图解时间简史

附录一 我们如何感受空间和时间

时间机器诞生秘闻

关于时间机器的两种立场

14 终极答案 回答“时间机器可能吗”

知晓信息和预测未来的矛盾

如果可以完成相对消灭

如果可以实现相对生成

13 使用反物质 相对生成与相对消灭

相对生成是什么

相对消灭是什么

想象中的反粒子

12 反粒子 朝过去行走的粒子

时间机器只是设想

量子力学与自由意志

介绍量子力学

11 保存历史 霍金关于历史保存的假说

10 使用宇宙绳 制造时间机器

切口的连接

想象中的宇宙绳

9 缺口 宇宙绳周围的时空

最初的宇宙是什么样的

什么是互相转换

8 能源的最低状态 真空的互相转换

假如存在宇宙绳

宇宙绳是什么

宇宙绳与宇宙起源

7 宇宙绳 宇宙中的绳状能源群

可以制造这样的虫洞吗

两个不同时刻的虫洞入口

6 使用虫洞 时间机器的制造原理

假定虫洞的存在

穿越虫洞可能吗

虫洞是什么

5 虫洞 连接时间的隧道

与黑洞相反的白洞

从一个宇宙到另一个宇宙

4 时间隧道 连接平行宇宙的通道

黑洞的内侧

黑洞的外侧

旋转黑洞和不旋转黑洞

3 旋转黑洞 另一种黑洞

非现实的时空

封闭的时间轴

2 封闭的时间轴 时间的特质

时间机器可能吗

时间逆流

1 真的可能吗 神奇的时间机器

第七章 虫洞和时间旅行

彭罗斯的反对意见

宇宙膨胀与重力崩溃

膨胀速度与重力

12 彭罗斯的假说 用奇点区分过去和未来

对太阳能的利用

冰箱的原理

进化的原因

11 进化的起源 宇宙的起点

负熵的概念

薛定谔：量子力学的奠基人之一

专题 生物赖负熵为生 薛定谔与负熵

宇宙创始时的元素合成现象

箱子里的熵的状态

10 宇宙创始状态 宇宙膨胀与收缩

黑洞中的熵

一些低状态熵的例子

9 时间指向的标志 熵增大与宇宙创始

如何知觉过去和未来

意识中的时间

专题 意识中的时间 我们如何觉察时间

宇宙论和时间箭头

时间箭头与熵增大的方向

光波的传导从来不会逆转

8 不同的时间箭头 宇宙论的时间箭头

来自反对派的意见

玻耳兹曼的发现

7 玻耳兹曼 深受哲学困扰的物理学家

宏观状态的熵

硬币实验中的两种状态

两种状态的概念

6 两种状态 宏观状态与微观状态

熵与几率

熵增大的法则

什么是熵

5 硬币实验的发现 熵增大的法则

回到过去的几率

硬币实验的对几率的估计

4 时间本质 时间是一种可能性的流逝

10枚硬币的实验

1枚硬币的实验

一个粒子与无数粒子

3 硬币实验 过去和未来的区别

无法区分过去和未来的物理法则

水分子的过去和未来

2 普遍的物理法则 时间不会从过去流向未来

钟摆运动和行星公转

溢出之水

一去不返的时间

1 时间箭头 时间的单一方向性

第六章 时间箭头

中黑洞

大黑洞的形成

20 星系的继续演变 巨大的黑洞

银河系的未来

恒星都死亡之后

19 星系的未来 恒星从星系中蒸发

