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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(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)完備(bei)定(ding)(ding)(ding)理(li)(li)更像是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)組非(fei)常(chang)有(you)(you)趣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)于邏輯(ji)和(he)哲(zhe)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)學(xue)定(ding)(ding)(ding)理(li)(li),而(er)不(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)嚴格意(yi)義(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)。但是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)整(zheng)體上,這(zhe)些邏輯(ji)和(he)哲(zhe)學(xue)與科學(xue)密切相(xiang)關(guan)。1931年,科特(te)-高(gao)德(de)證明(ming)了(le)該定(ding)(ding)(ding)理(li)(li):因(yin)為任何稍微(wei)復雜一(yi)(yi)點的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)邏輯(ji)體系(xi)都(dou)不(bu)(bu)可(ke)避免自(zi)我(wo)引(yin)用(yong);所(suo)(suo)以對于給定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)任意(yi)一(yi)(yi)組邏輯(ji)規則,除了(le)最簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)之(zhi)外,總(zong)(zong)會存(cun)在(zai)無法(fa)判(pan)定(ding)(ding)(ding)(證明(ming)或證偽)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)命(ming)題(ti)(ti)。這(zhe)表明(ming)了(le)世界上不(bu)(bu)存(cun)在(zai)能(neng)夠證明(ming)或證偽所(suo)(suo)有(you)(you)命(ming)題(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)終極數(shu)學(xue)體系(xi)。一(yi)(yi)個無法(fa)判(pan)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)命(ming)題(ti)(ti)可(ke)以被當成是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)“我(wo)總(zong)(zong)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)說(shuo)謊”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)學(xue)形式。由于該命(ming)題(ti)(ti)引(yin)用(yong)了(le)描述它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)語(yu)言(yan)本身(shen)(譯者注:“我(wo)總(zong)(zong)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)說(shuo)謊”有(you)(you)兩方(fang)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意(yi)思,一(yi)(yi)方(fang)面是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)指(zhi)命(ming)題(ti)(ti)要表達的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)內容“我(wo)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)個愛(ai)說(shuo)謊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人”,另一(yi)(yi)方(fang)面也可(ke)以指(zhi)描述它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)語(yu)言(yan)“我(wo)說(shuo)‘我(wo)總(zong)(zong)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)說(shuo)謊’是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)說(shuo)謊,其實我(wo)不(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)個愛(ai)說(shuo)謊的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)人”),所(suo)(suo)以永遠(yuan)無法(fa)知道這(zhe)個命(ming)題(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)真(zhen)假。盡管(guan)如此(ci)(ci),并不(bu)(bu)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)只(zhi)有(you)(you)自(zi)我(wo)引(yin)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)命(ming)題(ti)(ti)才是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)無法(fa)判(pan)定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。高(gao)德(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)完備(bei)定(ding)(ding)(ding)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要結論是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),所(suo)(suo)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)邏輯(ji)體系(xi)都(dou)會存(cun)在(zai)無法(fa)證明(ming)或證偽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)命(ming)題(ti)(ti)。因(yin)此(ci)(ci),所(suo)(suo)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)邏輯(ji)體系(xi)都(dou)不(bu)(bu)“完備(bei)”。

