Kosmos tyg

Kosmos tyg: rymd, tid och verklighetens struktur
The Fabric of the Cosmos - bookcover.jpg
Softcover-utgåva
Författare Brian Greene
Land Förenta staterna
Språk engelsk
Ämne Teoretisk fysik , kosmologi , strängteori
Genre Facklitteratur
Utgivare Alfred A. Knopf
Publiceringsdatum
 2004
Mediatyp Skriva ut
Sidor 569
ISBN 0-375-41288-3
OCLC 52854030
523,1 22
LC klass QB982 .G74 2004
Föregås av Det eleganta universum 
Följd av Ikaros vid tidens kant 

The Fabric of the Cosmos: Space, Time, and the Texture of Reality ( 2004) är den andra boken om teoretisk fysik , kosmologi och strängteori skriven av Brian Greene , professor och meddirektör för Columbia's Institute for Strings, Cosmology, och Astropartikelfysik (ISCAP).

Introduktion

Greene börjar med nyckelfrågan: "vad är verklighet ?", eller mer specifikt, "vad är rymdtid ?" Han bestämmer sig för att beskriva de egenskaper som han finner både spännande och väsentliga för att bilda en fullständig bild av verkligheten som målas upp av modern vetenskap . I nästan varje kapitel introducerar Greene grundläggande begrepp och bygger sedan långsamt till en klimax, vanligtvis ett vetenskapligt genombrott. Greene försöker sedan få kontakt med sin läsare genom att ställa enkla analogier för att hjälpa till att förklara innebörden av ett vetenskapligt begrepp utan att förenkla teorin bakom det.

I förordet erkänner Greene att vissa delar av boken är kontroversiella bland forskare . Han diskuterar de ledande synpunkterna i huvudtexten och stridspunkterna i slutnoterna. Slutnoterna innehåller mer fullständiga förklaringar av punkter som är förenklade i huvudtexten.

Sammanfattning

Del I: Verklighetens arena

Huvudfokus i del I är rum och tid .

Kapitel 1, " Vägarna till verkligheten ", Introducerar vad som kommer senare i boken, såsom diskussioner som kretsar kring klassisk fysik , kvantmekanik och kosmologisk fysik .

Kapitel 2, " Universum och hinken ", har rymden som nyckelpunkt. Frågan som Greene ställer är denna: " Är rymden en mänsklig abstraktion, eller är det en fysisk enhet? " Det viktigaste tankeexperimentet är en snurrande hink med vatten , designad för att få en att tänka på vad som skapar kraften som känns inuti hinken när den snurrar. Idéerna från Isaac Newton , Ernst Mach och Gottfried Leibniz om detta tankeexperiment diskuteras i detalj.

Kapitel 3, " Relativitet och det absoluta ", fokuserar på rumtid . Frågan blir nu: "Är rumtiden en einsteinsk abstraktion eller en fysisk varelse?" I detta kapitel diskuteras begreppen om både speciell relativitet och allmän relativitet samt deras betydelse för rumtidens betydelse.

I kapitel 4, " Entangling Space ", utforskar Greene revolutionen av den kvantmekaniska eran, med fokus på vad det innebär för objekt att vara separata och distinkta i ett universum dikterat av kvantlagar. Det här kapitlet studerar kvantmekaniken, inklusive begreppen sannolikhetsvågor och interferensmönster , partikelspin , foton dubbelslitsexperimentet och Heisenbergs osäkerhetsprincip . Läsaren informeras också om utmaningar som ställs till kvantmekaniken av Albert Einstein , Boris Podolsky och Nathan Rosen .

Del II: Tid och erfarenhet

Del II börjar med att ta upp frågan om att tid är ett mycket välbekant begrepp, men det är ett av mänsklighetens minst förstådda begrepp.

Kapitel 5, " The Frozen River ", behandlar frågan, "Flöder tiden?" En nyckelpunkt i detta kapitel handlar om speciell relativitet. Observatörer som rör sig i förhållande till varandra har olika uppfattningar om vad som existerar i ett givet ögonblick, och därför har de olika uppfattningar om verkligheten. Slutsatsen är att tiden inte flödar, eftersom alla saker samtidigt existerar på samma gång.

Kapitel 6, " Chance and the Arrow ", frågar: " Har tiden en pil ?" Läsaren upptäcker att fysikens lagar gäller att röra sig både framåt i tiden och bakåt i tiden. En sådan lag kallas tidsomkastningssymmetri . Ett av huvudämnena i detta kapitel är entropi . Olika analogier ges för att illustrera hur entropi fungerar och dess uppenbara paradoxer . Höjdpunkten i kapitlet är samförhållandet mellan entropi och gravitation , och att början av universum måste vara tillståndet för minsta entropi .

I kapitel 5 och 6 har tiden endast förklarats i termer av förmodern fysik. Kapitel 7, " Time and the Quantum ", ger insikter i tidens natur i kvantvärlden . Sannolikhet spelar en stor roll i detta kapitel eftersom det är en ofrånkomlig del av kvantmekaniken. Dubbelslitsexperimentet återupptas för att avslöja saker om det förflutna. Många andra experiment presenteras i det här kapitlet, till exempel kvantraderexperimentet med fördröjt val . Andra stora frågor uppmärksammas på läsaren, såsom kvantmekanik och erfarenhet, samt kvantmekanik och mätproblemet . Slutligen tar detta kapitel upp det viktiga ämnet dekoherens och dess relevans för den makroskopiska världen.