太阳的死亡

太阳的燃烧

18 太阳的未来 最后变成白矮星

彗星撞地球

恒星的位置发生变化

17 地球的未来 彗星向地球倾注而来

Ⅰa型的超新星

超新星

16 未来的宇宙图景 宇宙加速膨胀

前大爆炸理论

火宇宙模型

15 大爆炸以前宇宙就存在 两种流行的模型

膜宇宙论的出现

十维图景

14 十维、十一维的时空 膜宇宙论

宇宙弦的伸缩性

什么是宇宙弦

13 取代粒子的最小存在 超弦理论

大爆炸后的普朗克时间

什么是量子

12 创造宇宙的时间 普朗克时间

重力波的观测

暴胀产生重力波

11 探寻暴胀的直接证据 重力波背景辐射

星系形成

量子波动

10 恒星、星系的生成 量子波动引起密度波动

宇宙斥力

宇宙膨胀减速

9 引起暴胀的原因 与引力相反的作用力

暴胀理论的发展

超级免费午餐

8 什么是暴胀 暴胀是加速膨胀

磁单极疑难的解决

视界疑难的解决

7 解决诸多疑难 暴胀理论的提出

疑问所在

可见宇宙

6 宇宙的势力范围 视界疑难

疑问所在

不存在的粒子

5 大爆炸的又一谜团 磁单极疑难

大统一理论

“一边倒”状态

4 反物质哪里去了 磁单极概念的引入

决定宇宙的质量

不可捉摸的过客

3 宇宙间的隐者 中微子

质子和中子的结构

夸克的发现

2 比质子和中子更小的粒子 物质由夸克构成

加速器的出现

探索更初始的宇宙

1 更细微的宇宙开端 质子和中子是否也会瓦解

第五章 宇宙的开始和未来

科普界一代宗师

提出热大爆炸宇宙学模型

26 大爆炸之父 伽莫夫的生涯

类星体与星系形成

类星体内有恒星诞生

25 类星体的探索 恒星诞生于类星体

类星体的核心是黑洞

活动星系

24 类星体的能量之源 活动星系核模型

非星黑洞

黑洞如何形成

23 连光也逃不出来的地方 神秘的黑洞

大能量，小体积

类星体的发现

22 最远的天体类星体 类星体的能量之谜

自下而上还是自上而下

最初形成的是大天体还是小天体？

21 最初形成的天体有多大 最初天体的大小之争

暗物质主导宇宙早期结构

宇宙早期的暗物质

20 暗物质的重要作用 星系由暗物质的波动产生

密度波动

WMAP

19 由微小的波动引发的 星系的形成

微小的温度波动

宇宙微波背景辐射的温度

18 宇宙开始的波动 COBE的发现

宇宙微波背景辐射的由来

最古老的光

17 原子的形成使宇宙透明化 宇宙放晴

各向同性

具有黑体辐射谱

16 充满整个宇宙的电磁辐射 宇宙微波背景辐射

第二次因宇宙背景辐射获奖

“误打误撞”得来诺贝尔奖

15 电波杂音带来的诺贝尔奖 关于宇宙背景辐射的两次获奖

绝对温度

电磁波长与温度的关系

14 电波的温度 热辐射

宇宙射线

电磁波的种类

13 空中交织着各种电磁波 光波的伙伴

来自宇宙的声音

挥之不去的噪声

12 电话公司发现的电波噪音 大爆炸理论的证据

“宇宙蛋”和“超原子”