不(bu)完備(bei)定(ding)(ding)理(li)的(de)(de)(de)(de)哲(zhe)學(xue)(xue)含(han)意廣為(wei)傳播。由(you)于(yu)沒(mei)(mei)有(you)一(yi)(yi)組規(gui)則(ze)能(neng)夠解釋所(suo)有(you)可能(neng)的(de)(de)(de)(de)事件或結果(guo),所(suo)以(yi)物理(li)學(xue)(xue)上(shang)的(de)(de)(de)(de)“終極理(li)論”是(shi)(shi)不(bu)存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)。同(tong)時,這(zhe)也(ye)(ye)說明(ming)(ming)了“證(zheng)(zheng)(zheng)據(ju)”是(shi)(shi)比“真相”更(geng)不(bu)靠譜的(de)(de)(de)(de)概(gai)念。這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)想(xiang)法(fa)(fa)(fa)令科學(xue)(xue)家(jia)們惴惴不(bu)安。因(yin)為(wei)這(zhe)意味著世界(jie)上(shang)總(zong)會存(cun)在(zai)無(wu)法(fa)(fa)(fa)被“證(zheng)(zheng)(zheng)據(ju)”證(zheng)(zheng)(zheng)明(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)“真相”。由(you)于(yu)不(bu)完備(bei)定(ding)(ding)理(li)對計(ji)算機(ji)也(ye)(ye)一(yi)(yi)樣適用,這(zhe)也(ye)(ye)意味著我們的(de)(de)(de)(de)想(xiang)法(fa)(fa)(fa)是(shi)(shi)不(bu)完備(bei)的(de)(de)(de)(de)。世界(jie)上(shang)有(you)些想(xiang)法(fa)(fa)(fa)我們永遠無(wu)法(fa)(fa)(fa)明(ming)(ming)了,這(zhe)包(bao)括我們的(de)(de)(de)(de)想(xiang)法(fa)(fa)(fa)是(shi)(shi)否(fou)一(yi)(yi)致(zhi)(比如(ru)說,我們的(de)(de)(de)(de)理(li)性(xing)是(shi)(shi)否(fou)包(bao)含(han)錯誤,自(zi)(zi)相矛盾)。這(zhe)是(shi)(shi)因(yin)為(wei)高德的(de)(de)(de)(de)不(bu)完備(bei)第二定(ding)(ding)理(li)表示,沒(mei)(mei)有(you)一(yi)(yi)種一(yi)(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de)理(li)論能(neng)夠證(zheng)(zheng)(zheng)明(ming)(ming)自(zi)(zi)己(ji)的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)致(zhi)性(xing)。這(zhe)意味著,沒(mei)(mei)有(you)任(ren)何理(li)智的(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)能(neng)證(zheng)(zheng)(zheng)明(ming)(ming)自(zi)(zi)己(ji)沒(mei)(mei)有(you)精神(shen)病。同(tong)樣,如(ru)果(guo)一(yi)(yi)個體(ti)系證(zheng)(zheng)(zheng)明(ming)(ming)自(zi)(zi)己(ji)是(shi)(shi)一(yi)(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de),那么這(zhe)就不(bu)是(shi)(shi)一(yi)(yi)個一(yi)(yi)致(zhi)的(de)(de)(de)(de)體(ti)系。任(ren)何自(zi)(zi)以(yi)為(wei)能(neng)證(zheng)(zheng)(zheng)明(ming)(ming)自(zi)(zi)己(ji)沒(mei)(mei)精神(shen)病的(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)都是(shi)(shi)瘋子。(譯者注(zhu):有(you)點像喝(he)醉的(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)總(zong)是(shi)(shi)說自(zi)(zi)己(ji)沒(mei)(mei)醉,自(zi)(zi)以(yi)為(wei)“舉世皆濁我獨(du)醒”的(de)(de)(de)(de)屈原情何以(yi)堪,無(wu)奈(nai)只能(neng)投江(jiang)自(zi)(zi)盡了。自(zi)(zi)以(yi)為(wei)“才高八斗遇人(ren)(ren)不(bu)淑(shu)”的(de)(de)(de)(de)賈生多么落寞,不(bu)得不(bu)抱憾(han)而終。)

