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宇宙十大“怪獸” 宇宙十大怪異理論 你知道幾個

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摘要:我們的宇宙實在是太奇怪了。盡管諸如量子論、相對論和太陽中心說等前瞻性理論現已被普遍接受。科學仍在繼續向我們展示,宇宙中還存在許多令人費解的現象,你熟知的宇宙理論有哪些,對于一些怪異理論又有著怎樣的看法,本文就為大家帶來了宇宙十大“怪獸”,你覺得宇宙十大怪異理論中那個最有趣?
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高德的不完備定理

高(gao)德的(de)(de)(de)不(bu)完(wan)(wan)備定(ding)(ding)理(li)更像是(shi)(shi)(shi)一(yi)組(zu)非常有(you)趣的(de)(de)(de)關于(yu)邏輯(ji)(ji)和(he)哲學(xue)(xue)的(de)(de)(de)數學(xue)(xue)定(ding)(ding)理(li),而不(bu)是(shi)(shi)(shi)嚴格(ge)意義上的(de)(de)(de)科學(xue)(xue)。但是(shi)(shi)(shi)整體上,這些(xie)邏輯(ji)(ji)和(he)哲學(xue)(xue)與(yu)科學(xue)(xue)密(mi)切相關。1931年,科特-高(gao)德證(zheng)明(ming)了(le)該定(ding)(ding)理(li):因(yin)為任何稍微復(fu)雜一(yi)點的(de)(de)(de)邏輯(ji)(ji)體系(xi)(xi)(xi)都(dou)(dou)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)自我(wo)引(yin)用;所以對(dui)于(yu)給(gei)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)任意一(yi)組(zu)邏輯(ji)(ji)規(gui)則(ze),除了(le)最簡(jian)單的(de)(de)(de)之(zhi)外(wai),總會存在無(wu)法(fa)判定(ding)(ding)(證(zheng)明(ming)或證(zheng)偽(wei))的(de)(de)(de)命(ming)(ming)題(ti)(ti)。這表明(ming)了(le)世界上不(bu)存在能(neng)夠證(zheng)明(ming)或證(zheng)偽(wei)所有(you)命(ming)(ming)題(ti)(ti)的(de)(de)(de)終極數學(xue)(xue)體系(xi)(xi)(xi)。一(yi)個無(wu)法(fa)判定(ding)(ding)的(de)(de)(de)命(ming)(ming)題(ti)(ti)可(ke)以被當成是(shi)(shi)(shi)“我(wo)總是(shi)(shi)(shi)說(shuo)謊(huang)”的(de)(de)(de)數學(xue)(xue)形式。由于(yu)該命(ming)(ming)題(ti)(ti)引(yin)用了(le)描(miao)述它的(de)(de)(de)語言(yan)本(ben)身(譯者注:“我(wo)總是(shi)(shi)(shi)說(shuo)謊(huang)”有(you)兩方(fang)面的(de)(de)(de)意思,一(yi)方(fang)面是(shi)(shi)(shi)指(zhi)命(ming)(ming)題(ti)(ti)要表達的(de)(de)(de)內容(rong)“我(wo)是(shi)(shi)(shi)一(yi)個愛說(shuo)謊(huang)的(de)(de)(de)人(ren)”,另一(yi)方(fang)面也可(ke)以指(zhi)描(miao)述它的(de)(de)(de)語言(yan)“我(wo)說(shuo)‘我(wo)總是(shi)(shi)(shi)說(shuo)謊(huang)’是(shi)(shi)(shi)說(shuo)謊(huang),其實我(wo)不(bu)是(shi)(shi)(shi)一(yi)個愛說(shuo)謊(huang)的(de)(de)(de)人(ren)”),所以永遠無(wu)法(fa)知道這個命(ming)(ming)題(ti)(ti)的(de)(de)(de)真假。盡管如此,并(bing)不(bu)是(shi)(shi)(shi)只(zhi)有(you)自我(wo)引(yin)用的(de)(de)(de)命(ming)(ming)題(ti)(ti)才(cai)是(shi)(shi)(shi)無(wu)法(fa)判定(ding)(ding)的(de)(de)(de)。高(gao)德的(de)(de)(de)不(bu)完(wan)(wan)備定(ding)(ding)理(li)的(de)(de)(de)主要結(jie)論(lun)是(shi)(shi)(shi),所有(you)的(de)(de)(de)邏輯(ji)(ji)體系(xi)(xi)(xi)都(dou)(dou)會存在無(wu)法(fa)證(zheng)明(ming)或證(zheng)偽(wei)的(de)(de)(de)命(ming)(ming)題(ti)(ti)。因(yin)此,所有(you)的(de)(de)(de)邏輯(ji)(ji)體系(xi)(xi)(xi)都(dou)(dou)不(bu)“完(wan)(wan)備”。

不(bu)(bu)(bu)(bu)完備(bei)定理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)哲學含意(yi)廣為(wei)傳播。由于沒(mei)有一(yi)(yi)組規則能夠(gou)解釋所(suo)有可能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)事件或結果,所(suo)以物理學上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“終極理論(lun)”是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)存(cun)(cun)在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。同時,這(zhe)(zhe)也(ye)說(shuo)(shuo)明了“證(zheng)據(ju)(ju)”是(shi)(shi)比“真(zhen)相(xiang)(xiang)”更不(bu)(bu)(bu)(bu)靠譜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)概念。這(zhe)(zhe)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)想法(fa)(fa)令科學家們(men)惴惴不(bu)(bu)(bu)(bu)安(an)。因為(wei)這(zhe)(zhe)意(yi)味(wei)著世(shi)(shi)界上總(zong)會(hui)存(cun)(cun)在無法(fa)(fa)被“證(zheng)據(ju)(ju)”證(zheng)明的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“真(zhen)相(xiang)(xiang)”。由于不(bu)(bu)(bu)(bu)完備(bei)定理對計算(suan)機(ji)也(ye)一(yi)(yi)樣(yang)(yang)適用,這(zhe)(zhe)也(ye)意(yi)味(wei)著我(wo)(wo)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)想法(fa)(fa)是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)完備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。世(shi)(shi)界上有些想法(fa)(fa)我(wo)(wo)們(men)永遠無法(fa)(fa)明了,這(zhe)(zhe)包括(kuo)我(wo)(wo)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)想法(fa)(fa)是(shi)(shi)否一(yi)(yi)致(比如說(shuo)(shuo),我(wo)(wo)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理性是(shi)(shi)否包含錯誤,自(zi)相(xiang)(xiang)矛盾)。這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)因為(wei)高德的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)完備(bei)第二定理表示,沒(mei)有一(yi)(yi)種一(yi)(yi)致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)能夠(gou)證(zheng)明自(zi)己(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)致性。這(zhe)(zhe)意(yi)味(wei)著,沒(mei)有任何(he)(he)理智的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)能證(zheng)明自(zi)己(ji)(ji)沒(mei)有精(jing)神病。同樣(yang)(yang),如果一(yi)(yi)個體系證(zheng)明自(zi)己(ji)(ji)是(shi)(shi)一(yi)(yi)致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),那么這(zhe)(zhe)就不(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)一(yi)(yi)個一(yi)(yi)致的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)體系。任何(he)(he)自(zi)以為(wei)能證(zheng)明自(zi)己(ji)(ji)沒(mei)精(jing)神病的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)都是(shi)(shi)瘋子。(譯(yi)者(zhe)注:有點(dian)像(xiang)喝醉的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)總(zong)是(shi)(shi)說(shuo)(shuo)自(zi)己(ji)(ji)沒(mei)醉,自(zi)以為(wei)“舉世(shi)(shi)皆濁我(wo)(wo)獨醒”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)屈原情(qing)何(he)(he)以堪,無奈只能投江自(zi)盡了。自(zi)以為(wei)“才高八(ba)斗遇人(ren)不(bu)(bu)(bu)(bu)淑”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)賈(jia)生(sheng)多么落寞,不(bu)(bu)(bu)(bu)得不(bu)(bu)(bu)(bu)抱憾(han)而終。)