标准宇宙学模型

11 大爆炸理论的先驱 弗里德曼和勒梅特

永恒不变的宇宙

完全宇宙学原理

10 与大爆炸相对立的理论 稳恒态宇宙学模型

3分钟造就一个宇宙

αβγ理论

9 从一到无穷大 宇宙开始的3分钟

伽莫夫的假想

氢弹的原理

8 大爆炸的闪现 氢弹实验和伽莫夫

氦的形成

氦丰度的疑惑

7 元素是什么时候生成的 伽莫夫的困扰

宇宙温度

热平衡状态

6 热平衡下的均匀温度 宇宙开始的状态

散乱地激烈运动的粒子

什么叫电离

5 热宇宙的物质形态 没有结构的宇宙

核裂变和核聚变

介子理论

4 制造原子核的能量 汤川秀树的发现

不带电的中子

带正电荷的质子

3 原子核的构成 质子和中子

原子的构成

自然界物质的基本单位

2 物质构成的基本单位 原子核和电子

红移的产生

光是一种电磁波

1 宇宙膨胀和光的波长 拉长的光波

第四章 大爆炸、黑洞和宇宙演化

银河系也有暗物质

关于暗物质存在的推测

20 暗物质发现的经过 扎维奇的发现

反物质

普通物质

19 “空荡荡”的宇宙 宇宙的物质

大坍塌

热寂

18 热寂还是大坍塌 宇宙的终结

临界质量

开放宇宙和闭合宇宙

17 宇宙会永远膨胀吗 宇宙的未来

宇宙的尽头

哈勃常数

16 以光速远离的星系 人类看不到的宇宙

哈勃的错误所在

星族Ⅰ造父变星和星族ⅠⅠ造父变星

15 哈勃的错误 两种造父变星

数据越来越精确

哈勃得出的宇宙年龄

14 地球比宇宙更古老 宇宙的年龄

超高密度状态下的爆炸

宇宙膨胀就是空间膨胀

13 宇宙的起源 爆炸性的宇宙

无间的宇宙

重叠的星系

12 所有的星系重叠在一起 最初的宇宙很小

星系的大小不因宇宙膨胀而变化

线上的蚂蚁

11 不断地加速 空间是怎样膨胀的

我们是宇宙的中心吗？

没有中心的假设

10 宇宙没有中心 我们不在宇宙的中心

球面上的蚂蚁

宇宙无边论的思想渊源

9 宇宙没有边界 无边的宇宙

大型望远镜的发展

大型望远镜是天文学的必需工具

8 为了观测更远的星系 变大的望远镜

哈勃定律的发展

哈勃定律的产生

7 越远的星系远离速度越快 哈勃定律

哈勃的贡献

哈勃的生平

6 天文学的超级巨星 埃德温·哈勃

从斯莱弗到哈勃

光波的多普勒效应

5 星系在远离的证明 红移和退行速度

拜斯·贝洛的实验

频移现象

4 远去的声音会变低 多普勒效应

分光在天文上的应用

光的波长

3 光谱分析的应用 光的波长和颜色

星系远离之谜

远去的星云

2 最初的观测 斯莱弗的发现

膨胀的空间

难以理解的膨胀

1 世纪大发现 宇宙在膨胀

第三章 膨胀的宇宙

反对意见

答案是水桶

专题 水桶实验 牛顿寻找的绝对空间

后阶段的运动状态是不同的

前阶段的运动状态是相同的

14 男孩更年轻 双子吊诡的解答

究竟谁的谁更年轻

双子吊诡实验

13 再度相逢时谁更年轻 双子吊诡之谜

中微子的寿命延长了

狭义相对论与生活常识

12 验证时间变慢 穿过大气层的中微子流

令人费解的实验结果

箱子过隧道的实验

11 测定值会缩小 光速恒定带来的奇特现象之二

实验结论

光的钟表实验

10 钟表变慢 光速恒定带来的奇特现象之一

宇宙船内的实验

9 何谓同时同时 也是相对的

四维是什么

事象是什么

8 四维 时间与空间的集合

“萨尔维蒂”大船

特别强调

不会变化的物理法则

7 相对性原理 伽俐略提出的相对论

光速不变原理

洛伦兹变换理论