反物質逆因果律

顧(gu)名思義,反(fan)(fan)(fan)物(wu)(wu)質與物(wu)(wu)質正(zheng)好相反(fan)(fan)(fan)。反(fan)(fan)(fan)物(wu)(wu)質攜帶(dai)的質量(liang)與物(wu)(wu)質一(yi)(yi)(yi)樣但是電荷恰好相反(fan)(fan)(fan)。約翰-惠勒和諾貝(bei)爾獎得主(zhu)理(li)查德-弗雷曼,他們(men)基(ji)于(yu)物(wu)(wu)理(li)體系中時(shi)(shi)(shi)間(jian)應(ying)該可以倒(dao)流的想法,提(ti)出(chu)了(le)一(yi)(yi)(yi)種反(fan)(fan)(fan)物(wu)(wu)質理(li)論。例如(ru),我們(men)的太陽系軌道向(xiang)后退應(ying)該和向(xiang)前進(jin)遵(zun)守一(yi)(yi)(yi)樣的規律。有人因(yin)此提(ti)出(chu),反(fan)(fan)(fan)物(wu)(wu)質只是時(shi)(shi)(shi)光倒(dao)流的普(pu)通(tong)物(wu)(wu)質。這(zhe)解釋了(le)為什么(me)(me)反(fan)(fan)(fan)粒(li)子(zi)(zi)會(hui)攜帶(dai)相反(fan)(fan)(fan)的電荷。因(yin)為如(ru)果(guo)電子(zi)(zi)在(zai)時(shi)(shi)(shi)光前進(jin)的時(shi)(shi)(shi)候被排斥,那么(me)(me)在(zai)時(shi)(shi)(shi)光倒(dao)流的時(shi)(shi)(shi)候應(ying)該被吸引。這(zhe)也解釋了(le)為什么(me)(me)物(wu)(wu)質與反(fan)(fan)(fan)物(wu)(wu)質會(hui)消(xiao)失(shi)。這(zhe)不是因(yin)為正(zheng)方粒(li)子(zi)(zi)對(dui)沖(chong)同歸于(yu)盡;其實(shi)是同一(yi)(yi)(yi)個粒(li)子(zi)(zi)停(ting)止后在(zai)時(shi)(shi)(shi)間(jian)維度(du)上往(wang)回走。在(zai)真空中一(yi)(yi)(yi)對(dui)粒(li)子(zi)(zi)產生(sheng)并消(xiao)失(shi),其實(shi)不過(guo)是同一(yi)(yi)(yi)個粒(li)子(zi)(zi)在(zai)時(shi)(shi)(shi)間(jian)維度(du)上一(yi)(yi)(yi)會(hui)兒(er)往(wang)前進(jin),一(yi)(yi)(yi)會(hui)兒(er)往(wang)后倒(dao),如(ru)此不停(ting)反(fan)(fan)(fan)復(fu),不死不休。

雖然這(zhe)個(ge)理論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)準確(que)性有待(dai)商榷,它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)數(shu)學方案(an)與其它(ta)(ta)更傳統的(de)(de)(de)(de)理論(lun)(lun)一樣。約翰-惠(hui)勒起初提出該(gai)理論(lun)(lun)時(shi)說,這(zhe)也許回答(da)了(le)(le)為(wei)(wei)什(shen)么(me)宇(yu)宙中所有電子屬性相同(tong)的(de)(de)(de)(de)問題(ti)。這(zhe)個(ge)問題(ti)之(zhi)(zhi)前常(chang)為(wei)(wei)人所忽略。他表示,這(zhe)是由于電子經常(chang)從宇(yu)宙大爆炸與宇(yu)宙末日之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)飛來飛去(qu)。雖然包(bao)含(han)時(shi)光(guang)倒(dao)流,但是該(gai)理論(lun)(lun)的(de)(de)(de)(de)數(shu)學模(mo)型并不允(yun)許把信息帶回到(dao)過去(qu)。因(yin)(yin)為(wei)(wei)你無法通過移(yi)動(dong)反物質(zhi)來影(ying)響(xiang)過去(qu),移(yi)動(dong)它(ta)(ta)只會影(ying)響(xiang)反物質(zhi)本身,即你的(de)(de)(de)(de)未來。(譯者(zhe)注:這(zhe)里實際上(shang)蘊含(han)了(le)(le)一個(ge)雙(shuang)重否定(ding),因(yin)(yin)為(wei)(wei)反物質(zhi)其實是時(shi)間(jian)(jian)軸上(shang)的(de)(de)(de)(de)反向物質(zhi),它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)過去(qu)就是你的(de)(de)(de)(de)未來。從某種程度上(shang)來說,這(zhe)解(jie)釋了(le)(le)為(wei)(wei)什(shen)么(me)歷史會重復(fu)自己的(de)(de)(de)(de)原因(yin)(yin)。這(zhe)就好比(bi)回旋(xuan)鏢,扔出去(qu)(普通物質(zhi))又轉(zhuan)回來(變成反物質(zhi))。)