反物質逆因果律

顧名思義,反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)與物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)正好相反(fan)(fan)。反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)攜帶的(de)質(zhi)(zhi)(zhi)量與物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)一(yi)(yi)(yi)樣但是(shi)(shi)(shi)電(dian)(dian)荷恰好相反(fan)(fan)。約翰-惠勒和(he)諾貝(bei)爾獎得(de)主理查(cha)德-弗雷曼(man),他(ta)們基于(yu)物(wu)(wu)(wu)理體系中(zhong)(zhong)時間(jian)(jian)應(ying)該(gai)可以倒(dao)流的(de)想法,提(ti)出了一(yi)(yi)(yi)種反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)理論。例如,我們的(de)太陽系軌道向(xiang)后退應(ying)該(gai)和(he)向(xiang)前(qian)進(jin)遵守一(yi)(yi)(yi)樣的(de)規(gui)律。有人因(yin)此(ci)提(ti)出,反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)只是(shi)(shi)(shi)時光倒(dao)流的(de)普(pu)通物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)。這(zhe)解釋了為什(shen)么(me)反(fan)(fan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)會(hui)攜帶相反(fan)(fan)的(de)電(dian)(dian)荷。因(yin)為如果電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)在時光前(qian)進(jin)的(de)時候(hou)被排斥,那(nei)么(me)在時光倒(dao)流的(de)時候(hou)應(ying)該(gai)被吸引。這(zhe)也解釋了為什(shen)么(me)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)與反(fan)(fan)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)會(hui)消失(shi)。這(zhe)不是(shi)(shi)(shi)因(yin)為正方粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)對(dui)沖同(tong)歸于(yu)盡;其實是(shi)(shi)(shi)同(tong)一(yi)(yi)(yi)個粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)停(ting)(ting)止后在時間(jian)(jian)維(wei)度(du)上往(wang)回走。在真空中(zhong)(zhong)一(yi)(yi)(yi)對(dui)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)產(chan)生(sheng)并消失(shi),其實不過是(shi)(shi)(shi)同(tong)一(yi)(yi)(yi)個粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)在時間(jian)(jian)維(wei)度(du)上一(yi)(yi)(yi)會(hui)兒往(wang)前(qian)進(jin),一(yi)(yi)(yi)會(hui)兒往(wang)后倒(dao),如此(ci)不停(ting)(ting)反(fan)(fan)復,不死不休(xiu)。

雖然這(zhe)(zhe)個(ge)理(li)論的(de)準確性有待商(shang)榷,它的(de)數(shu)學方案與其它更傳統的(de)理(li)論一樣。約翰-惠勒起初提(ti)出該(gai)(gai)理(li)論時(shi)說,這(zhe)(zhe)也許(xu)(xu)回答了為什么宇(yu)(yu)宙中所有電子屬性相同的(de)問題。這(zhe)(zhe)個(ge)問題之(zhi)前常為人所忽略(lve)。他表示,這(zhe)(zhe)是(shi)由于電子經常從宇(yu)(yu)宙大爆炸(zha)與宇(yu)(yu)宙末(mo)日之(zhi)間飛來(lai)飛去。雖然包含(han)時(shi)光倒流(liu),但(dan)是(shi)該(gai)(gai)理(li)論的(de)數(shu)學模型并不(bu)允許(xu)(xu)把信息帶回到過(guo)去。因(yin)為你(ni)無法通過(guo)移動反(fan)物(wu)質(zhi)來(lai)影(ying)響(xiang)過(guo)去,移動它只會影(ying)響(xiang)反(fan)物(wu)質(zhi)本身,即你(ni)的(de)未來(lai)。(譯(yi)者注:這(zhe)(zhe)里實(shi)際上(shang)蘊含(han)了一個(ge)雙重否定(ding),因(yin)為反(fan)物(wu)質(zhi)其實(shi)是(shi)時(shi)間軸上(shang)的(de)反(fan)向物(wu)質(zhi),它的(de)過(guo)去就是(shi)你(ni)的(de)未來(lai)。從某(mou)種程度(du)上(shang)來(lai)說,這(zhe)(zhe)解釋了為什么歷史會重復自己的(de)原因(yin)。這(zhe)(zhe)就好比回旋鏢,扔出去(普通物(wu)質(zhi))又轉回來(lai)(變成(cheng)反(fan)物(wu)質(zhi))。)

宇宙弦

在大爆炸之(zhi)后不(bu)久(jiu),整個(ge)宇(yu)(yu)宙處于一(yi)片雜亂(luan)無(wu)章的混沌(dun)狀態之(zhi)中(zhong)。這意味著細微的變(bian)化和瑕疵(ci)并不(bu)會改變(bian)整個(ge)宇(yu)(yu)宙結構。但是(shi)隨著宇(yu)(yu)宙不(bu)斷膨脹冷卻(que),從無(wu)序(xu)變(bian)得(de)有(you)序(xu),一(yi)個(ge)小(xiao)小(xiao)的波動(dong)就(jiu)足以造成巨大的變(bian)化。

