本套《最美的科普书》是专门为中国学生编写的一套彩色图解的百科知识图书。本书按照学科知识的难易程度，由浅入深地讲解百科知识，以此来激发孩子们探索知识世界的兴趣和热情，适合学生们独立阅读、自主学习。

这本《探索时间之谜(全彩版)》(作者李继勇)是其中一册，从微观和宏观世界观测技术领域近几年来的进展证明了许多有关时间理论的预言，把有关虫洞和时间旅行的激动人心的新知识介绍给读者。

你想拥有广博的知识吗？无论古今中外、科普世界，都是你最优秀的校外课堂。

这本《探索时间之谜(全彩版)》(作者李继勇)是《最美的科普书》其中一册，从微观和宏观世界观测技术领域近几年来的进展证明了许多有关时间理论的预言，把有关虫洞和时间旅行的激动人心的新知识介绍给读者。

《探索时间之谜(全彩版)》让你开阔眼界，增强求知的兴趣，凭借知识的力量竟取成功！

第一章

时间与相对论

关于时光倒流

大脑对时间的感知

医学中的时间感知

爱因斯坦相对论的验证

时空扭曲与相对论

第五维度空间

遐想从二维到N维宇宙

关于时间向前

时间机器

超精度验证相对论

以用飞船发射激光验证引力波

细“看”日全食

时空旅行悖论现象

第二章

宇宙时间的起点

大爆炸发生在“绝对”混沌中

人类是太空探索的主角

世界最大对撞机破解的谜团

50亿年后时间会停止吗

人类可能飞不出太阳系

关于大型强子对撞机

最昂贵的地下科学设施

一周制造千万次“宇宙大爆炸”

“迷你黑洞”能否毁掉地球

寻找外星人

2012太阳风暴袭来

宇宙膨胀永不停止

地球会出现两个太阳

发现最重反物质

预测宇宙大爆炸前的情景

宇宙存在在大爆炸之前

宇宙加速膨胀证据确凿

第三章

神秘天体黑洞

地球源于黑洞

黑洞中孕育宇宙

证明黑洞存在

质量相当于450万个太阳的黑洞

初期研究让人失望

每个黑洞内都含有一个宇宙

大型强子对撞机能否形成黑洞

“婴儿黑洞”带来探索曙光

模拟三个黑洞合并

声音黑洞研究霍金辐射

巨大质量黑洞喷涌X射线

存在中型黑洞

5000万岁黑洞算得上是地球近邻

中国科学家造出第一个“人造黑洞”

揭秘迷你黑洞

太阳和黑洞

最大的黑洞

超大质量黑洞的形成过程

黑洞的喷射物

巨型计算机识别黑洞收集宇宙声音

距地球3亿光年的独特黑洞

Arpl47的合成图片

第四章

时间旅行的“虫洞"

中国专家“穿越时空”假说持迥异观点

“虫洞”位于恒星之间

时光机带你回过去，带你去未来

以98％光速飞行的飞船

让时空旅行不是梦想

大型强子对撞机穿越时空有没有可能

未来太空技术

因为根据爱因斯坦相对论，距离引力大的物体越近，时间过得越慢，距离引力大的物体越远则越快。霍金做过如此比喻：住在楼上的人，要比楼下的人老得快一点儿。

爱因斯坦也认为：时空相互交织，时间在不同的场合会发生不同的变化，也会受到引力、速度等因素的影响。比如说钟表运动时，比不运动时运行更慢，如果引力越强，钟表也跑得越慢。

爱因斯坦相对论是关于时空和引力的基本理论，分为狭义相对论和广义相对论。狭义相对论的基本假设是相对性原理和光速不变原理。狭义相对论和广义相对论的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中，并且在等效原理的假设下，广泛应用在引力场中。相对论颠覆了人类对宇宙的“常识性”观念，大胆提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等数种全新概念，并提出了著名的质能关系式：E=mc2，即能量等于质量乘以光速的平方。

爱因斯坦狭义相对论指出：在宇宙中，一个物体运动得越快，时间就流失得越慢。根据这个理论产生了很多著名的思想实验。比如著名的“双胞胎悖论”：即用一对双胞胎做试验，把弟弟留在地球上，哥哥则乘坐光速宇宙飞船前往遥远的太空。当哥哥回来的时候，会发现自己还年轻，而自己的弟弟已经垂垂老矣。

