还有什么办法可以“看”到暗物质?丨锦屏山站预习资料

文摘   科学   2024-10-02 21:31   北京  


高小山说


2024年10月16日-19日,高山书院锦屏山站课程即将开启。


在多位院士科学家的带领下,高山师生们将穿越全长17.5公里的国内第一深埋隧道,抵达垂直岩石覆盖达2400米的暗物质实验室,探索宇宙的无穷奥秘。


为了更好地吸收课程内容,导师们特推荐以下资料供大家提前学习~


推荐书籍


01

《最初三分钟》

The First Three Minutes

吴岳良院士 +【高山科学经典】推荐

作者:【美】史蒂芬·温伯格(Steven Weinberg)



是什么推动了大爆炸的发生?宇宙在最初0.01秒、1秒、1分钟或最初一年是什么样子的?宇宙物质这么多,还不断膨胀,这些能量哪儿来的?


1979年诺贝尔物理奖得主、美国物理学家史蒂芬·温伯格在1977年写过一本畅销书——《最初三分钟》。此书被公认为科普读物的里程碑,也是最早关于探讨宇宙起源的代表作品。


书中详细描述了一幅完全令人信服的宇宙起源图,包括在大爆炸之后仅仅数秒或几分钟内出现的详细过程。在这之前,宇宙大爆炸还只是一个空洞的概念,但在这之后,人们开始明白了“大爆炸”发生的具体过程。


但这本书最厉害的地方并不仅仅只是知识上的科普,更是其科学方法的践行。


不同于其他科普书籍“提出问题-回答问题”的模式,《最初三分钟》不会直接给任何问题的答案,而是一步一步引导读者去寻找线索,自己推断出宇宙最初三分钟里发生了什么。


就如同在科学世界里,我们永远不可能直达问题的本质,而是要在一片未知中大胆假设,小心求证——预测,验证,推翻,再重建。


高山科学经典第30期,理论物理学家、中国科学院院士吴岳良老师,清华大学科学史系系主任吴国盛老师、北京天文馆副馆长齐锐老师为公众导读了这本书。


点击进入视频号主页,在【直播回放】中观看导读回放


本次课程期间,吴岳良院士也将给高山同学们带来关于自己最新研究的分享。



02

《宇宙物理基础》

Foundations of Physics and Cosmology

吴岳良院士推荐

作者:【中】李惕碚

出版社:科学出版社


锦屏山站课程导师吴岳良院士推荐了这本书:

“其中探讨了许多感兴趣的基本问题,包括:爱因斯坦的“弯曲时空”是一个束缚了基本物理学和宇宙学发展的错误假设;爱因斯坦自己预言了引力波,但又认为引力波不是真实的波而是表观波;建立在广义相对论基础上的标准宇宙学,是一个不自洽的理论,存在诸多根本性的疑难等。感兴趣的同学可以一读,开阔思路。”

书籍作者李惕碚是高能天体物理学家、中国科学院院士、中国科学院高能物理研究所研究员、清华大学教授、清华天体物理中心主任。他以专业的视角,通过分析经典力学和狭义相对论的基本概念和理论架构,对许多被大众接受的理论进行了批判和审视,提出了自己独特的观点。

书中指出,只有接受宇宙的多极性,并且回归探索与表述自然规律的科学方法,才能为基本物理学与宇宙学理论建立必需的基础架构



03

《宇宙》

Cosmos

【高山科学经典】推荐

作者:【美】卡尔·萨根(Carl Edward Sagan)

出版社:上海科学技术文献出版社




1990年2月14日,情人节,旅行者1号宇宙飞船在距离太阳40亿英里的地方巡航,在天文学家卡尔·萨根的提议下,旅行者1号最后一次回过头来,从遥远的角度回望家乡,拍摄了有史以来第一张太阳系的全家福。从此,人们对于宇宙,对于家园有了颠覆性的认知改变。


曾设计并主导了先驱者号“地球名片”和旅行者号“星际唱片”等重大太空探索,但也写出了“我们由星辰所铸,如今眺望群星”这样唯美的文句。作为20世纪杰出的天文学家、伟大的科普作家,卡尔·萨根是理性思维和极致浪漫的完美结合体。