爱因斯坦的破空之解

6 光速不变原理 爱因斯坦的破空之解

运动中的物体长度会缩小

众所周知的事实

光速的测量实验

5 爱因斯坦之前的解释 运动中的物体长度会缩小

以太就像风

媒介是什么

寻找绝对空间

4 绝对空间 一直在找却没有找到的空间

光速的绝对意义

舞台的比喻

时间从不逗留

3 永恒不变 绝对时间与绝对空间

对目测光速的质疑

目测光的传播速度

2 光速 亘古不变的速度

惊人的转身

双重打击

复读加逃学

1 爱因斯坦 20世纪最伟大的物理学家

第二章 相对论：空间和时间

金字塔与天体

数据之谜

24 巧合还是神奇 金字塔的奥秘

宇宙学的发展

未解的谜题

23 向宇宙的尽头探索 宇宙学的发展

摄影技术的发展

天体摄影的应用

22 从照片到CCD 天文学的技术革新

宇宙长城

巨大的空洞

21 宇宙空洞的发现 难解的宇宙之谜

本超星系团

本星系群

20 星系聚集成群 星系团和超星系团

怎样测定星系距离

星系的大小和质量

19 错综复杂的星系世界 星系的大小和间距

河外星系的命名

星系按形状的分类

18 旋涡星系、椭圆星系和不规则星系 星系的形状

到仙女座星系的距离

宇宙岛的概念

17 宇宙广阔无垠 到仙女座星系的距离

河外星系进入视野

发现造父变星

16 仙女座星云在银河系之外 哈勃的发现

测量遥远天体的距离

δ型变星

15 使用亮度变化的恒星 测量天体的距离

20世纪初的争论

14 仙女座星云在银河系中吗 关于仙女座大星系的争论

旋涡星系

梅西耶星表

13 为数众多的旋涡星系 美丽的猎犬座M51

银河系的真实面目

初识银河系

12 一个巨大的铁饼 银河系的形状和大小

恒星的密集分布

伽利略的发现

11 美丽而神秘的天河 无数恒星的集合

了解宇宙的进化

远处即是过去

10 望远镜犹如时间机器 我们看到的是宇宙的过去

光一年行进的距离

天文单位

9 宇宙的度量单位 光年

第三亮星α星

太阳系的尽头

8 离太阳最近的恒星 半人马座的α星C

太阳系的构成

燃烧的太阳

7 地球的能量源是太阳 我们居住在太阳系

开放的宇宙

宗教的叛逆

6 宇宙没有中心 布鲁诺的悲剧

开普勒三大定律

第谷·布拉赫的发现

5 地动说被证实 行星运动三大定律

哥白尼创立日心说

阿利斯塔克提出日心说

4 以太阳为中心的宇宙模型 哥白尼的日心说

拖勒密创立地心说

亚里士多德提出地心说

3 地球是静止的宇宙中心 16世纪前欧洲的地心说

毕达哥拉斯的地圆说

泰勒斯的宇宙模型

2 种种宇宙模型的出现 古希腊的宇宙观

古埃及的天文学

古代美索不达米亚发达的天文学

1 与生产生活休戚相关 人类开始关注宇宙

第一章 我们的宇宙

目前的观测和推断

霍金解决了第一推动的问题

寻找第一推动问题的答案

3 量子宇宙论 霍金讲述宇宙的由来

宇宙的终极答案：《大设计》

阐释着宇宙内核的万物理论：《果壳中的宇宙》

关于生命宇宙和时间的独到见解：《黑洞、婴儿宇宙及其他》

优秀的天文科普作品：《时间简史》

2 霍金的作品 从《时间简史》到《大设计》

1 霍金 有史以来最杰出的科学家之一

导读 霍金与《时间简史》

本书阅读导航

《时间简史》最新完美呈现

从《时间简史》到《大设计》

让人人都更了解时间和宇宙

宇宙之王——霍金

序言 坚强的轮椅巨人，辉煌的科学巨著

版权信息

封面

