|
| 商品編號： | DCD2442 | |
| 商品名稱： | 萬物的終結：宇宙毀滅的5種方式 出版公司:鷹出版 作者:凱蒂．麥克 類型:科學-自然科學 EPUB電子書 繁體中文版 | | | 語系版本： | EPUB電子書 繁體中文版 | |
| 運行平台： | EPUB電子書,沒有任何平台限制,終身使用 | |
| 更新日期： | 2025-09-01 | |
| 光碟片數： | 1片CD光碟 | |
| 銷售價格： | $100元 | |
| 熱門標籤： | 萬物的終結
科學
自然科學
| |
萬物的終結：宇宙毀滅的5種方式 出版公司:鷹出版 作者:凱蒂．麥克 類型:科學-自然科學 EPUB電子書 繁體中文版
商品資料
作者：凱蒂．麥克 、譯者：蔡丹婷
出版社：鷹出版
出版日期：2025-03-05
課程類型：科學>自然科學
ISBN/ISSN：9786267255759
內容簡介
—紐約時報著名書籍—
—NPR科學週五讀書俱樂部精選—
—《華盛頓郵報》、《經濟學人》、《新科學家》、《出版商周刊》
以及《衛報》評為年度最佳圖書—
大崩墜、熱寂、大撕裂、真空衰變、回彈……
5個迥異的宇宙末日場景，到底誰會勝出？
以有涯隨無涯，一本書看懂宇宙結構，以及背後深層的演變力量。
我們都知道宇宙有個開端。大約138億年前，宇宙從難以想像的密度狀態，變成蘊涵萬物的宇宙火球，再變成逐漸冷卻的物質和能量流體，為我們今天所看到的恆星和星系埋下種子。接著，行星形成，星系碰撞，宇宙大放光明。然後，在一個螺旋星系邊緣附近，圍繞著一顆普通恆星運行的一顆岩石行星上，孕育出了生命。其中有種細長瘦弱的雙足哺乳動物，會以閱讀物理書籍為樂。
而在大約50億年後，目前中年的太陽將膨脹為紅巨星，吞沒水星和金星的軌道，屆時地球將化為一顆被燒盡、了無生機、滿布岩漿的石塊，最終會被捲入太陽外層而結束。不過，到時候人類或許已搬到其他星球，甚至其他星系，建立新家園，人類依然可以立足。
但如果是宇宙的死亡，對我們和萬物又意味著什麼？
如果宇宙終將有個故事的結局，那人類不就終將無處可以容身？
倘若如此，那麼宇宙的結束會是和平的消逝，還是戲劇性的災難？而這一切對現在的我們有著怎樣的意義？
天文物理學家暨宇宙災難鑑賞家凱蒂‧麥克（Katie Mack），以活潑的智慧和幽默，帶我們領略了宇宙可能出現的五種結局：大崩墜、熱寂、大撕裂、真空衰變和回彈。
宇宙膨脹會一直持續下去嗎？暗能量和熵怎樣影響宇宙的未來？宇宙終結之後又會是怎樣的光景？麥克以其平易而有趣的文字和生動的插圖，傳達出宇宙學的研究現況。談的是末世，卻在探討最終誰勝出的過程中，藉由呈現一個又一個截然不同的末世場景，帶出宇宙的形狀和結構，物質和能量的分布，以及控制其演變背後的力量，揭示了基本的真理，藉此拓展讀者思維，提醒我們自己在浩瀚宇宙中的位置。
透過探討末日，作者深入當前支持或反對每種可能性的最佳證據。書中沒有複雜的數學運算，而是採用平易近人而有趣的文筆和恰到好處的插圖，透過現實中不斷仍在變動的知識，讓我們看到人類雖渺小，卻擁有可以超越平凡生活、放眼虛空能力。
這是一場充滿樂趣、出人意料的歡快之旅，將我們所知的一切帶往最遙遠的未來。作者簡介： 凱蒂‧麥克（Katie Mack）
