宇宙简史。你是否会在许多个夜晚抬头仰望星空，看着头上那片广袤而悠远的星空，思考着宇宙藏着什么样的奥秘，宇宙中还存在着什么，甚至追溯宇宙是怎么形成的。关于这些问题，我们大多数人首先想象到的应该是盘古开天辟地以及**七日创世等各类神话故事。那么，人类史上有没有对宇宙更科学，更真实详细的描述呢？答案是有的。今天为您解读的这本宇宙简史就可以帮助我们了解宇宙的诸多复杂现象，以及人类探索宇宙所经历的漫长而又曲折的过程。这本书的作者是霍金，是英国著名的物理学家和宇宙学家。21岁的时候，霍金被检查出患有肌肉萎缩性厕所硬化症，全身瘫痪，不能发音，手部只有三根手指可以活动。此后的漫长人生，他的身体被困在轮椅之间，但思想却遨游宇宙。

它证明了广义相对论的即性定理和黑洞面积定理，提出了黑洞蒸发理论和无边界的霍金宇宙模型。成为继牛顿和爱因斯坦之后最杰出的物理学家之一，被世人誉为是宇宙之王。那接下来时间，就让我们一起来走进这本宇宙简史。自人类诞生之初，对于宇宙的构想就没有停止过，科学家们一直探寻着宇宙的奥秘。第一部分的内容，先让我们来了解一下人类探寻宇宙奥秘的历史。宇宙就是时间，空间，物质和能量的总和，而宇宙是什么？这个问题可以一直追溯到人类第一次仰望星空的时候。早期的宇宙观念认为，人类脚踏的是四四方方的土地，天圆圆的，像锅盖一样盖在四四方方的土地上。这就是盖天说。在采烈文明时期，人类对于宇宙的认知就是这种概天说，这对于当时的人类来说，这种宇宙观已经足够用了。

随着人类认知水平的提高，希腊提问学家托勒密根据当时的动力学原理提出的论证说，如果地球自身在转动，其周围的大气将不会被带走，因而云将向西离去，鸟和大气中的其他东西都会被带向西方。地球将会失掉它上面的所有东西。于是它便由近及远地按照月亮，水星，金星，太阳，火星，木星，土星，最后是恒星天球的顺序排出了它的地心说宇宙结构于是地心说产生了后来。哥白尼不辞辛劳的日夜观测行星的位置，发现唯独太阳的周年变化不明显这就意味着地球和太阳的距离始终没有改变如果地球不是宇宙的中心。那么宇宙的中心就是太阳。于是就有了我们熟悉的哥白尼的日心说。之后，伽利略通过发明的望远镜发现了一些可以支持日心说的天文现象，于是他便公开支持日心说理论，但没有多少人认同他。

直到开普勒以椭圆轨道取代圆形轨道，修正了日心说之后，日心说在与地心说的竞争中才取得了真正的胜利。关于落体运动，古希腊哲学家亚里士多德认为，由于地球引力的存在，所以重量越大的物体落体速度越快。但是伽利略通过实验发现两个重量不同的铁球从比萨西塔下落，最后是同时落地。之后，他又做了大量的实验，认为如果不系空气阻力，各物体的自由下落速度是相同的以此为基础。艾萨克牛顿在1687年出版了自然哲学的数学原理这本书所建立的经典力学的理论体系，成为了近代科学的标准尺度。书中不仅提出了著名的牛顿三大定律万有引力定律，还发展了微积分等数学方法。从牛顿定律可以推出，不存在唯一禁止的标准事件的位置和空间都是相对的，并不存在所谓的绝对空间的概念。在低速的世界里，牛顿定律能够很好地解释我们所观察到的现象。不过，对于光甚至是高速运动的物体，牛顿定律似乎就失效了。

当一个人从高速向前的火车末节向火车头运动时，速度显得比火车更快，这就是速度叠加的原理。但光的速度却不符合这个限制。麦克斯韦成功地将电力和磁力部分理论统一了起来，并且发展了光传播的正确理论，并预言光波已有限并且固定的速度行径如池塘水面上的涟漪。直到1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，说明质量和能量是等价的关系，并提出了没有任何物体可以运动的比光更快并且有一个非凡的推论。因为空间是相对的，所以时间也是相对的。时间不能完全脱离空间独立存在，两者必须结合在一起，形成时空的概念。从三维的坐标系来到四维的光锥空间。但万有引力却和狭义相对论不相协调，瞬时的力的作用和任何物体不能超过光速相矛盾。1915年，爱因斯坦提出了广义相对论。