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序言 坚强的轮椅巨人，辉煌的科学巨著

宇宙之王——霍金

让人人都更了解时间和宇宙

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导读 霍金与《时间简史》

1 霍金 有史以来最杰出的科学家之一

2 霍金的作品 从《时间简史》到《大设计》

优秀的天文科普作品：《时间简史》

关于生命宇宙和时间的独到见解：《黑洞、婴儿宇宙及其他》

阐释着宇宙内核的万物理论：《果壳中的宇宙》

宇宙的终极答案：《大设计》

3 量子宇宙论 霍金讲述宇宙的由来

寻找第一推动问题的答案

霍金解决了第一推动的问题

目前的观测和推断

第一章 我们的宇宙

1 与生产生活休戚相关 人类开始关注宇宙

古代美索不达米亚发达的天文学

古埃及的天文学

2 种种宇宙模型的出现 古希腊的宇宙观

泰勒斯的宇宙模型

毕达哥拉斯的地圆说

3 地球是静止的宇宙中心 16世纪前欧洲的地心说

亚里士多德提出地心说

拖勒密创立地心说

4 以太阳为中心的宇宙模型 哥白尼的日心说

阿利斯塔克提出日心说

哥白尼创立日心说

5 地动说被证实 行星运动三大定律

第谷·布拉赫的发现

开普勒三大定律

6 宇宙没有中心 布鲁诺的悲剧

宗教的叛逆

开放的宇宙

7 地球的能量源是太阳 我们居住在太阳系

燃烧的太阳

太阳系的构成

8 离太阳最近的恒星 半人马座的α星C

太阳系的尽头

第三亮星α星

9 宇宙的度量单位 光年

天文单位

光一年行进的距离

10 望远镜犹如时间机器 我们看到的是宇宙的过去

远处即是过去

了解宇宙的进化

11 美丽而神秘的天河 无数恒星的集合

伽利略的发现

恒星的密集分布

12 一个巨大的铁饼 银河系的形状和大小

初识银河系

银河系的真实面目

13 为数众多的旋涡星系 美丽的猎犬座M51

梅西耶星表

旋涡星系

14 仙女座星云在银河系中吗 关于仙女座大星系的争论

20世纪初的争论

15 使用亮度变化的恒星 测量天体的距离

δ型变星

测量遥远天体的距离

16 仙女座星云在银河系之外 哈勃的发现

发现造父变星

河外星系进入视野

17 宇宙广阔无垠 到仙女座星系的距离

宇宙岛的概念

到仙女座星系的距离

18 旋涡星系、椭圆星系和不规则星系 星系的形状

星系按形状的分类

河外星系的命名

19 错综复杂的星系世界 星系的大小和间距

星系的大小和质量

怎样测定星系距离

20 星系聚集成群 星系团和超星系团

本星系群

本超星系团

21 宇宙空洞的发现 难解的宇宙之谜

巨大的空洞

宇宙长城

22 从照片到CCD 天文学的技术革新

天体摄影的应用

摄影技术的发展

23 向宇宙的尽头探索 宇宙学的发展

未解的谜题

宇宙学的发展

24 巧合还是神奇 金字塔的奥秘

数据之谜

金字塔与天体

第二章 相对论：空间和时间

1 爱因斯坦 20世纪最伟大的物理学家

复读加逃学

双重打击

惊人的转身

2 光速 亘古不变的速度

目测光的传播速度

对目测光速的质疑

3 永恒不变 绝对时间与绝对空间

时间从不逗留

舞台的比喻

光速的绝对意义

4 绝对空间 一直在找却没有找到的空间

寻找绝对空间

媒介是什么

以太就像风

5 爱因斯坦之前的解释 运动中的物体长度会缩小

光速的测量实验

众所周知的事实

运动中的物体长度会缩小

6 光速不变原理 爱因斯坦的破空之解

爱因斯坦的破空之解

洛伦兹变换理论