Del III: Rymdtid och kosmologi

Del III handlar om det makroskopiska riket av kosmos .

Kapitel 8, " Of Snowflakes and Spacetime ", berättar för läsaren att universums historia i själva verket är symmetrins historia . Symmetri och dess betydelse för kosmisk evolution blir fokus i detta kapitel. Återigen, den allmänna relativitetsteorien behandlas som en sträckande väv av rumtid. Kosmologi, symmetri och rummets form sätts ihop på ett nytt sätt.

Kapitel 9, " Vaporizing the Vacuum ", introducerar den teoretiska idén om Higgs-bosonen . Detta kapitel fokuserar på den kritiska första bråkdelen av en sekund efter Big Bang , när mängden symmetri i universum ansågs ha förändrats abrupt genom en process som kallas symmetribrott . Det här kapitlet tar också in teorin om storslagen enande och entropi tas också upp på nytt.

Kapitel 10, " Deconstructing the Bang ", gör inflationskosmologi till huvudpoängen. Allmän relativitetsteori och upptäckten av mörk energi (repulsiv gravitation) tas med i beräkningen, liksom den kosmologiska konstanten . Vissa problem som uppstår på grund av den vanliga Big Bang-teorin tas upp och nya svar ges med hjälp av inflationskosmologi. Sådana problem inkluderar horisontproblemet och planhetsproblemet . Materiafördelning i hela kosmos diskuteras också, inklusive begreppen mörk materia och mörk energi.

Kapitel 11, " Quanta in the Sky with Diamonds ", fortsätter med ämnet inflation, och tidens pil diskuteras också igen. Kapitlet tar upp tre huvudutvecklingar: bildandet av strukturer som galaxer , mängden energi som krävs för att skapa det universum vi nu ser, och ursprunget till tidens pil.

Del IV: Ursprung och enande

Del IV behandlar nya teoretiska aspekter av fysiken, särskilt inom författarens område.

Kapitel 12, " The World on a String ", informerar läsaren om strukturen hos rymdens struktur enligt strängteorin . Nya koncept introduceras, inklusive Planck-längden och Planck-tiden , och idéer från The Elegant Universe ses över. Läsaren kommer att lära sig hur strängteori kan fylla klyftan mellan allmän relativitet och kvantmekanik.

Kapitel 13, " The Universe on a Brane ", utökar idéer från kapitel 12, särskilt om M-teori , där strängteorin är en gren. Detta kapitel ägnas åt spekulationer om rum och tid. Insikterna från ett antal fysiker, inklusive Edward Witten och Paul Dirac , presenteras. Kapitlets fokus blir gravitationen och dess engagemang med extra dimensioner. Nära slutet av kapitlet ägnas ett kort avsnitt åt den cykliska modellen .

Del V: Verklighet och fantasi

Del V behandlar många teoretiska begrepp, inklusive rymd- och tidsresor .

Kapitel 14, " Upp i himlen och ner på jorden ", handlar om olika experiment med rum och tid. Tidigare teorier är hämtade från tidigare kapitel, som Higgsteori, supersymmetri och strängteori. Framtida planerade experiment beskrivs i ett försök att verifiera många av de teoretiska begrepp som diskuteras, inklusive beståndsdelarna av mörk materia och mörk energi, förekomsten av Higgs-bosonen och verifieringen av extra rumsliga dimensioner.

Kapitel 15, " Teleporters and Time Machines ", handlar om att resa genom rum och tid med hjälp av spännande metoder. Kvantmekaniken tas tillbaka in i bilden när läsaren stöter på teleportering . Pussel om tidsresor ställs, som att idén om tidsresor till det förflutna är en möjlighet. I slutet av kapitlet fokuseras på maskhål och teorin bakom dem.

Kapitel 16, " The Future of an Allusion ", fokuserar på svarta hål och deras förhållande till entropi. Huvudtanken med det här kapitlet är att rymdtiden kanske inte är den grundläggande sammansättningen av universums tyg.

Reception

The Fabric of the Cosmos blev den mest populära vetenskapsboken bland Amazon.com -kunder 2005 och var på New York Times bästsäljarlista — från publiceringen den 10 februari 2004 dök den upp 10 gånger i Non-Fiction topp 15, toppade som nummer 3 den 4 april, innan han hoppade av listan den 9 maj. Med ett första tryck på 125 000 och som ett huvudval av Månadens bok, förväntade Knopf att den skulle gå bra.

Anpassning

NOVA gjorde en dokumentäruppföljare till den populära Elegant Universe- anpassningen baserad på denna bok The Fabric of the Cosmos och med samma namn. Serien är värd av Greene och innehåller kommentarer av många andra kända fysiker, som Max Tegmark och andra.

Denna dokumentärserie består av 4 avsnitt (5–8 av säsong 39 , 2011–2012) av TV-serien Nova:

  1. Kosmos tyg: Vad är rymden?
  2. The Fabric of the Cosmos: The Illusion of Time
  3. The Fabric of the Cosmos: Quantum Leap
  4. Kosmos tyg: universum eller multiversum?

Lynn Elber från Associated Press kallade det, "Mind-blowing TV."

Publiceringsdata

Se även

Anteckningar

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=The_Fabric_of_the_Cosmos&oldid=1093925531 "