时空并非如我们想象中的那样平坦，而是因为质量和能量的分布变得弯曲和翘曲。引力是时空弯曲的结果。像地球这样的物体，在弯曲的空间中做最接近直线的路径运动。在四维空间中做直线运动的物体，在三维空间里的路径却像是弯曲的。广义相对论更精准地预言了水星轨道的变化，并且预言光会被弯折，而这也在实验观测时得到了验证。广义相对论还预言，像大质量的物体，当光离开它时会失去能量，频率降低，时间间隔也会更长。许多科幻小说都将这种时间的相对性作为创作的题材。1924年，现代宇宙的图像才被奠定了下来。

哈勃证明了我们的银河系不是唯一的星系，宇宙间还存在着许多其他的星系。之后的几年里，他不断的观测和分类这些星系，并发现了一个惊奇的现象。他发现大部分星系的光谱都出现了红移，这就意味着几乎所有的星系都在远离我们。我们的宇宙一直在膨胀，如果像人们曾经以为的那样，宇宙是静态的话，很快就会因为引力的关系而塌缩。而以前的人们从未这么想过。如果广义相对论是正确的话，那么一定会有一个基点存在着宇宙大爆炸的开端，于是，地球生命的起源过程渐渐地清晰了起来。一百多亿年前，宇宙发生了大爆炸。爆炸之初，爆炸物的组成只是物质的最小微粒，比中子和质子都还要微小。但是随着时间的推移，导致温度的快速下降，此时微粒的活跃度开始减弱，随之粒子相互结合，就逐步形成了原子，分子，高分子等物质，而这些物质又相互结合聚集，从而形成了太阳，地球，水星等无数个星球。

各个星球在能量和力的相互制约之下保持平衡。而爆炸之后，宇宙仍在时间和空间的推移下不断膨胀，并没有保持静止的状态。又过了很长时间，地球上的温度逐渐下降，初始状态发生了很大变化，各种物质开始重组和变异，有毒气体消失，地球也有了氧气，有了淡水，有了海洋，生命有了赖以生存条件得以产生。就这样，人类对于宇宙的认知有一点点拼凑而完整起来，宇宙的秘密也在一点一点推去神秘的面纱。地球是幸运的，因为与太阳刚好的距离，使得地球上的生命能够繁衍生息。宇宙中还有很多星系，这些星系距离我们实在太遥远了，远道如果要让一束光照过来，都需要几百年甚至几亿年，而谁又能肯定在这些遥远的星系中。

没有一个或者一些像地球一样存在生命的星球呢？人类对于宇宙的认知仍处于不断探索的过程里，也许有一天人类能够完全解开宇宙的奥秘。上面的内容中，我们了解了人类探寻宇宙的历史，渺小的人类认知浩瀚的宇宙是非常艰难的。而谈到宇宙，就不得不提起黑洞。黑洞是一个可能大家都熟悉却并不深知的一个名词，那么它究竟是什么，又是如何存在的？接下来，我们一起来探寻黑洞的奥秘。1916年，德国天文学家卡尔什瓦西通过计算得到了爱因斯坦厂方程的一个真空集。这个结表明，如果一个静态球对称星体实际半径小于一个定值，其周围会产生奇异的现象。

既存在一个界面，世界一旦进入这个界面，即使光也无法逃脱这个定值被称为十瓦西半径这种不可思议的天体被美国物理学家约翰阿奇博尔德惠勒命名为黑洞黑洞是一个密度极大。体积极小，引力大到连光都无法逃脱的天体。目前已经发现的黑洞是离太阳系大概1000光年，从宏观学来说，这个遥远的距离并不能让黑洞对于太阳系造成任何的影响。但如果这个黑洞离太阳系只有一光年的话，那么就可能会造成毁灭性的灾难，整个太阳系都会被它吸引过去，最终被黑洞吞噬或者逃离，存在很多未知的可能性，毕竟人类并没有任何证据发现黑洞是如何吞噬星体的。黑洞并不是天生存在的，其形成也需要一个过程宇宙之初，由于大爆炸导致的高温高压，使得物质被压缩在一起达到极高的密度从而形成了黑洞这种在宇宙早期由外部压力形成的黑洞叫原初黑洞。黑洞的边界被称为世界世界。世界世界是一种时空的区隔界限，世界中任何的事件都无法对于世界外的观察者产生影响。在非常巨大的引力影响之下，黑洞附件的逃逸速度大于光速，使得任何光线皆不可能从事件世界内部中逃脱。