光速不变原理

7 相对性原理 伽俐略提出的相对论

不会变化的物理法则

特别强调

“萨尔维蒂”大船

8 四维 时间与空间的集合

事象是什么

四维是什么

9 何谓同时同时 也是相对的

宇宙船内的实验

10 钟表变慢 光速恒定带来的奇特现象之一

光的钟表实验

实验结论

11 测定值会缩小 光速恒定带来的奇特现象之二

箱子过隧道的实验

令人费解的实验结果

12 验证时间变慢 穿过大气层的中微子流

狭义相对论与生活常识

中微子的寿命延长了

13 再度相逢时谁更年轻 双子吊诡之谜

双子吊诡实验

究竟谁的谁更年轻

14 男孩更年轻 双子吊诡的解答

前阶段的运动状态是相同的

后阶段的运动状态是不同的

专题 水桶实验 牛顿寻找的绝对空间

答案是水桶

反对意见

第三章 膨胀的宇宙

1 世纪大发现 宇宙在膨胀

难以理解的膨胀

膨胀的空间

2 最初的观测 斯莱弗的发现

远去的星云

星系远离之谜

3 光谱分析的应用 光的波长和颜色

光的波长

分光在天文上的应用

4 远去的声音会变低 多普勒效应

频移现象

拜斯·贝洛的实验

5 星系在远离的证明 红移和退行速度

光波的多普勒效应

从斯莱弗到哈勃

6 天文学的超级巨星 埃德温·哈勃

哈勃的生平

哈勃的贡献

7 越远的星系远离速度越快 哈勃定律

哈勃定律的产生

哈勃定律的发展

8 为了观测更远的星系 变大的望远镜

大型望远镜是天文学的必需工具

大型望远镜的发展

9 宇宙没有边界 无边的宇宙

宇宙无边论的思想渊源

球面上的蚂蚁

10 宇宙没有中心 我们不在宇宙的中心

没有中心的假设

我们是宇宙的中心吗？

11 不断地加速 空间是怎样膨胀的

线上的蚂蚁

星系的大小不因宇宙膨胀而变化

12 所有的星系重叠在一起 最初的宇宙很小

重叠的星系

无间的宇宙

13 宇宙的起源 爆炸性的宇宙

宇宙膨胀就是空间膨胀

超高密度状态下的爆炸

14 地球比宇宙更古老 宇宙的年龄

哈勃得出的宇宙年龄

数据越来越精确

15 哈勃的错误 两种造父变星

星族Ⅰ造父变星和星族ⅠⅠ造父变星

哈勃的错误所在

16 以光速远离的星系 人类看不到的宇宙

哈勃常数

宇宙的尽头

17 宇宙会永远膨胀吗 宇宙的未来

开放宇宙和闭合宇宙

临界质量

18 热寂还是大坍塌 宇宙的终结

热寂

大坍塌

19 “空荡荡”的宇宙 宇宙的物质

普通物质

反物质

20 暗物质发现的经过 扎维奇的发现

关于暗物质存在的推测

银河系也有暗物质

第四章 大爆炸、黑洞和宇宙演化

1 宇宙膨胀和光的波长 拉长的光波

光是一种电磁波

红移的产生

2 物质构成的基本单位 原子核和电子

自然界物质的基本单位

原子的构成

3 原子核的构成 质子和中子

带正电荷的质子

不带电的中子

4 制造原子核的能量 汤川秀树的发现

介子理论

核裂变和核聚变

5 热宇宙的物质形态 没有结构的宇宙

什么叫电离

散乱地激烈运动的粒子

6 热平衡下的均匀温度 宇宙开始的状态

热平衡状态

宇宙温度

7 元素是什么时候生成的 伽莫夫的困扰

氦丰度的疑惑

氦的形成

8 大爆炸的闪现 氢弹实验和伽莫夫

氢弹的原理

伽莫夫的假想

9 从一到无穷大 宇宙开始的3分钟

αβγ理论

3分钟造就一个宇宙

10 与大爆炸相对立的理论 稳恒态宇宙学模型

完全宇宙学原理

永恒不变的宇宙

11 大爆炸理论的先驱 弗里德曼和勒梅特

标准宇宙学模型

“宇宙蛋”和“超原子”