天體物理學家，宇宙災難鑒賞家，圓周理論物理研究所宇宙學和科學傳播領域的首任霍金主席，加拿大高等研究院全球學者，北卡羅來納州立大學物理學教授。她的研究涉及暗物質、早期宇宙、星系形成、黑洞、宇宙弦及宇宙的最終命運。曾為《衛報》、《科學美國人》、《對話》、《天空與望遠鏡》、《時代》、《宇宙》等媒體撰稿，為BBC提供專家資訊。她還是TED演講嘉賓，並在歐洲核子研究中心等地進行演講和參與訪談，講座曾吸引霍金先生親臨現場聆聽。
譯者簡介： 蔡丹婷
師大翻譯研究所畢業。坐過辦公室，當過英文老師，但還是最喜歡翻譯，最愛的是家人。極喜歡窩在家中推敲字句的日子，更喜歡透過不同語言接觸新知，夢想是能使用八國語言。過去二十年主要為HBO頻道及Discovery系列頻道翻譯字幕，譯有《綠手指聖經》、《形狀：資訊、生物、策略、民主和所有事物背後隱藏的幾何學》、《我們為何相信：從鬼魂、神和外星人，到陰謀、經濟和政治，大腦如何打造信念並鞏固為真理》等著作。
各界推薦
名人推薦： 【專文推薦】
曾耀寰 中研院天文所研究技師、《科學月刊》總編輯
共同推薦：
吳建宏 中央研究院物理所研究員
PanSci 泛科學
【各界讚譽】
一次關於潛在宇宙末日激動人心的旅程……除了深厚的專業知識之外，麥克女士對傳達宇宙末日細節、富感染力的熱情，使得《萬物的終結》超越我讀過的任何相關主題的書。——《華爾街日報》
優秀、影響深遠……這本書是消除世俗憂慮的完美解藥。──《科學》
麥克將宇宙的終結變成了一個起點，並對科學的力量進行了平易近人、熱情的調查。生動而原創，是科學寫作的範本。——《出版人週刊》，2020年最佳非小說類作品
引人入勝，優雅……本書的標題發人深省。作者一路上傳遞了令人愉快的深奧知識，同時為宇宙終結的一些最合理場景提供了指南。——《紐約時報》
閱讀《萬物的終結》是種樂趣。麥克的風格很個人化，而且非常有趣，引導我們沿著充滿科學奧祕和神祕的宇宙時間線前進……我發現這很有幫助——當然不令人放心，而是拓展思維，提醒我們在浩瀚宇宙的位置。——詹姆斯‧格萊克，《紐約時報》書評
麥克對我們可能的終結進行了旋風式的導覽，以及研究這些選擇揭示了物理學的哪些部分。她透過非正式但嚴謹的文筆描述了潛在結局的奇怪問題和含義。——《科學美國人》
如果你需要片刻時間從日常生活中轉移注意，前往遙遠的宇宙未來，我強烈推薦《萬物的終結》。在本書中，麥克似乎情不自禁地將複雜的物理概念描述得「很有趣」和「很酷」。——《新科學家》
在麥克手中，這種（關於宇宙終結的）推測構成了一個引人入勝的故事……她是位才華橫溢的複雜物理學傳播者，對天文學的熱情和好奇心使她成為受歡迎的演講者，這個道理顯而易見。──《自然》
思考末世的科學實際上是帶來強烈的興奮感……麥克令人愉悅的寫作風格，讓對宇宙終結的推測變得出乎意料地有趣。——柯克斯評論
任何想知道在布萊恩‧格林的《眺望時間的盡頭》之後該讀什麼的人，都會喜歡這本結合機智與深刻思想的書。——圖書館雜誌
這本書告訴你宇宙隨時可能終結，但它是如此美好，以至於你會支持它不要結束——至少在你讀完這本書前不會。麥克詼諧、清晰的散文令人無限愉悅。
——亞歷珊卓‧佩特里，《華盛頓郵報》專欄作家
一切都會消亡，甚至宇宙。但這會是一場和平的消逝，還是一場戲劇性的災難？科學家並不確定，但麥克為這些可能性提供了專業且有趣的指南。誰能料到一本關於宇宙終結的書可以傳達如此龐大的科學熱情？ ——蕭恩‧卡羅爾，《詩性的宇宙》一書作者
章節試閱
第二章