根据广义相对论，爱因斯坦预测引力和时间之间同样存在密切关系：引力场会拖时间的“后腿”，让时间放慢。引力越大，时间就会过得越慢。因此，当接近一个质量很大的物体比如地球时，时间也会变慢。

在《和霍金一起探索宇宙》一书中，霍金用了两个假想的场面来形象地解释爱因斯坦的这两套相对论：一个假想的是环绕地球的快速火车。火车慢慢加速，直到无限接近光速，此时，火车里的人的时间可以用“度日如年”来形容，在假想中接近光速的状态下，火车上的钟表的振荡将会发生十分明显的变化；另外一个假想是一艘宇宙飞船从地球出发，飞到了一个宇宙黑洞的边缘，正好停留在极端靠近黑洞却又不会被黑洞吸入的位置上，此时飞船上的钟表的振荡也发生了明显的变化。不过，无论是能以亚光速行进的火车，还是能无限接近黑洞的飞船，都只是一个假想而已。根本不能从现实中来验证爱因斯坦的引力时间理论。但是现实中还是有一些设备能够验证爱因斯坦的这个理论的。其中最典型的就是用地球表面的时钟与人造卫星上的精确时钟进行对比。人造卫星不仅远离地球，而且还以几千千米每小时的速度运行着。人造卫星上面时钟的时间比地球上的时钟时间略微快一些。

除此之外，科学家早就通过地面上和高速飞行喷气飞机中的原子钟之间发生的变化证实了运动和时间的关系。科学家在一个超级精确的原子钟的帮助下，观测到了，秒速10米，高度差1米的情况下，时间发生的变化。这项研究由美国标准技术研究院(NIsT)进行研究，相关论文刊登在美国《科学》杂志上。此次研究也是第一次在地面上证实了引力和时间之间的关系。实验结果完全在科学家们的意料之中，爱因斯坦的理论早已被广泛认可，这次实验最特别的就在于这个原子钟的精确性。

原子钟是世界上最精确的时钟。常用的原子钟使用的是铯原子。后来，美国科学家用汞离子来制作更为精确的原子钟。现在科学家们造出使用铝离子的原子钟。它比汞离子制作的原子钟还要精确两倍以上，成为有史以来“最精确”的时钟。这个原子钟的制造者在《物理评论》上发表论文称，即使再过37亿年，它的误差都不会超过1秒。

借助这种超级精准的原子钟，NIsT的科学家得以测量爱因斯坦理论中的两个假想场面。首先，他们制造了两台一模一样的超精确原子钟，放在同样的高度上。把其中一台抬高33厘米，两架钟就显示出了时间差，显示它们受到不同的重力出现了差异。位置较低的原子钟比位置高的原子钟运行得慢，大约每隔79年就会慢900亿分之一秒。

科学家们随后又做了另一项实验，通过对铝离子施加不断变化的电磁场，使其快速往复运动，其速度相当于每秒运动了好几米，而另一个原子钟的铝离子则保持静止。结果，运动着的原子钟，其时间运行也变得略微缓慢了一些。这个实验证明了“双胞胎悖论”，运动越快，时间越慢。

这两项实验的结果在将来可能会有实际的作用。科学家探测地球磁场的地理振动时，对测量精度的要求非常高，并借由测量数据了解了一些重要信息，比如地球上的水是如何分布的，河流是怎样流动的。在理想的状态下，科学家可以在世界各地都摆满精确无比的原子钟，通过测量时间的不同来测算重力的区别。此外，这两项实验提供的不同海拔时间差异的具体数据，还可以用于调整全球定位系统(GPS)卫星上所携带的时钟，令其更加的精准。

相对论是关于时空和引力的基本理论，分为狭义相对论和广义相对论。狭义相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关，和光速不变原理。P16-19

时间有初始吗？它又将在何地终结呢？宇宙是无限的还是有限的？人类邀游到外层空间奇异领域，对遥远星系、黑洞、夸克、大统一理论、“带味”粒子和“自旋”粒子、反物质、“时间箭头”等进行了深入探讨——其出乎意外的含义引起了读者的极大兴趣。本书《探索时间之谜》从微观和宏观世界观测技术领域近几年来的进展证明了许多有关时间理论的预言，把有关虫洞和时间旅行的激动人心的新知识介绍给读者。

学问无止境，探索无穷尽，知识的积累与才能的培养都需要不断的学习和实践。愿读者朋友们从问题中发现世界，不断地去掌握新的知识，愿本书成为您的良师益友。