這(zhe)(zhe)就(jiu)像是(shi)在(zai)地(di)板上(shang)(shang)均勻地(di)貼(tie)上(shang)(shang)瓷(ci)磚(zhuan)。如(ru)果有(you)一(yi)(yi)塊瓷(ci)磚(zhuan)放歪了,其它(ta)瓷(ci)磚(zhuan)會(hui)跟著一(yi)(yi)起歪;這(zhe)(zhe)樣一(yi)(yi)來,整條線(xian)上(shang)(shang)的(de)瓷(ci)磚(zhuan)都(dou)沒放好。宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)弦(xian)與此(ci)類似,它(ta)是(shi)時(shi)空(kong)(kong)上(shang)(shang)狹長(chang)的(de)瑕疵帶。大部(bu)分宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)模型(xing)都(dou)有(you)預(yu)測宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)弦(xian),比如(ru)弦(xian)理論里兩種互不(bu)相(xiang)干的(de)“弦(xian)”。如(ru)果宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)弦(xian)存在(zai),每根(gen)弦(xian)都(dou)像質(zhi)子一(yi)(yi)樣小,密度(du)卻極大。因此(ci),一(yi)(yi)英里長(chang)的(de)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)弦(xian)可以和地(di)球一(yi)(yi)樣重;但是(shi)它(ta)實際(ji)上(shang)(shang)沒有(you)重力,且僅在(zai)改變(bian)時(shi)空(kong)(kong)形態(tai)(tai)時(shi)才會(hui)影(ying)響四周的(de)物(wu)體。因此(ci),宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)弦(xian)本(ben)質(zhi)上(shang)(shang)不(bu)過是(shi)時(shi)空(kong)(kong)形態(tai)(tai)上(shang)(shang)的(de)“皺紋(wrinkle)”。(譯者注,宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)弦(xian)其實不(bu)是(shi)物(wu)質(zhi),而是(shi)物(wu)質(zhi)所(suo)處的(de)時(shi)空(kong)(kong)中(zhong)有(you)瑕疵的(de)部(bu)分。也就(jiu)是(shi)說(shuo),我們所(suo)處的(de)時(shi)空(kong)(kong)本(ben)身并非完美。這(zhe)(zhe)是(shi)不(bu)是(shi)說(shuo)像北緯30度(du),以及生活中(zhong)的(de)靈異事件并非完全(quan)是(shi)無稽之談。)

有(you)人(ren)認為宇宙(zhou)弦長(chang)得離譜,最(zui)(zui)長(chang)可(ke)(ke)與上千銀(yin)河(he)比(bi)肩。事實上,最(zui)(zui)近的(de)(de)(de)觀察和模擬顯示宇宙(zhou)弦之網絡貫穿(chuan)整個宇宙(zhou)。曾經有(you)人(ren)以為這(zhe)是造成(cheng)銀(yin)河(he)組成(cheng)超星(xing)系團(tuan)的(de)(de)(de)原因,不過后來(lai)這(zhe)種想法被(bei)拋(pao)棄。超星(xing)系團(tuan)由最(zui)(zui)長(chang)可(ke)(ke)達10億光年的(de)(de)(de)銀(yin)河(he)“絲帶”(filament)組成(cheng)。如(ru)果把(ba)兩根宇宙(zhou)弦靠攏在一起,就會(hui)產生(sheng)獨特的(de)(de)(de)時空(kong)效應。有(you)人(ren)曾經展示它們(men)可(ke)(ke)以用來(lai)穿(chuan)越(yue)時空(kong)。宇宙(zhou)弦還會(hui)產生(sheng)無(wu)與倫(lun)比(bi)的(de)(de)(de)至強引(yin)力(li)(li)波。現有(you)的(de)(de)(de)和待造的(de)(de)(de)引(yin)力(li)(li)波探測器就是為它們(men)準備(bei)的(de)(de)(de)。

量子隧穿

(譯者注:1. classical physics: climbing the hill,經典物(wu)理爬(pa)山坡;2. quantum physics: "tunneling"static limit,量(liang)子物(wu)理穿隧(sui)道。)

量子(zi)隧(sui)穿(chuan)效應(ying)是指粒子(zi)能(neng)(neng)夠穿(chuan)過(guo)正常(chang)來說它(ta)的能(neng)(neng)量不足以(yi)通過(guo)的障礙。它(ta)能(neng)(neng)讓粒子(zi)通過(guo)不可逾越的物理障礙,或讓電子(zi)不用動能(neng)(neng)就(jiu)脫離原(yuan)子(zi)核的吸引(yin)力。根據量子(zi)力學,任(ren)何粒子(zi)都有一定(ding)的可能(neng)(neng)出現在宇(yu)宙的任(ren)何地方。雖(sui)然粒子(zi)嚴重偏離既定(ding)軌(gui)道的概率極低(di)。

盡管當粒子(zi)(zi)(zi)遇到一個(ge)足夠小的(de)(de)障(zhang)礙(ai)(約1-3納米寬)時(shi)(shi),按常理是(shi)無法(fa)逾越的(de)(de),但是(shi)實(shi)際(ji)上粒子(zi)(zi)(zi)直接(jie)穿過該(gai)障(zhang)礙(ai)的(de)(de)可能性(xing)卻相當顯著。海(hai)森堡的(de)(de)測不(bu)準原理可以(yi)解(jie)釋(shi)此(ci)現象。該(gai)原理表明我們(men)能獲取的(de)(de)粒子(zi)(zi)(zi)信息總是(shi)有(you)限(xian)的(de)(de)。(百度(du)百科(ke):測不(bu)準原理表明一個(ge)微觀(guan)粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)某些物理量(liang)(如位置和動量(liang),或(huo)方(fang)位角與動量(liang)矩,還有(you)時(shi)(shi)間和能量(liang)等(deng)),不(bu)可能同時(shi)(shi)具有(you)確(que)定的(de)(de)數值,其中一個(ge)量(liang)越確(que)定,另一個(ge)量(liang)的(de)(de)不(bu)確(que)定程度(du)就越大。)粒子(zi)(zi)(zi)可以(yi)先從它(ta)所(suo)活(huo)動的(de)(de)系(xi)統里“借來(lai)”能量(liang)穿過障(zhang)礙(ai),之后便(bian)失(shi)去“借來(lai)”的(de)(de)能量(liang)。

