象背后人文关怀与科学精神的绝佳机会，它承诺的不仅仅是科学知识的普及，更是一种励志与启迪，激励我在面对挑战时，也能拥有那份坚持不懈的勇气。

评分☆☆☆☆☆

每次翻开一本关于宇宙的书，我都会被它的浩瀚与神秘所折服。引力波，这个名字本身就带着一种强大的吸引力，它如同宇宙的脉搏，诉说着宇宙诞生至今的秘密。2017年的诺贝尔物理学奖，无疑是 LIG O团队辛勤付出的最佳证明，而这本书，则似乎是一扇窗口，让我们得以窥见这个伟大发现的幕后。我希望能从书中了解到，引力波的探测究竟有多么困难？需要什么样的精密仪器？在 LIG O团队成立之前，科学界对引力波的研究达到了什么程度？是否有过失败的尝试？是否有过濒临放弃的时刻？这本书的名字暗示了它将聚焦于“人”，聚焦于那些在寂静的实验室里，在深夜的观测站旁，默默奉献的科学家们。我期待的不仅是引力波本身，更是那些驱动他们前进的动力，那些让他们坚守信仰的理由。ISBN号 9787508676999，是我对这段历史的期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计极具吸引力，那深邃的宇宙背景，点缀着闪烁的星辰，仿佛预示着一场关于宇宙奥秘的探险即将展开。我一直对天体物理学领域充满了好奇，尤其是那些能够改写我们对宇宙认知的重大发现。引力波，这个曾经只存在于爱因斯坦理论中的涟漪，在2017年终于被LIGO团队捕捉到，那一刻，我仿佛也听到了来自宇宙深处的回响。这本书以“故事”为题，让我期待它不仅仅是枯燥的科学原理阐述，更能深入挖掘 LIG O团队背后那些鲜为人知的故事，那些科学家们为了这一伟大成就所付出的汗水、泪水，以及他们面对困难时的坚持与突破。我相信，通过阅读这本书，我不仅能理解引力波的科学意义，更能感受到人类探索未知、挑战极限的伟大精神，体验到科学研究的魅力与艰辛，仿佛置身于那个激动人心的时刻，与科学家们一同分享发现的喜悦。9787508676999 这个ISBN号，是我对这本书的期待，它代表着知识的传递，也承载着人类对宇宙的好奇心。