星際穿越

推薦序1 請溫柔地走進科學(xué)的良夜
推薦序2 星際穿越，不確定性的美妙
中文版序 科學(xué)的力量
譯者序   探秘人類知識的未知疆域
前言 科學(xué)，美麗而迷人
 
引言 一場華夢，九年曲折：電影《星際穿越》的創(chuàng)生
【琳達·奧布斯特】最杰出的好萊塢搭檔
【史蒂文·斯皮爾伯格】誰是最初的導(dǎo)演？
【喬納森·諾蘭】一波三折的編劇遴選
【克里斯托弗·諾蘭】意外接棒的好萊塢ding尖導(dǎo)演
【保羅·富蘭克林、奧利弗·詹姆斯、尤金妮婭·馮·騰澤爾曼】視覺特效的締造者們
【馬修·麥康納、安妮·海瑟薇、邁克爾·凱恩、杰茜卡·查斯坦】精彩“穿越”背后的好萊塢巨星們
 
第一部分  宇宙奧秘，穿越之鑰
 
01 宇宙的終極真相
大爆炸，宇宙誕生
萬億星系與黑洞
太陽系
恒星的死亡：白矮星、中子星和黑洞
宇宙中的電場、磁場與引力場
 
02主宰宇宙宿命的法則
揭秘物理世界的四大定律
科學(xué)事實、有根據(jù)的推測和猜想
 
03 彎曲時空和潮汐力
愛因斯坦的時間彎曲理論
彎曲的空間：超體和我們的宇宙膜
潮汐力，米勒星球巨浪的來源
 
04黑洞，光都無法逃逸的牢籠
蹦床上的螞蟻，黑洞彎曲的空間
視界困住的信號，黑洞彎曲的時間
無可抵抗的空間“漩渦”
精確刻畫黑洞附近的彎曲時空
從宇宙中觀測到的黑洞外貌
“踩著彼此的肩膀”的黑洞發(fā)現(xiàn)史
 
第二部分 卡岡都亞，黑洞中的巨人
 
05黑洞卡岡都亞的構(gòu)造
1億倍太陽質(zhì)量，米勒星球被撕碎的臨界點
“天上一時，地上七年”，自旋速率大揭秘
卡岡都亞的結(jié)構(gòu)奧妙
火殼，被禁錮的光線
 
0六引力彈弓
21世紀科技都無法解決的加速困境
駛往米勒星球的彈弓之旅
星系中心的中等質(zhì)量黑洞，最佳彈射彈弓
超級文明的航行軌跡
“卡西尼”號，現(xiàn)實中的“巡邏者”號
 
07打造黑洞卡岡都亞
黑洞陰影及其火環(huán)
無自旋黑洞的引力透鏡效應(yīng)
快速自旋黑洞的引力透鏡效應(yīng)
制造《星際穿越》中黑洞和蟲洞的視覺特效
引力彈弓旅程中的景象
 
08瑰麗奇美的吸積盤與噴流
類星體，小天體里的大能量
能量發(fā)動機——黑洞與吸積盤
噴流：從回旋空間中提取能量
吸積盤從何處來？潮汐力撕裂恒星
卡岡都亞的吸積盤與丟失的噴流
 
09事故是進化途中的第一步
 
第三部分  地球大災(zāi)難
 
10 毀滅人類文明的枯萎病
庫珀的世界——只比活命好一點兒
何種災(zāi)變才是罪魁禍首
泛型枯萎病，所有生物的終極殺手
 
11 氧氣危機
可呼吸氧氣的生產(chǎn)與破壞
海洋翻動，所有人都將死于二氧化碳中毒
 
12 星際旅行, 尋求地外生命支持
最近的恒星離我們有多遠？
21世紀技術(shù)條件下的旅行時間
未來的技術(shù)
熱核聚變推進系統(tǒng)的實現(xiàn)時間表——22世紀晚期？
激光束與光帆技術(shù)的實現(xiàn)時間表——22世紀？
雙黑洞的引力彈弓
 
 
第四部分  蟲洞，超太空跳躍的橋梁
 
13蟲洞，危險與希望的并存體
蘋果，蟲洞之名的靈感源
福拉姆蟲洞，最早的蟲洞
蟲洞的塌縮
《超時空接觸》，一個可穿越蟲洞的瘋狂構(gòu)想
可穿行蟲洞應(yīng)該是什么樣子
蟲洞是否可以像天體一樣在宇宙中自然存在
超級發(fā)達文明，可穿行蟲洞的惟一希望？
一個極度未知的領(lǐng)域
 