從大霹靂到現在
開始就暗示了結束，也需要結束。
──樂克（Ann Leckie），《輔助正義》（Ancillary Justice）
我很喜歡關於時間旅行的故事。我們當然可以輕易對時光機的物理原理吹毛求疵，或把出現的各種悖論一一列舉出來，但這個想法十分吸引人，即我們也許能找到一種方法，打開通往時間的大門，讓我們能知曉並干預過去和未來，讓我們擺脫這列失控的「現在」列車，無情地駛向某種未知的命運。線性時間似乎是如此受限，甚至是浪費—為什麼僅僅因為時鐘向前移動了幾格，我們就永遠失去了這些時間、所有這些可能性？我們可能已經習慣了嚴格的時序壓迫，但這並不意味著我們必須喜歡它。
幸運的是，宇宙學能幫上忙。當然，不是任何實際意義上的—我們在談一個相對深奧的物理學分支，它絕不可能讓你拿回昨天丟在火車上的雨傘。只不過雖然你的生活保持不變，但關於存在的其他一切都永遠改變了。
對宇宙學家來說，過去並不是遙不可及的失落境界。它是一個真實的地方，是宇宙中一個可觀測的區域，也是我們投入大部分工作時間的地方。我們只要安靜地坐在辦公桌前，就能觀察到數百萬甚至數十億年前天文事件的進展。這個技倆並不是宇宙學特有的，而是我們所處的宇宙結構所固有的。
歸根究底其實就是一句話：光的傳播需要時間。光速很快—大約每秒3億公尺—但仍然不是即發便至。在日常生活中，當你打開手電筒時，手電筒發出的光大約每奈秒（10-9秒）前進30公分，而你所照亮的物體反射回來的光線，需要同樣長的時間才能映入你的眼簾。事實上，不管你看的是什麼，你所看到的影像（其實只是物體反射的光進入你的眼睛）在送到你眼前時，都已經有點舊了。從你的角度來看，在咖啡館裡坐在你對面的人，已經是過去幾奈秒的人了，也許這多少解釋了他們留戀的表情和過時的時尚感。就你而言，你所看到的一切都已成為過去。如果你抬頭看月亮，你看到的其實是1秒多一點之前的月亮。你看到的太陽是8分鐘多前的。而你在夜空中看到的星辰，更是來自遙遠的過去，從幾年到幾千年不等。
你可能早就熟知這種光速延遲的概念，但其意義極為深遠。這意味著作為天文學家，我們只要觀察天空，就能看到宇宙從早期到今天的演變在眼前上演。我們在天文學中使用「光年」這個單位，不僅是因為它是便於使用的大數值（大約9.5兆公里），還因為它能告訴我們，光從我們所觀察的物體而來，行進了多久。從我們的角度來看，10光年外的恆星已經是10年前的事了。100億光年外的星系，已經是100億年前的事了。由於宇宙只有大約138億年的歷史，所以那個距離100億光年的星系，就可以告訴我們宇宙年輕時的狀況。從這個意義上說，凝望宇宙就等於凝望我們自己的過去。
對此有一個重要的警告，如果不提就是我的失職。嚴格來說，我們根本看不到自己的過去。光速延遲意味著物體距離越遠，它所身處的過去就越遙遠，而且這種關係是非常嚴謹的：我們不僅看不到自己的過去，也看不到那些遙遠星系的現在。距離越遠的東西，在宇宙時間線上的間隔就越大。