量(liang)子隧穿(chuan)發生(sheng)在許(xu)多(duo)的(de)物理過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong),比如(ru)說放(fang)射(she)性(xing)衰變和(he)太陽上發生(sheng)的(de)核聚變。它(ta)還(huan)被(bei)用于某些電(dian)子元件,甚至生(sheng)物系統的(de)酶(mei)身上。例(li)如(ru),葡萄糖氧(yang)化(hua)(hua)酶(mei)是(shi)葡萄糖變成(cheng)(cheng)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)氫的(de)催化(hua)(hua)劑,在催化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)包括一(yi)個(ge)完整氧(yang)原(yuan)(yuan)子的(de)量(liang)子隧穿(chuan)。量(liang)子隧穿(chuan)還(huan)是(shi)掃描隧道電(dian)子顯微(wei)(wei)鏡的(de)一(yi)大特色。這(zhe)是(shi)第一(yi)種能夠拍攝和(he)操作原(yuan)(yuan)子的(de)顯微(wei)(wei)鏡。它(ta)通過(guo)測量(liang)精細探針的(de)電(dian)壓變化(hua)(hua)而工作。這(zhe)是(shi)由(you)于電(dian)子在穿(chuan)越原(yuan)(yuan)子間的(de)真空(kong)時(shi)(稱為(wei)“禁區”)會產(chan)生(sheng)量(liang)子隧穿(chuan)效(xiao)應,促(cu)使探針在接近物體表面時(shi)發生(sheng)電(dian)壓變化(hua)(hua)。這(zhe)保(bao)證設(she)備足(zu)夠靈敏,能夠生(sheng)成(cheng)(cheng)分辨率極高(gao)的(de)圖(tu)像。同時(shi)還(huan)可以通過(guo)在設(she)備的(de)探針上緩緩導(dao)入(ru)電(dian)流(liu)來移動原(yuan)(yuan)子。

科爾黑洞

(譯者注:1. Ergosphere,能(neng)層;2. static limit,靜態極限;3. outer horizon,外(wai)部視界(jie);4. inner horizon,內部視界(jie);5. singularity,奇(qi)點。)

大部分人熟悉的(de)(de)黑(hei)(hei)洞其實有(you)一(yi)(yi)個(ge)更確切(qie)的(de)(de)名字(zi):史(shi)瓦西黑(hei)(hei)洞(Schwarzschild black hole)。這種(zhong)黑(hei)(hei)洞在外部有(you)一(yi)(yi)個(ge)視界(event horizon)充當有(you)去(qu)無回的(de)(de)“極限(xian)點” (“point of no return”),在內部則有(you)一(yi)(yi)個(ge)密度(du)無限(xian)大的(de)(de)奇點。它以卡爾(er)(er)-史(shi)瓦西( Karl Schwarzschild)命名。1915年(nian),在愛因(yin)斯(si)坦(tan)(tan)廣義(yi)相對(dui)論(lun)發布(bu)僅1個(ge)月后,史(shi)瓦西就為不(bu)旋(xuan)轉的(de)(de)球(qiu)(qiu)形體(ti)找(zhao)到(dao)了(le)愛因(yin)斯(si)坦(tan)(tan)場方程的(de)(de)數(shu)學方案(an)。盡管如此,直到(dao)1963年(nian),數(shu)學家(jia)羅伊-科爾(er)(er)才發現(xian)了(le)旋(xuan)轉的(de)(de)球(qiu)(qiu)形體(ti)的(de)(de)相應方案(an)。因(yin)此,一(yi)(yi)個(ge)旋(xuan)轉的(de)(de)黑(hei)(hei)洞被稱為科爾(er)(er)黑(hei)(hei)洞。它有(you)一(yi)(yi)些不(bu)尋常的(de)(de)屬性(xing)。

科爾黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)中心是不(bu)(bu)是奇(qi)(qi)點而是奇(qi)(qi)環(huan)(huan) - 由自(zi)身(shen)(shen)動(dong)量維(wei)(wei)持的(de)(de)(de)一(yi)(yi)維(wei)(wei)環(huan)(huan)形(xing)。它有(you)兩個(ge)視(shi)界(外(wai)(wai)(wai)部(bu)(bu)視(shi)界和(he)(he)內部(bu)(bu)視(shi)界)以(yi)及一(yi)(yi)個(ge)橢圓形(xing)的(de)(de)(de)能層(ergosphere)。由于慣(guan)性(xing)系拖(tuo)拽效應(frame dragging),在能層里面(mian)(mian)(mian)時空(kong)(kong)本(ben)(ben)身(shen)(shen)與黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)一(yi)(yi)起以(yi)超光速旋轉。當通(tong)過(guo)外(wai)(wai)(wai)部(bu)(bu)視(shi)界進入(ru)(ru)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong),空(kong)(kong)間路(lu)徑(jing)變(bian)成時間路(lu)徑(jing)。這(zhe)意味著(zhu)(zhu)像(xiang)史(shi)瓦(wa)西黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)一(yi)(yi)樣,科爾黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)中心必然會產(chan)(chan)生奇(qi)(qi)點。但是穿過(guo)內部(bu)(bu)視(shi)界,時間路(lu)徑(jing)又(you)變(bian)回空(kong)(kong)間路(lu)徑(jing)。唯一(yi)(yi)的(de)(de)(de)區別是時空(kong)(kong)逆轉了(le)。這(zhe)意味著(zhu)(zhu)奇(qi)(qi)環(huan)(huan)附近的(de)(de)(de)重力變(bian)成往外(wai)(wai)(wai)推(tui)的(de)(de)(de)排斥力。實(shi)際(ji)上(shang),除非(fei)恰巧從(cong)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)中心線進入(ru)(ru),否則根(gen)本(ben)(ben)就(jiu)不(bu)(bu)可能進入(ru)(ru)奇(qi)(qi)環(huan)(huan)。此(ci)(ci)外(wai)(wai)(wai),多個(ge)奇(qi)(qi)環(huan)(huan)還可以(yi)通(tong)過(guo)時空(kong)(kong)互相(xiang)連接,因(yin)此(ci)(ci)奇(qi)(qi)環(huan)(huan)可以(yi)充當蟲洞(dong)(dong)(dong)。不(bu)(bu)過(guo)除非(fei)是奇(qi)(qi)環(huan)(huan)旋轉得(de)足(zu)夠(gou)快產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)裸奇(qi)(qi)點,否則無法(fa)從(cong)另(ling)一(yi)(yi)邊的(de)(de)(de)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)出去。通(tong)過(guo)奇(qi)(qi)環(huan)(huan)可能進入(ru)(ru)另(ling)一(yi)(yi)個(ge)時空(kong)(kong),比如說另(ling)一(yi)(yi)個(ge)宇(yu)宙(zhou)。在那里,你(ni)(ni)可以(yi)看(kan)(kan)到(dao)(dao)光從(cong)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)外(wai)(wai)(wai)面(mian)(mian)(mian)進來(lai),卻(que)看(kan)(kan)不(bu)(bu)到(dao)(dao)光從(cong)里面(mian)(mian)(mian)出去。你(ni)(ni)甚至有(you)可能被帶(dai)到(dao)(dao)一(yi)(yi)個(ge)負宇(yu)宙(zhou)(negative universe)上(shang)的(de)(de)(de)“白(bai)洞(dong)(dong)(dong)”(white hole)。不(bu)(bu)過(guo)沒人知道這(zhe)到(dao)(dao)底(di)意味著(zhu)(zhu)什么。(百度(du)百科:白(bai)洞(dong)(dong)(dong)是廣義相(xiang)對論預言(yan)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)種與黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)相(xiang)反(fan)的(de)(de)(de)特殊天體(ti),是大引力球對稱天體(ti)的(de)(de)(de)史(shi)瓦(wa)西解(jie)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)部(bu)(bu)分。白(bai)洞(dong)(dong)(dong)僅僅是理(li)論預言(yan)的(de)(de)(de)天體(ti),到(dao)(dao)現在還沒有(you)任何證(zheng)據表明白(bai)洞(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)存在。其性(xing)質與黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)正相(xiang)反(fan)。白(bai)洞(dong)(dong)(dong)有(you)一(yi)(yi)個(ge)封閉的(de)(de)(de)邊界。與黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)是,白(bai)洞(dong)(dong)(dong)內部(bu)(bu)的(de)(de)(de)物(wu)質(包括輻射(she))可以(yi)經過(guo)邊界發(fa)射(she)到(dao)(dao)外(wai)(wai)(wai)面(mian)(mian)(mian)去,而邊界外(wai)(wai)(wai)的(de)(de)(de)物(wu)質卻(que)不(bu)(bu)能落到(dao)(dao)白(bai)洞(dong)(dong)(dong)里面(mian)(mian)(mian)來(lai)。因(yin)此(ci)(ci),白(bai)洞(dong)(dong)(dong)像(xiang)一(yi)(yi)個(ge)噴(pen)泉,不(bu)(bu)斷向外(wai)(wai)(wai)噴(pen)射(she)物(wu)質和(he)(he)能量。)