卡尔·萨根的著作《宇宙》是一本影响深远的天文科普名著,也是豆瓣9.5分同名传奇纪录片的姊妹篇。书中,卡尔·萨根将科学思辨和人文精神结合,从身边的琐事追溯到万物的开端,从浩渺的宇宙视角审视人类自身,多层面多角度描述了宇宙前生今世。


高山科学经典第11期中国科学院国家空间科学中心原主任、研究员吴季,清华大学科学史系系主任、清华大学科学博物馆馆长吴国盛,起源太空创始人兼CEO苏萌,一起为公众导读了这本书。


点击进入视频号主页,在【直播回放】中观看导读回放



04

《寻找缺失的宇宙——暗物质》

岳骞教授推荐

作者:【中】李金

出版社:清华大学出版社



从20世纪40年代提出暗物质概念以来,宇宙观察中发现的很多引力现象都表明,宇宙中隐藏了大量的暗物质,其质量约占宇宙物质总质量的85%。除了引力外,难道真的没有其他办法“看”到暗物质吗?


为此,从20世纪末就开始了一场侦测暗物质的大战。由被动到主动,从地下到水下,从高空到太空的侦测活动不断。全世界的科学家们采用了所能想到的各种探测手段,使用了各种可能的辨别或判断暗物质的分析方法。


我国也不例外,为探知暗物质建立了世界最深的地下实验室,开展了直接寻找暗物质碰撞的实验;发射了专门探测暗物质的卫星,进展异常迅速,举世瞩目。


中国科学院高能所研究员李金老师的著作《寻找缺失的宇宙——暗物质》一书深入浅出、图文并茂地介绍有关“暗物质”的基本知识,了解暗物质的来由、侦测暗物质的方法和手段及其艰苦历程,也展望了暗物质侦测的前景。


书籍最后部分还详细描述了锦屏深地实验室的两个项目。本次高山书院锦屏山站课程期间同学们将在中国锦屏地下实验室(CJPL)物理科学部负责人岳骞老师的介绍下,穿越全长17.5公里的国内第一深埋隧道,抵达垂直岩石覆盖达2400米的暗物质实验室,在科学的第一现场深入探索暗物质的奥秘。


05

《黑洞与时间弯曲》

Black Holes ang Time Warps

作者: 【美】基普·S·索恩(Kip S.Thorne)



1916年,德国天文学家卡尔·史瓦西对爱因斯坦场方程求出了一个真空解——黑洞。自此,围绕黑洞的研究贯穿了整个近现代科学史。

百年来,人们对黑洞的了解依然知之甚少,但尽管如此,还是有不少科学家们持续且努力地探索着。

为什么黑洞会吞噬一切?黑洞、白洞、虫洞究竟有什么区别?跳进黑洞,可以穿越时空吗?对于黑洞,我们还有哪些未知?有哪些关于黑洞的研究可能真的会颠覆我们对世界的认知?2017年诺贝尔物理奖得主基普·索恩在他的著作《黑洞与时间弯曲》中详细阐述了他对这些问题的回答

高山科学经典第5期,中国科学院国家天文台研究员、中国科学院大学天文学教授苟利军,科幻作家、童行书院创始人郝景芳,B站生活区UP主啊吗粽一起为公众导读了这本书。

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推荐视频




(1)如果把宇宙烹饪成汤,那么暗物质会是什么?(👈🏻点击标题观看视频)


(2)【网易公开课】暗物质与暗能量
观看网址:https://open.163.com/newview/movie/free?pid=THLDNB6ND&mid=LHLDP3D5D   (复制网址后在浏览器中打开


(3)【网易公开课】黑洞启示录
观看网址:https://open.163.com/newview/movie/free?pid=UHKQ06QEH&mid=HHKQ06QF8  (复制网址后在浏览器中打开)


(4)【TED科普】什么是引力波?
观看网址:https://www.163.com/v/video/VJSN23M6G.html(复制网址后在浏览器中打开)


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编辑丨朱珍

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