12 电话公司发现的电波噪音 大爆炸理论的证据

挥之不去的噪声

来自宇宙的声音

13 空中交织着各种电磁波 光波的伙伴

电磁波的种类

宇宙射线

14 电波的温度 热辐射

电磁波长与温度的关系

绝对温度

15 电波杂音带来的诺贝尔奖 关于宇宙背景辐射的两次获奖

“误打误撞”得来诺贝尔奖

第二次因宇宙背景辐射获奖

16 充满整个宇宙的电磁辐射 宇宙微波背景辐射

具有黑体辐射谱

各向同性

17 原子的形成使宇宙透明化 宇宙放晴

最古老的光

宇宙微波背景辐射的由来

18 宇宙开始的波动 COBE的发现

宇宙微波背景辐射的温度

微小的温度波动

19 由微小的波动引发的 星系的形成

WMAP

密度波动

20 暗物质的重要作用 星系由暗物质的波动产生

宇宙早期的暗物质

暗物质主导宇宙早期结构

21 最初形成的天体有多大 最初天体的大小之争

最初形成的是大天体还是小天体？

自下而上还是自上而下

22 最远的天体类星体 类星体的能量之谜

类星体的发现

大能量，小体积

23 连光也逃不出来的地方 神秘的黑洞

黑洞如何形成

非星黑洞

24 类星体的能量之源 活动星系核模型

活动星系

类星体的核心是黑洞

25 类星体的探索 恒星诞生于类星体

类星体内有恒星诞生

类星体与星系形成

26 大爆炸之父 伽莫夫的生涯

提出热大爆炸宇宙学模型

科普界一代宗师

第五章 宇宙的开始和未来

1 更细微的宇宙开端 质子和中子是否也会瓦解

探索更初始的宇宙

加速器的出现

2 比质子和中子更小的粒子 物质由夸克构成

夸克的发现

质子和中子的结构

3 宇宙间的隐者 中微子

不可捉摸的过客

决定宇宙的质量

4 反物质哪里去了 磁单极概念的引入

“一边倒”状态

大统一理论

5 大爆炸的又一谜团 磁单极疑难

不存在的粒子

疑问所在

6 宇宙的势力范围 视界疑难

可见宇宙

疑问所在

7 解决诸多疑难 暴胀理论的提出

视界疑难的解决

磁单极疑难的解决

8 什么是暴胀 暴胀是加速膨胀

超级免费午餐

暴胀理论的发展

9 引起暴胀的原因 与引力相反的作用力

宇宙膨胀减速

宇宙斥力

10 恒星、星系的生成 量子波动引起密度波动

量子波动

星系形成

11 探寻暴胀的直接证据 重力波背景辐射

暴胀产生重力波

重力波的观测

12 创造宇宙的时间 普朗克时间

什么是量子

大爆炸后的普朗克时间

13 取代粒子的最小存在 超弦理论

什么是宇宙弦

宇宙弦的伸缩性

14 十维、十一维的时空 膜宇宙论

十维图景

膜宇宙论的出现

15 大爆炸以前宇宙就存在 两种流行的模型

火宇宙模型

前大爆炸理论

16 未来的宇宙图景 宇宙加速膨胀

超新星

Ⅰa型的超新星

17 地球的未来 彗星向地球倾注而来

恒星的位置发生变化

彗星撞地球

18 太阳的未来 最后变成白矮星

太阳的燃烧

太阳的死亡

19 星系的未来 恒星从星系中蒸发

恒星都死亡之后

银河系的未来

20 星系的继续演变 巨大的黑洞

大黑洞的形成

中黑洞

第六章 时间箭头

1 时间箭头 时间的单一方向性

一去不返的时间

溢出之水

钟摆运动和行星公转

2 普遍的物理法则 时间不会从过去流向未来

水分子的过去和未来

无法区分过去和未来的物理法则

3 硬币实验 过去和未来的区别

一个粒子与无数粒子

1枚硬币的实验

10枚硬币的实验

4 时间本质 时间是一种可能性的流逝

硬币实验的对几率的估计

回到过去的几率

5 硬币实验的发现 熵增大的法则

什么是熵

熵增大的法则

熵与几率

6 两种状态 宏观状态与微观状态

两种状态的概念

硬币实验中的两种状态

宏观状态的熵

7 玻耳兹曼 深受哲学困扰的物理学家

玻耳兹曼的发现

来自反对派的意见

8 不同的时间箭头 宇宙论的时间箭头

光波的传导从来不会逆转

时间箭头与熵增大的方向

宇宙论和时间箭头

专题 意识中的时间 我们如何觉察时间

意识中的时间

如何知觉过去和未来

9 时间指向的标志 熵增大与宇宙创始

一些低状态熵的例子

黑洞中的熵

10 宇宙创始状态 宇宙膨胀与收缩

箱子里的熵的状态

宇宙创始时的元素合成现象

专题 生物赖负熵为生 薛定谔与负熵

薛定谔：量子力学的奠基人之一

负熵的概念

11 进化的起源 宇宙的起点

进化的原因

冰箱的原理

对太阳能的利用

12 彭罗斯的假说 用奇点区分过去和未来

膨胀速度与重力

宇宙膨胀与重力崩溃

彭罗斯的反对意见

第七章 虫洞和时间旅行

1 真的可能吗 神奇的时间机器

时间逆流

时间机器可能吗

2 封闭的时间轴 时间的特质

封闭的时间轴

非现实的时空

3 旋转黑洞 另一种黑洞

旋转黑洞和不旋转黑洞

黑洞的外侧

黑洞的内侧

4 时间隧道 连接平行宇宙的通道

从一个宇宙到另一个宇宙

与黑洞相反的白洞

5 虫洞 连接时间的隧道

虫洞是什么

穿越虫洞可能吗

假定虫洞的存在

6 使用虫洞 时间机器的制造原理

两个不同时刻的虫洞入口

可以制造这样的虫洞吗

7 宇宙绳 宇宙中的绳状能源群

宇宙绳与宇宙起源

宇宙绳是什么

假如存在宇宙绳

8 能源的最低状态 真空的互相转换

什么是互相转换

最初的宇宙是什么样的

9 缺口 宇宙绳周围的时空

想象中的宇宙绳

切口的连接

10 使用宇宙绳 制造时间机器

11 保存历史 霍金关于历史保存的假说

介绍量子力学

量子力学与自由意志

时间机器只是设想

12 反粒子 朝过去行走的粒子

想象中的反粒子

相对消灭是什么

相对生成是什么

13 使用反物质 相对生成与相对消灭

如果可以实现相对生成

如果可以完成相对消灭

知晓信息和预测未来的矛盾

14 终极答案 回答“时间机器可能吗”

关于时间机器的两种立场

时间机器诞生秘闻

附录一 我们如何感受空间和时间