真子

正如(ru)著名(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)方程式(shi) E=MC2 所示,能量(liang)與(yu)物(wu)質緊密相連。它們的(de)(de)(de)(de)(de)聯動(dong)效(xiao)應會產(chan)生重(zhong)力場。真(zhen)子(zi)(zi)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)束(shu)電(dian)磁(ci)波(bo)(bo)(bo)或重(zhong)力波(bo)(bo)(bo),它的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)會產(chan)生重(zhong)力場;且產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)力場反過來(lai)(lai)又把(ba)電(dian)磁(ci)波(bo)(bo)(bo)或重(zhong)力波(bo)(bo)(bo)本身(shen)約束(shu)在一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)空間內。1955年(nian)(nian),約翰-惠(hui)勒(le)第一(yi)(yi)個著手研究真(zhen)子(zi)(zi)。惠(hui)勒(le)猜(cai)測微觀真(zhen)子(zi)(zi)和基(ji)本粒子(zi)(zi)之間可(ke)能存(cun)在連接,甚至可(ke)能就是(shi)(shi)(shi)同(tong)一(yi)(yi)物(wu)體。“kugelblitz” (德(de)語 “球形(xing)(xing)閃電(dian)”)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)個更極端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)例子(zi)(zi)。當強光聚攏中(zhong)在一(yi)(yi)個點(dian)(dian)上,光能產(chan)生的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)力變得(de)如(ru)此之強,以致形(xing)(xing)成(cheng)黑(hei)洞把(ba)光困在其中(zhong)。雖(sui)然沒(mei)(mei)有(you)(you)(you)任何東西(xi)能阻止“kugelblitz” (德(de)語 “球形(xing)(xing)閃電(dian)”)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng);但是(shi)(shi)(shi)由于真(zhen)子(zi)(zi)會不可(ke)避免泄(xie)漏能量(liang)而(er)衰(shuai)退,現在大(da)家認為真(zhen)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)成(cheng)只(zhi)是(shi)(shi)(shi)暫時的(de)(de)(de)(de)(de)。不幸(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi),這意(yi)味(wei)著惠(hui)勒(le)的(de)(de)(de)(de)(de)最初猜(cai)想是(shi)(shi)(shi)錯誤的(de)(de)(de)(de)(de),但目前還沒(mei)(mei)有(you)(you)(you)足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)(de)證(zheng)據(ju)能證(zheng)明這一(yi)(yi)點(dian)(dian)。 (譯者注:這個和波(bo)(bo)(bo)粒二(er)象(xiang)性(xing)(xing)有(you)(you)(you)點(dian)(dian)關(guan)系,1905年(nian)(nian),愛因斯(si)坦(tan)提出了光電(dian)效(xiao)應的(de)(de)(de)(de)(de)光量(liang)子(zi)(zi)解釋,人們開始意(yi)識到光波(bo)(bo)(bo)同(tong)時具(ju)(ju)有(you)(you)(you)波(bo)(bo)(bo)和粒子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)雙重(zhong)性(xing)(xing)質。1924年(nian)(nian),德(de)布羅意(yi)提出“物(wu)質波(bo)(bo)(bo)”假說(shuo),認為和光一(yi)(yi)樣,一(yi)(yi)切物(wu)質都具(ju)(ju)有(you)(you)(you)波(bo)(bo)(bo)粒二(er)象(xiang)性(xing)(xing)。根據(ju)這一(yi)(yi)假說(shuo),電(dian)子(zi)(zi)也會具(ju)(ju)有(you)(you)(you)干涉和衍射等(deng)波(bo)(bo)(bo)動(dong)現象(xiang),這被后來(lai)(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)衍射試驗(yan)所證(zheng)實(shi)。)