14《星際穿越》中蟲洞的可視化
蟲洞的引力和時間彎曲
3大“把手”，蟲洞形態(tài)各異的根源
“把手”如何影響蟲洞的外觀
蟲洞長短，穿越景象各異的決定者
蟲洞的透鏡寬度，引力透鏡效應(yīng)大不同
《星際穿越》中動人心魄的蟲洞
穿越蟲洞之旅
 
15引力波如何發(fā)現(xiàn)蟲洞
LIGO發(fā)現(xiàn)引力波暴
當(dāng)一顆中子星圍繞黑洞公轉(zhuǎn)時?
引力波源，蟲洞的另一端
諾蘭緣何棄用引力波？
引力波以及探測引力波的儀器?
“宇宙彎曲的一面”
原初引力波，宇宙誕生一瞥
 
第五部分 探索黑洞卡岡都亞的周邊
 
1六米勒星球，未被吞噬的幸存者
米勒星球的運行軌道?
時間變慢與潮汐力形變
空間回旋，米勒星球速度的制衡要素
米勒星球上的巨浪
米勒星球的“一生”
從米勒星球遙望卡岡都亞
 
17 黑洞卡岡都亞振動之謎
未被羅米利展示的重要數(shù)據(jù)
共振頻率，駕馭引力異常的關(guān)鍵
 
18 第二選擇，曼恩星球
曼恩星球，一個缺少太陽的世界
通向曼恩星球的旅程
冰云，到達曼恩星球
是誰打造了曼恩博士的地質(zhì)數(shù)據(jù)
 
19“永恒”號的夾縫求生
潮汐力與“永恒”號的設(shè)計
曼恩星球上方軌道處的真實爆炸
 
第六部分 極端物理
 
20第四維度和第五維度
作為第四維度的時間
超體：真實還是虛構(gòu)？
第五維度
 
21預(yù)示未來人類的超體生物
二維膜與三維超體的碰撞
當(dāng)五維世界的超體生物穿過我們的三維膜時
超體生物的特征和他們的引力
《星際穿越》中的超體生物
 
22限制引力
五維空間的引力難題
膜外維度是卷曲的嗎
膜外維度：反德西塔（AdS）彎曲
AdS三明治：超體中的充足空間
危險：三明治是不穩(wěn)定的
穿越AdS層
 
23引力異常，墨菲口中的“幽靈”
火神星，水星軌道異常進動的幻象
“暗物質(zhì)”，星系之間相互繞轉(zhuǎn)軌道的異常
宇宙加速膨脹的異常
條形碼式灰塵，《星際穿越》中的引力異常
 
24 布蘭德教授的方程
墨菲和教授兩人的筆記以及黑板
第五維度，引力異常的來源
超體場，引力強度的控制因素
蟲洞必須連通！
保護我們的宇宙不被摧毀
教授方程的終極答案
 
25奇點和量子引力
量子定律，一切宇宙問題的解
奇點：量子引力的領(lǐng)地
基普vs霍金，裸奇點的賭局
黑洞內(nèi)的BKL奇點
黑洞的下落奇點與外飛奇點
 
第七部分  穿越之門已經(jīng)開啟
 
2六臨界軌道，“火山口”的邊緣
潮汐力，使“永恒”號掙脫曼恩星球
臨界軌道和火山類比
火山的含義：引力能和圓周運動能
臨界軌道：離心力和引力的平衡
邊緣處的災(zāi)難：塔斯和庫珀的彈出
駛向埃德蒙茲星球
 
27 進入黑洞卡岡都亞：落入視界的庫珀與塔斯
為什么讓庫珀掉入黑洞
穿過視界——永無對等的信號收發(fā)
下落奇點vs外飛奇點，擊中“巡邏者”號的最佳選擇
庫珀在卡岡都亞內(nèi)部看到了什么
被超立方體營救
 
28  超立方體
點－線－平面－立方體－超立方體
庫珀被運送到超立方體中
?？浚耗婆P室的景象
諾蘭復(fù)雜化的超立方體
 
29 向過去傳遞信息
向電影《星際穿越》的觀眾傳遞規(guī)則
克里斯托弗·諾蘭關(guān)于時間旅行的規(guī)則
傳遞信息給墨菲  
沒有超體的時間旅行
有超體存在的時間旅行  
給墨菲傳遞信息——一個物理學(xué)家的解釋
穿過第五維度接觸布蘭德
 
30發(fā)射太空殖民飛船
科學(xué)的指引
 
 
附錄1在哪里可以獲得更多信息
附錄2技術(shù)札記
致 謝