宇宙弦

在大(da)(da)爆炸之(zhi)(zhi)后不(bu)久,整(zheng)個(ge)宇(yu)宙處于一片雜亂(luan)無章的(de)混沌(dun)狀態之(zhi)(zhi)中(zhong)。這意味著(zhu)細微的(de)變(bian)化(hua)和(he)瑕疵并(bing)不(bu)會改(gai)變(bian)整(zheng)個(ge)宇(yu)宙結構(gou)。但是隨著(zhu)宇(yu)宙不(bu)斷膨脹冷卻,從(cong)無序變(bian)得(de)有序,一個(ge)小小的(de)波(bo)動(dong)就足以造成巨大(da)(da)的(de)變(bian)化(hua)。

這(zhe)(zhe)就(jiu)(jiu)像(xiang)是(shi)在地板上(shang)均勻地貼(tie)上(shang)瓷(ci)磚(zhuan)(zhuan)。如(ru)(ru)(ru)果有(you)一(yi)(yi)(yi)塊瓷(ci)磚(zhuan)(zhuan)放(fang)歪了,其(qi)它(ta)瓷(ci)磚(zhuan)(zhuan)會跟著一(yi)(yi)(yi)起歪;這(zhe)(zhe)樣一(yi)(yi)(yi)來,整條線上(shang)的(de)(de)(de)瓷(ci)磚(zhuan)(zhuan)都沒放(fang)好。宇宙(zhou)(zhou)弦(xian)與(yu)此(ci)類似,它(ta)是(shi)時空(kong)上(shang)狹長的(de)(de)(de)瑕疵(ci)帶。大部(bu)(bu)分宇宙(zhou)(zhou)模型都有(you)預測宇宙(zhou)(zhou)弦(xian),比如(ru)(ru)(ru)弦(xian)理論里(li)兩種互不(bu)相干的(de)(de)(de)“弦(xian)”。如(ru)(ru)(ru)果宇宙(zhou)(zhou)弦(xian)存在,每(mei)根弦(xian)都像(xiang)質(zhi)(zhi)子一(yi)(yi)(yi)樣小,密度卻極大。因(yin)此(ci),一(yi)(yi)(yi)英里(li)長的(de)(de)(de)宇宙(zhou)(zhou)弦(xian)可(ke)以和(he)地球一(yi)(yi)(yi)樣重;但是(shi)它(ta)實(shi)際上(shang)沒有(you)重力,且僅在改變時空(kong)形(xing)態時才會影響四周的(de)(de)(de)物(wu)(wu)體。因(yin)此(ci),宇宙(zhou)(zhou)弦(xian)本(ben)(ben)質(zhi)(zhi)上(shang)不(bu)過是(shi)時空(kong)形(xing)態上(shang)的(de)(de)(de)“皺紋(wrinkle)”。(譯者注,宇宙(zhou)(zhou)弦(xian)其(qi)實(shi)不(bu)是(shi)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi),而是(shi)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)所處的(de)(de)(de)時空(kong)中有(you)瑕疵(ci)的(de)(de)(de)部(bu)(bu)分。也就(jiu)(jiu)是(shi)說(shuo),我(wo)們所處的(de)(de)(de)時空(kong)本(ben)(ben)身(shen)并非完美。這(zhe)(zhe)是(shi)不(bu)是(shi)說(shuo)像(xiang)北緯(wei)30度,以及生活中的(de)(de)(de)靈異事件并非完全是(shi)無稽(ji)之談。)