黑弦

重力和其它基本作用力如(ru)電磁力之間的(de)關系,是(shi)(shi)物理(li)學(xue)長期以來(lai)(lai)最引人關注(zhu)(zhu)的(de)奧秘之一(yi)。最早在(zai)1919年提出的(de)一(yi)種理(li)論(lun)(lun)(lun)認(ren)為:如(ru)果宇宙增(zeng)加(jia)一(yi)個維(wei)(wei)(wei)度(du),重力仍(reng)存在(zai)前四維(wei)(wei)(wei)中(三(san)維(wei)(wei)(wei)空(kong)(kong)間+時間);但(dan)是(shi)(shi)其它基本作用力,則(ze)由(you)四維(wei)(wei)(wei)空(kong)(kong)間在(zai)第(di)(di)(di)五維(wei)(wei)(wei)上卷起(qi)(qi)來(lai)(lai)而自然生成。但(dan)是(shi)(shi)由(you)于第(di)(di)(di)五維(wei)(wei)(wei)度(du)對(dui)我(wo)們而言是(shi)(shi)隱形的(de),既(ji)看(kan)不(bu)(bu)見(jian)也摸不(bu)(bu)著,所以它應該是(shi)(shi)蜷曲(qu)起(qi)(qi)來(lai)(lai)的(de)。(譯者(zhe)注(zhu)(zhu):這里(li)非常難以理(li)解(jie),我(wo)的(de)想法是(shi)(shi)用降維(wei)(wei)(wei)的(de)方法來(lai)(lai)想象。比如(ru)說假設有一(yi)個完全(quan)靜止的(de)三(san)維(wei)(wei)(wei)空(kong)(kong)間,如(ru)果增(zeng)加(jia)一(yi)個第(di)(di)(di)四維(wei)(wei)(wei)度(du)時間,把三(san)維(wei)(wei)(wei)空(kong)(kong)間卷曲(qu)包(bao)裹起(qi)(qi)來(lai)(lai)。那(nei)么生活在(zai)三(san)維(wei)(wei)(wei)空(kong)(kong)間里(li)的(de)人是(shi)(shi)看(kan)不(bu)(bu)到時間的(de),而且三(san)維(wei)(wei)(wei)空(kong)(kong)間里(li)的(de)一(yi)切變化其實都是(shi)(shi)由(you)時間與(yu)空(kong)(kong)間卷曲(qu)自然引起(qi)(qi)的(de)。)這個理(li)論(lun)(lun)(lun)最終產生了弦理(li)論(lun)(lun)(lun),且迄(qi)今仍(reng)出現(xian)在(zai)大多數弦理(li)論(lun)(lun)(lun)的(de)核心分析中。

由(you)于第(di)(di)五(wu)(wu)(wu)維(wei)度(du)極(ji)小,只有(you)像粒子一(yi)樣的(de)微型(xing)物體(ti)才能在(zai)上(shang)(shang)面移動。又由(you)于第(di)(di)五(wu)(wu)(wu)維(wei)度(du)是(shi)(shi)自我蜷曲的(de),這些微粒最終(zhong)(zhong)又會(hui)(hui)(hui)轉(zhuan)回初始(shi)位置。(譯(yi)者注:類(lei)似于圓周運動,周而復始(shi))但(dan)是(shi)(shi)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)在(zai)第(di)(di)五(wu)(wu)(wu)維(wei)度(du)上(shang)(shang)就(jiu)要復雜許多。當黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)擴展到(dao)第(di)(di)五(wu)(wu)(wu)維(wei)度(du),它(ta)就(jiu)變成(cheng)“黑(hei)(hei)弦(xian)(xian)”。和正常(chang)的(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)不同,黑(hei)(hei)弦(xian)(xian)很不穩(wen)定(這里(li)忽略(lve)了(le)四(si)維(wei)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)其實最終(zhong)(zhong)會(hui)(hui)(hui)蒸發(fa))。多個(ge)(ge)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)會(hui)(hui)(hui)串在(zai)一(yi)根長(chang)長(chang)的(de)黑(hei)(hei)弦(xian)(xian)上(shang)(shang),和更遠的(de)黑(hei)(hei)弦(xian)(xian)連在(zai)一(yi)起(qi),直(zhi)到(dao)黑(hei)(hei)弦(xian)(xian)完全折斷,留下(xia)一(yi)組黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)為止。這些四(si)維(wei)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)會(hui)(hui)(hui)并(bing)成(cheng)一(yi)個(ge)(ge)更大(da)的(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)。最有(you)趣的(de)是(shi)(shi),根據(ju)現在(zai)的(de)模型(xing),最終(zhong)(zhong)的(de)黑(hei)(hei)洞(dong)(dong)是(shi)(shi)一(yi)個(ge)(ge)“裸(luo)”奇(qi)點(dian)。也就(jiu)是(shi)(shi)說它(ta)沒有(you)被視(shi)界(jie)包(bao)(bao)圍,這違背了(le)宇宙(zhou)監督(du)假(jia)設。因為視(shi)界(jie)會(hui)(hui)(hui)阻止任何(he)事件從奇(qi)點(dian)中(zhong)逃逸,所以任何(he)奇(qi)點(dian)都應該被視(shi)界(jie)包(bao)(bao)起(qi)來,以防奇(qi)點(dian)附近(jin)發(fa)生的(de)時空(kong)穿越改(gai)變整(zheng)個(ge)(ge)宇宙(zhou)的(de)歷史。(譯(yi)者注:如果宇宙(zhou)監督(du)假(jia)說成(cheng)立,那么誰來負責確保天網恢恢,疏而不漏(lou)任何(he)“裸(luo)起(qi)點(dian)”呢?也許就(jiu)是(shi)(shi)上(shang)(shang)帝、真主、我佛之類(lei)的(de)大(da)牛了(le)。)

同時性的相對性

同(tong)(tong)時(shi)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相對(dui)(dui)(dui)(dui)性是(shi)(shi)指,兩件事情同(tong)(tong)時(shi)發(fa)生與否是(shi)(shi)相對(dui)(dui)(dui)(dui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),取(qu)決于觀察(cha)者(zhe)(zhe)所(suo)在的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方位。這是(shi)(shi)奇(qi)特相對(dui)(dui)(dui)(dui)論的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奇(qi)怪推論,對(dui)(dui)(dui)(dui)于不是(shi)(shi)發(fa)生在同(tong)(tong)一(yi)地方的(de)(de)(de)(de)(de)(de)任何事件都(dou)適用。比如說(shuo),如果在火(huo)星(xing)和(he)金(jin)星(xing)各放(fang)一(yi)束煙花(hua)(hua),某個(ge)方位的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太(tai)空(kong)旅(lv)行者(zhe)(zhe)可(ke)能(neng)會(hui)(hui)說(shuo)它們(men)同(tong)(tong)時(shi)發(fa)生(如果兩束煙花(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光線(xian)同(tong)(tong)時(shi)到(dao)達他的(de)(de)(de)(de)(de)(de)眼睛);另一(yi)個(ge)太(tai)空(kong)旅(lv)行者(zhe)(zhe)可(ke)能(neng)會(hui)(hui)說(shuo)火(huo)星(xing)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)煙花(hua)(hua)先(xian)放(fang);其他人也(ye)許會(hui)(hui)說(shuo)金(jin)星(xing)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)煙花(hua)(hua)先(xian)放(fang)。這是(shi)(shi)因為觀察(cha)者(zhe)(zhe)所(suo)處的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方位不同(tong)(tong)造成了他們(men)看到(dao)煙花(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)順(shun)序(xu)不同(tong)(tong),從而導致他們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)看法不同(tong)(tong)。所(suo)以每個(ge)觀察(cha)者(zhe)(zhe)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)看法都(dou)是(shi)(shi)相對(dui)(dui)(dui)(dui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),沒(mei)有人是(shi)(shi)絕對(dui)(dui)(dui)(dui)正確的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

