相對論百年故事

内容概要

■主編者簡介

中華民國重力學會

學會的宗旨及任務，乃在推動各個相關的重力事業及研究。

編譯重力圖書及發行期刊，修訂重力名詞。

獎勵重力科學著述及發明，參加及舉辦國內外重力科學活動。

聯繫國際重力科學活動及國際重力學家。

■作者簡介（依姓氏筆劃排列）

卜宏毅

中研院天文及天文物理所博士後研究

江袓永

國立中央大學物理系副教授

余海禮

中央研究院物理研究所研究員

李沃龍

國立臺灣師範大學物理系助理教授

巫俊賢

東吳大學物理系副教授

林世昀

彰化師大物理系教授

林俊鈺

國家實驗研究院高速網路與計算中心副研究員

曹慶堂

淡江大學物理系教授

陳江梅

國立中央大學物理系教授

許祖斌

成功大學物理系教授

游輝樟

成功大學物理系副教授

聶斯特

國立中央大學物理系教授

书籍目录

序一：廣義相對論一百年/余海禮

序二：迎向第二個百年/游輝樟

序三：歷史回顧與展望/中華民國重力學會



1 廣義相對論百年史 / 聶斯特、陳江梅

探索新視界：廣義相對論的發展

物理與數學的火花：廣義相對論誕生

愛因斯坦的預言：光線彎曲與觀測

宇宙的動、靜與宇宙常數項

重力波存在嗎？

統一場論的追求

重力能量──對稱與守恆



2 宇宙學百年回顧 / 李沃龍、巫俊賢

我的位置決定我的星空

牛頓的絕對空間

空間幾何大不同

愛因斯坦的彈性空間

看似不存在的宇宙常數

光的紅移：德西特效應

弗里德曼的宇宙演化論

膨脹的宇宙與創世紀

空間膨脹的標準模型？

宇宙大霹靂的發現

大霹靂宇宙仍有後遺症

顧史的暴脹宇宙

量子起伏與宇宙微波

空間擾動的波瀾：重力波

南極觀測：太初重力波的測量

宇宙真的有起點？

宇宙原來可以理解！



3 黑洞 /卜宏毅、林世昀、曹慶堂

黑洞概念的萌芽

史瓦西的數學精確解

奇異的史瓦西時空與事件視界

神祕的中心奇異點

帶電的黑洞──兩個視界

潘朵拉的盒子──克爾的旋轉黑洞

黑洞的觀測證據

黑洞與吸積流

黑洞噴流──壯觀的宇宙風景

錯綜複雜的黑洞生態系統

尋找黑洞的直接證據

黑洞熱力學

黑洞資訊弔詭 (information paradox)

黑洞互補性與防火牆

黑洞輻射的觀測與實驗

為何世間多杞人



4 重力波與數值相對論 /林俊鈺，游輝樟

廣義相對論與重力波

如何觀測重力波

重力波捎來宇宙的訊息

數值相對論：計算宇宙的奧秘

解開自然的法則



5 物理中的時空概念 / 江袓永

從牛頓開始

質「點」是主角

彎曲的時空與場

有場論便毋需質點

量子物理像要改變一切

「氣一元論」──時空就是一切

微觀的世界──量子時空

不斷發展的時空觀



6 時間、廣義相對論及量子重力 / 余海禮、許祖斌

牛頓、蘋果與月亮

愛因斯坦和他的諾貝爾獎

時間存在與否？

四維時空對稱與量子重力勢不兩立

廣義相對論撲朔迷離的一面

時間起源自量子重力

古典時空重建

杞人「憂天」有道理

重力與標準模型中的楊─密場的類比

宇宙的初生與時間箭頭的方向



延伸閱讀與參考文獻

作者简介

百年前由愛因斯坦一手建立的宇宙圖象與典範

百年後中文世界首部本土創作之相對論科普著作

一百年前，也就是1915年的11月25日，愛因斯坦發表「重力場方程式」，並進而完成了「廣義相對論」。這是迄今為止影響人類文明進程至為重大的科學突破，讓我們得以有系統地瞭解這個化育萬物的神祕宇宙。

黑洞、宇宙膨脹、重力波……這些深奧的宇宙故事，其實與我們的日常生活息息相關。沒有「廣義相對論」協助修正地面與太空中的時間流逝差異，GPS就不可能幫我們找到正確的目的地。科學，看似遙遠，其實很近。

適逢相對論百年紀念，中央研究院余海禮教授召集國內多位相對論學者，共同完成了《相對論百年故事》。本書係百年以來，中文世界首部本土創作之相對論科普著作，全書運用生動、簡易的敘事方式，搭配多幅精彩圖片，深入淺出地解釋複雜的科學概念，其中包括銀河中黑洞的生成與死亡、宇宙初開的故事，以及我們最終的命運等。藉由推動正確的科普知識來破解誤解與謬論，啟發我們對於科學的興趣與理性思維的能力。

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