有(you)人(ren)認為宇(yu)宙(zhou)弦(xian)長得離譜,最長可與上(shang)千銀(yin)河(he)(he)比(bi)肩。事(shi)實(shi)上(shang),最近的觀察和模擬顯示(shi)(shi)宇(yu)宙(zhou)弦(xian)之網絡貫穿整個(ge)宇(yu)宙(zhou)。曾(ceng)經(jing)有(you)人(ren)以為這(zhe)是造成(cheng)銀(yin)河(he)(he)組(zu)(zu)成(cheng)超星(xing)系團的原因(yin),不過后來(lai)(lai)這(zhe)種想(xiang)法被拋棄(qi)。超星(xing)系團由最長可達10億(yi)光年的銀(yin)河(he)(he)“絲帶”(filament)組(zu)(zu)成(cheng)。如果(guo)把兩根宇(yu)宙(zhou)弦(xian)靠攏在一起,就會(hui)產生(sheng)獨特(te)的時空效應。有(you)人(ren)曾(ceng)經(jing)展(zhan)示(shi)(shi)它們可以用來(lai)(lai)穿越時空。宇(yu)宙(zhou)弦(xian)還會(hui)產生(sheng)無與倫(lun)比(bi)的至強引力(li)波。現有(you)的和待造的引力(li)波探(tan)測器就是為它們準(zhun)備的。

量子隧穿

(譯者(zhe)注:1. classical physics: climbing the hill,經典物(wu)(wu)理(li)爬山坡(po);2. quantum physics: "tunneling"static limit,量(liang)子(zi)物(wu)(wu)理(li)穿隧道(dao)。)

量(liang)子隧穿(chuan)效應是指粒(li)子能(neng)夠穿(chuan)過正常來說它(ta)的(de)能(neng)量(liang)不足以通過的(de)障礙(ai)。它(ta)能(neng)讓粒(li)子通過不可逾越的(de)物理障礙(ai),或讓電子不用動能(neng)就脫離(li)(li)原子核的(de)吸引力(li)。根據量(liang)子力(li)學,任何粒(li)子都有一定(ding)的(de)可能(neng)出現在宇宙的(de)任何地方。雖然(ran)粒(li)子嚴(yan)重偏離(li)(li)既定(ding)軌道的(de)概(gai)率極低。

盡管當粒(li)子(zi)(zi)遇到(dao)一個足夠(gou)小(xiao)的(de)障(zhang)(zhang)(zhang)礙(ai)(約1-3納(na)米寬)時,按常理是無法逾越的(de),但是實際上粒(li)子(zi)(zi)直(zhi)接(jie)穿過(guo)該障(zhang)(zhang)(zhang)礙(ai)的(de)可能性卻相當顯著。海(hai)森(sen)堡的(de)測(ce)不(bu)準(zhun)(zhun)原理可以解釋(shi)此現象。該原理表(biao)明(ming)(ming)我們(men)能獲取(qu)的(de)粒(li)子(zi)(zi)信息總(zong)是有(you)限的(de)。(百(bai)度百(bai)科(ke):測(ce)不(bu)準(zhun)(zhun)原理表(biao)明(ming)(ming)一個微觀(guan)粒(li)子(zi)(zi)的(de)某些物理量(liang)(如位置(zhi)和動量(liang),或方位角與動量(liang)矩(ju),還(huan)有(you)時間和能量(liang)等(deng)),不(bu)可能同(tong)時具有(you)確(que)(que)定的(de)數值(zhi),其中一個量(liang)越確(que)(que)定,另一個量(liang)的(de)不(bu)確(que)(que)定程度就越大(da)。)粒(li)子(zi)(zi)可以先從(cong)它所活動的(de)系(xi)統里“借來”能量(liang)穿過(guo)障(zhang)(zhang)(zhang)礙(ai),之后便(bian)失去“借來”的(de)能量(liang)。