這(zhe)(zhe)樣一(yi)來,可能(neng)會發(fa)生一(yi)些怪(guai)事(shi)。比(bi)如說,有(you)人(ren)會先(xian)(xian)看(kan)到(dao)事(shi)件的結果(guo)再(zai)看(kan)到(dao)原因。(例如,先(xian)(xian)看(kan)到(dao)炸彈(dan)(dan)爆炸再(zai)看(kan)到(dao)有(you)人(ren)點燃引(yin)信。)不(bu)過除非(fei)跑得比(bi)光(guang)速(su)(su)還快,即(ji)使你(ni)(ni)先(xian)(xian)看(kan)到(dao)了(le)結果(guo)也來不(bu)及去改(gai)(gai)變原因。這(zhe)(zhe)也是(shi)(shi)超光(guang)速(su)(su)旅行被(bei)認(ren)為是(shi)(shi)不(bu)可能(neng)的原因之一(yi)。因為這(zhe)(zhe)與時光(guang)穿越類似,你(ni)(ni)可以在結果(guo)發(fa)生后去改(gai)(gai)變原因。這(zhe)(zhe)毫(hao)無意義。(譯者注:如果(guo)你(ni)(ni)先(xian)(xian)看(kan)到(dao)炸彈(dan)(dan)爆炸,然后以超光(guang)速(su)(su)飛(fei)過去把引(yin)信給滅了(le)。這(zhe)(zhe)樣一(yi)來,炸彈(dan)(dan)就(jiu)不(bu)會爆炸了(le),你(ni)(ni)又如何會看(kan)到(dao)炸彈(dan)(dan)爆炸?這(zhe)(zhe)也是(shi)(shi)為什么有(you)人(ren)發(fa)明了(le)平(ping)行世(shi)界,但是(shi)(shi)平(ping)行世(shi)界問題(ti)更(geng)多,這(zhe)(zhe)里(li)就(jiu)不(bu)跑題(ti)了(le)。)

慣性系拖拽

愛因斯坦廣義(yi)相對(dui)論有一個預測(ce)(ce):當一個巨(ju)大(da)的(de)(de)(de)物體移動時,會拖拽(zhuai)周圍的(de)(de)(de)時空(kong)(kong),從而拉著附(fu)(fu)近的(de)(de)(de)物體一起(qi)動。不(bu)管巨(ju)物是平(ping)移還(huan)是旋轉,都(dou)會如此。雖(sui)然這種效(xiao)應非(fei)常微弱(ruo),但是已經被實驗證(zheng)明確(que)實存在(zai)。2004年(nian)發起(qi)的(de)(de)(de)重力探(tan)測(ce)(ce)器(qi)B實驗,就是為(wei)了測(ce)(ce)量地球(qiu)附(fu)(fu)近的(de)(de)(de)時空(kong)(kong)扭曲。雖(sui)然干(gan)擾(rao)源比預期要大(da),慣(guan)性(xing)系拖拽(zhuai)效(xiao)應測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)不(bu)確(que)定(ding)性(xing)為(wei)15%。(譯(yi)者注:換句話說,慣(guan)性(xing)系拖拽(zhuai)效(xiao)應存在(zai)的(de)(de)(de)可能性(xing)高(gao)達(da)85%。)進一步分析有望(wang)更大(da)程度(du)上減少測(ce)(ce)量的(de)(de)(de)不(bu)確(que)定(ding)性(xing)。

實際測量與預(yu)測結果非常接近(jin):由于(yu)地球旋轉(zhuan)的(de)(de)(de)(de)緣故,軌道上的(de)(de)(de)(de)探測器與地球之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)距離每年拉近(jin)2米左右。這(zhe)純粹是(shi)(shi)由于(yu)地球的(de)(de)(de)(de)龐大體(ti)(ti)重(zhong)造成周(zhou)圍(wei)的(de)(de)(de)(de)時(shi)空扭(niu)曲,從而產生的(de)(de)(de)(de)慣性系拖(tuo)拽效應所致。但是(shi)(shi)探測器是(shi)(shi)感覺不到這(zhe)種額外加速的(de)(de)(de)(de),因為探測器本(ben)身(shen)并沒有加速,而是(shi)(shi)它所在的(de)(de)(de)(de)時(shi)空拖(tuo)拽所致。這(zhe)就像(xiang)拉扯(che)桌(zhuo)子底下的(de)(de)(de)(de)地毯,桌(zhuo)子會動(dong)(dong),但不是(shi)(shi)桌(zhuo)子自己(ji)在動(dong)(dong)。(譯者注:這(zhe)與禪意(yi) “不是(shi)(shi)風動(dong)(dong),而是(shi)(shi)心(xin)動(dong)(dong)”何其(qi)類似(si)。心(xin)扭(niu)曲了眼中看(kan)到的(de)(de)(de)(de)時(shi)空倒(dao)影,導致時(shi)空倒(dao)影中的(de)(de)(de)(de)物體(ti)(ti)跟著(zhu)一(yi)起波動(dong)(dong)。)

負能量

(譯者注:1. Casimir Plates卡西(xi)米爾盤子;2.Vacuum fluctuation,真空漲落)