事件世界就像瀑布的上游，而黑洞的洞口就是瀑布上游的边缘。黑洞能够吸入所有的东西，在事件世界范围之内有一定的引力差，越靠近洞口，引力越大，离洞口越远，引力越小。就好像在瀑布上游划船，假如速度足够快，船是可以避免被冲到悬崖下面的，而越靠近悬崖边缘，再快的速度也会被冲下去。另外，因为引力差的原因，进入黑洞的物体会被引力拉拽。假如人要进入黑洞，就会被引力拉扯成细长条的形状，像意面一样，或者被撕成碎片。想要安全地进入黑洞，就要找个足够大的黑洞，这样引力差就不会太大，以至于被拉长。当然，要是真的有人进入到黑洞之前没有被拉成意面，在进入黑洞的一瞬间，也是无法被别人所观察到的，因为光无法从黑洞中逃逸，所以没有人能够看到物体在进入黑洞的那一瞬间为了理解黑洞的形成。我们还需要弄清楚恒星的生命周期，恒星是由于大量的气体在自引力的作用之下开始坍缩而形成的。

随着气体的收缩，气体中原子间的碰撞变得愈加频繁，运动速度也越来越大，由此产生的气体压力与自引力相平衡时。气体便不再收缩，恒星会在很长的一段时间内维持这样的稳定状态即核反应产生的热量与引力相平衡我们的太阳现在正处于这个阶段。然而，恒星最终会把内部的氢和其他的核燃料消耗殆尽，之后，恒星便会冷却下来，压力降低，不足以维持气体间的自引力，于是气体便又开始收缩。随着恒星变小，物质粒子彼此之间会靠得非常近。但是根据泡利不相容的原理，两个物质粒子不可能同时占有相同的位置和速度，因此恒星内物质粒子的速度必定相差很大。这会使粒子有互相远离的趋势。

这样，恒星便能在自引力和不相容原理产生的斥力之间再次达到平衡的状态。根据相对论，物体的速度最大为光速，这意味着恒星中物质粒子的速度差异小于光速。如果恒星的密度变得足够高，不相容原理引起的斥力便不足以抵抗其自引力的作用。对于一颗无能源的恒星开始，当它的质量大于约1.5倍的太阳质量时，上述的现象就会发生，这个质量称为是昌德拉塞卡极限。这一点对于大质量恒星的归宿有着极为重要的意义。如果恒星的质量小于昌德拉赛卡极限，恒星最终会停止收缩，进入到一种可能的终极状态。但是，如果恒星的质量大于昌德拉赛卡极限，不相容原理的产生的斥力便不能阻止恒星的收缩。

这会使恒星的密度变得越来越大。根据相对论，由于恒星引力场的存在，会使其附件的光线在时空中的路径发生改变，即向恒星表面弯曲。当恒星收缩到某个确定的临界半径时，恒星表面的引力场会变得非常强，以至于光再也不可能从恒星向外溢出。此时，恒星变成了黑洞，离我们最近的恒星比邻星，如果它变成黑洞的话，对于太阳系可能会造成毁灭性的灾难。宇宙有着太多的秘密等着人类去探索，千万年后，如果生命还存在的话，或许可以把黑洞探索得更为彻底。到这里，这本宇宙简史的重点部分就讲完了。我们最后再来总结一下，第1000000年以来，哲学家，科学家们都在孜孜不倦地努力探索宇宙的奥秘。

日心说建立了我们宇宙的基本框架。大爆炸理论阐述了宇宙的来源，现代时空观和不确定性原理，深化了人类对于宇宙中物质相互作用的认知。然而，宇宙本身的神奇之处太多太多了。第二，黑洞最神秘的宇宙天体之一，因为人类无法通过任何探测工具来探索它，它不发光，不反射光，所以天文望远镜所看到的是一个漆黑的空洞。其实它并不是动，只是一个质量超大的星体。虽然这本宇宙简史里面涉及到许多专业知识，但是霍金尽可能的用大家都能够理解的语言去讲述整个研究和推理的过程。

通过或间详实的解说，普通大众也可以探索宇宙的奥秘，这或许就是大道至简。这本书留给人类至少两大难题，一是宇宙特别是奇点的诞生，有没有普世的理论亟待发掘。二是如果人类在50亿年之内，仍然不具备一定数量的至少能够达到第三宇宙速度的飞行器。终将随着太阳系一起灭亡。所以说，杞人忧天也不是完全没有道，理现代科技不断发展，仪器设备不断改进，使得我们对于宇宙的了解越来越深刻。但是未来充满着不确定性我们无法预知下一秒会发生什么未来宇宙会有什么改变。可即便如此，我们依然坚定地仰望星空，探索着宇宙无穷的秘密。