时间简史中的主要理论有哪些

1、时间起始点,宇宙大爆炸奇点 。宇宙是不断膨胀着的,它在最初应该收缩为一点,这一时刻被称为宇宙大爆炸时刻 。宇宙在这一点的密度无穷大,这一点即为数学上所称的奇点;
2、时间终结,黑洞 。恒星由于引力作用会不断收缩,会形成一个“黑洞” 。黑洞表面引力很强,时间会在此终止;
3、上帝是如何启动宇宙,宇宙的起源和命运 。一种是以人择原理来解释的叫做紊乱边界条件的宇宙起源;另一种解释称为“暴涨模型”,它认为宇宙在开始的一瞬间是以加速度膨胀,在远小于1秒的时间里宇宙的半径增大了100万亿亿亿倍;
4、物理学的统一,终极理论 。人类在寻求建立一个适用于宇宙中每一事件的、完整的、协调的统一理论,在这理论中不需要选取特定的常数去符合事实 。
《时间简史》是英国物理学家斯蒂芬·霍金创作的科学著作,首次出版于1988年,全书共十二章,讲的全都是关于宇宙本性的最前沿知识 。
《时间简史》主要内容《时间简史》从1988年出版以来,已经被翻译成了40多种文字,销量千万册 。这本书总结了当时对宇宙的新理解,体现了对时间观念的变迁 。
这本书的作者是英国物理学家斯蒂芬?霍金,他在上世纪60年代投身黑洞和宇宙学研究,见证并参与了现代宇宙学的发展 。对于宇宙、空间、时间这些基本观念的颠覆更新,正是本书,也是宇宙学最令人着迷的地方 。
我们将分三个部分来解读这本书 。
第一部分,人类对宇宙认识的历史 。
【时间简史中的主要理论有哪些】在人类对宇宙认识的变迁中,依次出现了四个主要学说,分别是地平说、地心说、日心说和无限宇宙论 。
最初,人类认为地球是平的,也就是所谓的地平说 。随着生产技术的发展,人类活动范围的阔大,加上各种知识的积累,人们逐渐认识到地球是圆的,于是地平说不再成立,在2000多年前,地心说诞生了 。
直到16世纪,哥白尼发现了地心说的逻辑错误,地心说跟天文观测有误差,从而提出了日心说,认为太阳才是宇宙中心,地球是太阳的一颗行星 。
100多年之后,牛顿继承了哥白尼以来的宇宙讨论,他发现,万物运行靠引力,从而解决了太阳系和恒星的动力学问题 。从引力性质出发,牛顿推测,这个世界是无穷无尽的,也就是无限宇宙论 。
人类对于宇宙的理解,是基于物理学的发展的 。因为宇宙学研究的是日月星辰的运行规律,而物理学研究的是物体运动的本质规律 。
第二部分,物理学知识的进展 。
亚里士多德的运动学认为,力是维持物体运动的原因,不受力的物体保持静止 。所以在他的“地心说”宇宙模型看来,地球静静地躺在宇宙中心,日月星辰分成各个圈层,都在围绕地球运动 。
牛顿的万有引力定律和三个运动定律,第一次定量地解释了物体的运动规律,也把宇宙的讨论范围扩展到太阳系之外 。在讨论宇宙时,牛顿认为由恒星组成的宇宙应该是稳定不变的,因为数千年来我们看到的星空几乎毫无变化,因而宇宙群星整体上应该处于静止状态 。
牛顿认为,宇宙应该是无限大的,不存在中心 。在无限大的宇宙里,对于任何一个物体来说,受到来自各个方向的引力保持平衡 。这就是牛顿的静止无限宇宙观:1、空间平直且无穷无尽;2、时间均匀流动,且各处相同;3、物质在空间和时间的“刚性舞台”上运动 。所谓“刚性舞台”,时间和空间是固定不变的 。
当物理新思想、天文新发现接踵而来的时候,牛顿的无限宇宙论也就瓦解了 。这个新理论就是爱因斯坦的广义相对论 。
20世纪初,爱因斯坦认真考虑了光速问题 。爱因斯坦把光速不变作为狭义相对论的基础,把时间和空间联系起来,从而改变了人类的时空观念 。经过10年努力,爱因斯坦又把引力纳入到相对论之中,提出了广义相对论——时空并非像牛顿认为的那样是平直的,而是被大质量天体弄弯曲了 。
除了广义相对论,20世纪物理学新大厦的另一支柱,是量子力学,它也支撑着宇宙学的新发展 。
量子力学告诉我们,微观粒子的能量是量子化的、不连续的 。量子世界的发现,打破了确定论 。不确定性原理告诉我们,无论如何努力,你都无法准确测量一个微观粒子所有的物理性质 。
量子力学和相对论联手成就了我们对宇宙的新理解 。科学家们预测,宇宙起源于一次大爆炸,而后不断地膨胀 。在这个过程中,诞生了宇宙中的微观粒子,形成了恒星和星系,进而在恒星演化过程中形成各种元素,这些元素在宇宙中重新聚集,形成了新的恒星、行星,包括地球 。这就是宇宙大爆炸理论 。