理論上,絕對零(ling)(ling)度(du)?273.15°C應該是(shi)能(neng)(neng)(neng)達到(dao)的(de)(de)最低(di)(di)(di)溫(wen)度(du),在(zai)此溫(wen)度(du)下(xia)所(suo)有粒子(zi)運(yun)動完(wan)全停止。但是(shi)因(yin)為(wei)(wei)(wei)在(zai)量子(zi)力學中(zhong),每個(ge)(ge)粒子(zi)都(dou)有被稱為(wei)(wei)(wei)“零(ling)(ling)點能(neng)(neng)(neng)量”的(de)(de)最低(di)(di)(di)能(neng)(neng)(neng)量;因(yin)此實際上你(ni)永遠無法把東西冷卻到(dao)絕對零(ling)(ling)度(du)。更顯著的(de)(de)是(shi):不但粒子(zi)有最低(di)(di)(di)能(neng)(neng)(neng)量,真空(kong)(kong)也(ye)有,即(ji)“真空(kong)(kong)能(neng)(neng)(neng)量”。只(zhi)(zhi)要(yao)做一(yi)個(ge)(ge)相當(dang)簡(jian)單(dan)的(de)(de)實驗,就(jiu)能(neng)(neng)(neng)證明“真空(kong)(kong)能(neng)(neng)(neng)量”的(de)(de)存在(zai)。在(zai)真空(kong)(kong)中(zhong)放入(ru)兩(liang)個(ge)(ge)金屬盤(pan)子(zi),讓它們(men)靠攏,當(dang)盤(pan)子(zi)間(jian)(jian)的(de)(de)距離(li)縮小到(dao)一(yi)定(ding)程度(du)時,它們(men)會自動吸附在(zai)一(yi)起。這是(shi)因(yin)為(wei)(wei)(wei)盤(pan)子(zi)間(jian)(jian)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量只(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)在(zai)特定(ding)頻率共振,而(er)盤(pan)子(zi)外的(de)(de)真空(kong)(kong)能(neng)(neng)(neng)量幾乎可以在(zai)任何頻率共振。由于盤(pan)子(zi)外的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量要(yao)大于盤(pan)子(zi)間(jian)(jian)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量,盤(pan)子(zi)被擠壓在(zai)一(yi)起。盤(pan)子(zi)靠得越近(jin),壓力越強。在(zai)約10納(na)米間(jian)(jian)距的(de)(de)時候(hou),這種(zhong)效(xiao)(xiao)應(卡西米爾效(xiao)(xiao)應)會產(chan)生1個(ge)(ge)大氣(qi)壓的(de)(de)壓力。因(yin)為(wei)(wei)(wei)盤(pan)子(zi)間(jian)(jian)的(de)(de)真空(kong)(kong)能(neng)(neng)(neng)量要(yao)低(di)(di)(di)于正常的(de)(de)零(ling)(ling)點能(neng)(neng)(neng)量,被稱為(wei)(wei)(wei)負(fu)能(neng)(neng)(neng)量。負(fu)能(neng)(neng)(neng)量有一(yi)些(xie)不尋常的(de)(de)屬性。

比方(fang)說,在(zai)負(fu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)真(zhen)空(kong)中(zhong)(zhong),光(guang)速(su)要(yao)比在(zai)正常(chang)(chang)(chang)真(zhen)空(kong)中(zhong)(zhong)快(kuai)。也(ye)就(jiu)(jiu)是(shi)(shi)(shi)說有(you)(you)一(yi)(yi)天(tian),我(wo)們(men)可(ke)(ke)能(neng)在(zai)類似負(fu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)真(zhen)空(kong)泡泡中(zhong)(zhong)以(yi)超光(guang)速(su)飛行。雖然(ran)理論(lun)上可(ke)(ke)能(neng)存在(zai)可(ke)(ke)穿越(yue)的(de)(de)蟲(chong)洞(dong)(dong),但是(shi)(shi)(shi)蟲(chong)洞(dong)(dong)會(hui)在(zai)產生(sheng)的(de)(de)瞬間(jian)(jian)即刻(ke)消失(shi),無法(fa)保持打開(kai)的(de)(de)狀態。而負(fu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)卻可(ke)(ke)以(yi)用來(lai)頂住打開(kai)的(de)(de)可(ke)(ke)穿越(yue)蟲(chong)洞(dong)(dong)。負(fu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)還會(hui)導(dao)致黑洞(dong)(dong)蒸(zheng)發。真(zhen)空(kong)能(neng)量(liang)(liang)(liang)常(chang)(chang)(chang)被(bei)各(ge)種理論(lun)模型描(miao)述為突然(ran)產生(sheng)和(he)湮沒(mei)的(de)(de)虛擬粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)。因為只要(yao)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)在(zai)產生(sheng)后馬上湮沒(mei)就(jiu)(jiu)不會(hui)違背能(neng)量(liang)(liang)(liang)守恒定律。但是(shi)(shi)(shi),如果兩個(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)在(zai)黑洞(dong)(dong)的(de)(de)視界(jie)產生(sheng),就(jiu)(jiu)有(you)(you)可(ke)(ke)能(neng)一(yi)(yi)個(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)從(cong)黑洞(dong)(dong)中(zhong)(zhong)逃逸(yi),另一(yi)(yi)個(ge)卻掉了進(jin)去。這(zhe)樣(yang)(yang)它們(men)就(jiu)(jiu)不可(ke)(ke)能(neng)消失(shi),兩個(ge)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)都變成(cheng)負(fu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)。(譯者(zhe)注(zhu),通(tong)常(chang)(chang)(chang)真(zhen)空(kong)的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)被(bei)認(ren)為是(shi)(shi)(shi)成(cheng)對(dui)(dui)出現成(cheng)對(dui)(dui)消失(shi)。)當負(fu)能(neng)量(liang)(liang)(liang)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)掉進(jin)黑洞(dong)(dong),它會(hui)降(jiang)低而不是(shi)(shi)(shi)增加黑洞(dong)(dong)的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)。隨著時間(jian)(jian)的(de)(de)推移,這(zhe)樣(yang)(yang)的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)會(hui)最終導(dao)致黑洞(dong)(dong)完全蒸(zheng)發。由(you)于最初這(zhe)個(ge)理論(lun)是(shi)(shi)(shi)斯(si)蒂芬-霍金(jin)提出的(de)(de),從(cong)黑洞(dong)(dong)中(zhong)(zhong)逃逸(yi)的(de)(de)粒(li)(li)(li)子(zi)(zi)被(bei)稱(cheng)之為霍金(jin)輻射。這(zhe)是(shi)(shi)(shi)第一(yi)(yi)個(ge)被(bei)接(jie)受的(de)(de)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)論(lun)和(he)廣義(yi)相對(dui)(dui)論(lun)的(de)(de)統(tong)一(yi)(yi)理論(lun),也(ye)是(shi)(shi)(shi)霍金(jin)迄今(jin)為止最偉大(da)的(de)(de)科學成(cheng)就(jiu)(jiu)。

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標簽: 宇宙探索 百態趣聞
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