那麼，如果我們只看到其他星系很久以前、距離遙遠的過去，我們如何才能瞭解我們自己的過去呢？這就要說到一條原理了，因為對宇宙學太過核心，所以它乾脆被命名為宇宙學原理（cosmological principle）。簡而言之，這條原理指的是，就所有實際目的而言，宇宙在任何地方基本上都是相同的。顯然，這在人類尺度上是不正確的—地球表面與深太空或太陽中心當然大不相同—但在天文大尺度上，整個星系也只能算做一個無趣的斑點，那麼宇宙在各個方向上看起來當然都是一樣的，並且由相同的東西所組成。這想法與哥白尼原理（Copernican Principle）密切相關，哥白尼原理是哥白尼（Nicolaus Copernicus）在16世紀提出的觀念，曾被視為異端，即我們在宇宙中並不佔據「特殊位置」，而是某個可能隨機選到、再普通不過的位置。因此，當我們觀察一個10億光年外的星系，看到它在一個比我們現在的宇宙年輕10億年的宇宙中，並看到它們10億年前的樣子時，我們可以有十足的信心認為，10億年前的這裡，環境應該與它們是十分相似的。在某種程度上，這可以透過實際觀察來檢驗。對整個宇宙中星系分布的研究發現，宇宙學原理所暗示的均勻性，在我們所看到的任何地方都成立。
結果就是，如果我們想瞭解宇宙本身的演變，以及我們銀河系成長的環境，我們只需要觀察遙遠的東西。
這也意味著在宇宙學裡，並沒有定義明確的「現在」概念。或者更確切地說，你所經歷的「現在」，完全只是針對你、你正身處的地方、你正在做的事而言。如果我們現在看到一顆超新星（supernova）爆炸的亮光，看著它當場爆炸，但那束光其實已經行進了數百萬年，那麼「那顆超新星現在要爆炸了」這句話到底是什麼意思？我們所看到的東西本質上完全是過去的事情，但那顆爆炸恆星的「現在」，對我們來說是無法觀察到的，而且我們在數百萬年內都不會得到任何關於它的知識，這使得它對我們來說不是「現在」，而是未來。
當我們把宇宙想成存在於時空（spacetime）之中—一種蘊涵一切的宇宙網格，其中空間是三個軸，時間是第四個軸—我們可以將過去和未來，視為同一織面上的遙遠點，伸展橫跨宇宙的誕生到終點。對於落在這個織面上不同位置的人而言，對我們來說屬於未來的事件，對他們來說可能是遙遠的過去。而我們幾千年後才能看到的事件所發出的光（或任何訊息），「現在」正穿過時空流向我們。那麼這件事是發生在未來，還是過去，還是兩者皆是？這一切都取決於視角。
如果你習慣以3D世界來思考，這麼一想的確會讓人頭昏腦脹，不過對天文學家來說，非無限（noninfinite）的光速是非常有用的工具。這意味著我們不只可以尋找宇宙遙遠過去的線索—它的痕跡和殘餘物—更可以直接看著它，觀察宇宙隨著時間的變化。我們可以窺見才30億年的宇宙，在恆星形成的文藝復興時期，星系爆發出萬千光芒（如果不是藝術和哲學性的話），還可以看到這些光芒在隨後的宙（eon）中如何黯淡下去。我們甚至可以看得更遠，看到物質在不到5億年的宇宙中被捲進入超大黑洞，當時星光才剛開始穿透星系之間的黑暗。
不久之後，借助新的太空望遠鏡，我們將能夠觀察到宇宙中最早形成的一些星系—在宇宙只有幾億年歷史時形成的。但如果這些星系是第一批，那麼如果我們回顧得更遠的話會怎麼樣？我們能看得遠到還沒有星系的時候嗎？我們打算這麼做。現在正在建造的電波望遠鏡，也許能夠透過利用光和氫之間的偶然相互作用，來觀察誕生第一個星系的物質。透過直接觀察氫，這種有一天會變成恆星和星系的物質，我們可以觀察宇宙形成中的第一個結構。
但如果我們回顧得更遠呢？如果我們回顧到恆星、星系、氫氣存在之前的時代會怎麼樣？我們能看到大霹靂本身嗎？
是的，我們可以。
看見大霹靂
有一種流行的說法是把大霹靂描繪成某種爆炸—光和物質從一個點突然爆發，在宇宙中滾滾而出。其實不是這樣的。大霹靂不是宇宙內部的爆炸，而是宇宙本身的膨脹。它也不是在某一點發生，而是在每個點發生。今天宇宙空間中的每一點—遙遠星系邊緣的一處，另一個方向同樣遠的一塊星系間空間，你出生的房間—這些點中的每一個，在時間剛開始時都近得觸手可及，但就在那同一刻迅速拉開距離。
大霹靂理論的邏輯非常簡單。宇宙正在膨脹—我們可以看到星系之間的距離隨時間過去變得越來越大—這意味著星系之間的距離在過去更小。做個思想實驗，將我們現在看到的膨脹倒推回去，倒推個數十億年，總有一刻星系之間的距離必定為零。可觀測的宇宙，包含我們今天所能看到的一切，一定是包含在一個更小、更密集、更熱的空間內。但可觀測的宇宙只是我們現在所能看到的宇宙的一部分。我們知道太空遠不止於此。事實上，根據我們所知，宇宙的大小完全有可能是無限的。這意味著它一開始也是無限的。只是密集許多。
這很難想像。無限就是這麼難搞。擁有無限的空間意味著什麼？無限的空間不斷膨脹意味著什麼？無限的空間如何變得更無限？
這一點我恐怕也幫不了各位。
想在有限的大腦中想像無限的空間，誠非易事。我只能說，在數學和物理中有一些方法可以處理無窮大，這些方法是有意義的，而且不會破壞任何東西。作為一名宇宙學家，我的工作基於這樣一個基本假設：宇宙可以用數學來描述，只要這套數學行得通，而且對解決新問題有用，我就會接受它。或者更準確地說，如果這套數學行得通，而一個稍微不同的假設（例如
宇宙不是那麼無限，但太大了，我們不可能感知到它的極限）同樣說得通，但對我們的經驗或我們可以以任何方式測量的任何東西沒有影響，那我們就可以暫時守著較簡單的假設。所以：無限的宇宙。這可以方便我們工作。
總之，當我們談到大霹靂理論的時候，我們真正想說的是：根據我們對當前膨脹及其歷史的觀察，我們可以得出結論，宇宙曾經有一度，不論何處，都比現在更熱且密度更大。這有時被稱為「熱大霹靂」，指的是宇宙熾熱稠密的整段時間跨度，我們現在知道這是從宇宙誕生0年到38萬年左右的這段時間。
我們甚至可以量化「熱稠密」的含義，並追溯宇宙的歷史，從我們現在享有的涼爽宜人的宇宙，推導出一個高壓鍋煉獄，那裡極端到粉碎了我們對物理定律的所有理解。但這不僅僅是一個理論練習。從數學上推斷膨脹，並推導出更高的壓力和溫度是一回事；直接看到這個煉獄宇宙（infernoverse）又是另一回事。
推薦序
科學以有涯隨無涯，探索萬物的終結
曾耀寰（中研院天文所研究技師、科學月刊總編輯）
季路問事鬼神。子曰：「未能事人，焉能事鬼？」敢問死。曰：「未知生，焉知死？」當中的季路就是子路，子路個性直來直往，是個血性漢子，有一次問孔子如何侍奉鬼神，孔子直說，侍奉人都不能，豈談鬼神。鬼神與死相干，子路就接著問何為死，孔子依著相同的因果邏輯思維反問，生都搞不清，怎能搞清死亡。
死亡是一種終結，英國經濟學家凱因斯曾說：「說到底，我們所有人都會死。」這是無法避免的事，不論是公侯將相，還是販夫走卒，都是一樣。不同的宗教對生死有不同的詮釋，佛家講的是輪迴，基督教講的是末日，這些都是讓世間的人們能夠淡然，或者接受現世的難，雖說一切苦難和不如意無法避免，但期待有美好的下一世，或者在末日的時候，獲得上帝的救贖而解脫。
未知生焉知死，西方哲學家也是從宇宙萬物的起源開始說起，西元前600年左右的泰利斯說水是萬物之源，阿那克西米尼則把風或空氣看作是原始物質，赫拉克利特認為宇宙是一團活火，恩培多克勒主張萬物是由土、氣、火、水四種元素構成，中國自古談的是金、木、水、火、土，這都是素樸直觀的說法。對於萬物起源的科學發展，要到19 世紀化學周期表的完備，以及20世紀物理的原子論，才有清楚的認識。至於宇宙的生，得靠天文學家的精密觀測和愛因斯坦的廣義相對論（1915年），才能一探宇宙的初始。現今瞭解的宇宙起始於137.87±0.2億年（2018年卜朗克太空望遠鏡資料），我們現在稱大霹靂。在沒有時間、沒有空間的狀態下，突然的大霹靂，產生了時間和空間，我們看到的遠方天體，都隨著空間的膨脹而離我們越來越遠，這後續的發展到現今模樣，本書的第二章〈從大霹靂到現在〉有精彩說明。
莊子曾說：「吾生也有涯，而知也無涯。以有涯隨無涯，殆已！已而為知者，殆而已矣！」因此朝菌不知晦朔，蟪蛄不知春秋，人的一生少逾百年，最早文字當數三千五百年前蘇美人的楔形文字，相較宇宙的138 億年，豈不與朝菌蟪蛄無異。更何況在短短歲月汲汲追求宇宙起源，只會更加疲累不堪。但我們人類憑藉著科學理論，加上天文觀測的證據，不僅有涯隨無涯，更有甚者，說出了宇宙至今的演化大要，還可以進一步探討宇宙的終結！這是莊子無法想像的境界。
我們離宇宙的終結更是遙遠，先從近的開始，我們的太陽大約只剩50 億年的壽命，在太陽快用盡發光的能量來源前，會先經過紅巨星的階段，體積膨脹，當擴張到地球時，地球將會被太陽吞噬，進入高溫的煉獄，沒有生物能存活下來。這只是我們地球的終結。說到萬物的終結，就得知道宇宙未來的演化。20 世紀發展的廣義相對論以及天文觀測顯示，宇宙要不是持續膨脹，或是膨脹到後來，進入塌縮的階段，從這些過程，本書作者列出了萬物終結的五種可能：大崩墜、熱寂、大撕裂、真空衰變和大反彈。
宇宙的持續演化都照著科學腳本，如果一開始宇宙膨脹的速度不夠，就會像我們原地向上拋球，上升的球速越來越慢，最終停止上升，重新落回地表，這是大塌縮的概樣。但如果宇宙一開始膨脹速度夠快，物質之間的萬有引力無法造成大塌縮，這時宇宙就無止境的不斷膨脹，在漫長無止境的歲月，所有的恆星終將如太陽一樣用盡燃料，這時宇宙黑夜降臨，根據熱力學第二定律，整個宇宙達到最大熵值，進入熱寂狀態。
20 世紀末，兩個獨立研究團隊分別觀察到宇宙暗能量的證據，顯示宇宙加速膨脹。這就像是向上拋球，球裝了引擎，一直加速向上飛去。現如今宇宙就像裝了暗能量引擎，不斷加速膨脹。但科學家不清楚暗能量是為何物？暗能量會讓星系和星系之間的空間拉開，甚至原子和原子也被拉開，拉大的程度是越來越厲害，整個宇宙最後被無情地撕裂開來。
廣垠的宇宙也受到量子的掌控，粒子物理學標準模型的考量會帶來量子的真空衰變，粒子高速碰撞後，有可能「在你身邊創造出一個量子死亡泡，引發無法想像的毀滅過程，撕裂空間直到永遠」。再更純物理理論的想像，「早期宇宙被兩個相鄰三維膜的劇烈碰撞所加熱，其中一個膜包含後來成為整個宇宙的物質」。碰撞後的兩個膜相互遠離，這兩個膜有可能會碰在一起。這樣不斷地遠離、重逢，再反彈，「一個膜世界火劫宇宙就是一連串永無休止、毀天滅地的宇宙級鼓掌」。
曾有一齣連續劇的大反派對著男主角說：人死了，就什麼都沒了！宇宙萬物也是一樣，五種終結方式令人沮喪，充滿著悲觀的未來，但科學家仍以有涯隨無涯的精神，不斷發展新的理論理解宇宙，不斷用最新的觀測工具看清宇宙，探求宇宙的真相，這些都可以在本書裡學到，不可錯過。
|
您現在的位置：
電子書綜合教學