量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)隧穿發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在許多(duo)的(de)物理過程(cheng)中,比如說放射性衰(shuai)變和太陽上(shang)發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)核聚變。它還被用(yong)于某些電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)元件,甚至生(sheng)(sheng)(sheng)物系統的(de)酶(mei)身上(shang)。例如,葡(pu)(pu)萄糖氧化(hua)酶(mei)是葡(pu)(pu)萄糖變成過氧化(hua)氫的(de)催化(hua)劑,在催化(hua)過程(cheng)中包括一(yi)個完(wan)整(zheng)氧原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)隧穿。量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)隧穿還是掃描隧道電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)顯微(wei)鏡的(de)一(yi)大特色。這(zhe)是第一(yi)種能夠(gou)拍攝和操作原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)顯微(wei)鏡。它通過測量(liang)精細探針(zhen)的(de)電(dian)壓變化(hua)而(er)工作。這(zhe)是由于電(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)在穿越原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)間的(de)真空時(稱為(wei)“禁區”)會產生(sheng)(sheng)(sheng)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)隧穿效應,促使(shi)探針(zhen)在接近物體表面(mian)時發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)電(dian)壓變化(hua)。這(zhe)保證設(she)備足夠(gou)靈敏,能夠(gou)生(sheng)(sheng)(sheng)成分(fen)辨率極高的(de)圖像。同時還可(ke)以通過在設(she)備的(de)探針(zhen)上(shang)緩(huan)緩(huan)導入電(dian)流來移動原(yuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)。

科爾黑洞

(譯(yi)者注:1. Ergosphere,能層;2. static limit,靜態極限;3. outer horizon,外部(bu)視界;4. inner horizon,內部(bu)視界;5. singularity,奇點。)

大部分人熟悉的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)其實有(you)一(yi)(yi)個(ge)更確切的(de)(de)(de)名(ming)(ming)字:史(shi)瓦(wa)西黑(hei)洞(dong)(Schwarzschild black hole)。這種黑(hei)洞(dong)在(zai)(zai)外部有(you)一(yi)(yi)個(ge)視界(jie)(event horizon)充當(dang)有(you)去(qu)無(wu)回的(de)(de)(de)“極限(xian)(xian)點(dian)” (“point of no return”),在(zai)(zai)內(nei)部則有(you)一(yi)(yi)個(ge)密度無(wu)限(xian)(xian)大的(de)(de)(de)奇(qi)點(dian)。它以卡爾-史(shi)瓦(wa)西( Karl Schwarzschild)命名(ming)(ming)。1915年,在(zai)(zai)愛(ai)因斯坦廣義相對論發布僅1個(ge)月后,史(shi)瓦(wa)西就為(wei)不(bu)旋(xuan)轉的(de)(de)(de)球(qiu)形體找到(dao)了(le)愛(ai)因斯坦場方(fang)程(cheng)的(de)(de)(de)數學方(fang)案。盡管如此(ci)(ci),直(zhi)到(dao)1963年,數學家(jia)羅(luo)伊-科爾才發現(xian)了(le)旋(xuan)轉的(de)(de)(de)球(qiu)形體的(de)(de)(de)相應方(fang)案。因此(ci)(ci),一(yi)(yi)個(ge)旋(xuan)轉的(de)(de)(de)黑(hei)洞(dong)被(bei)稱為(wei)科爾黑(hei)洞(dong)。它有(you)一(yi)(yi)些(xie)不(bu)尋常的(de)(de)(de)屬(shu)性。

科(ke)爾黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)中心是(shi)(shi)不(bu)是(shi)(shi)奇(qi)(qi)(qi)點(dian)而是(shi)(shi)奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)(huan)(huan) - 由(you)自身(shen)動(dong)量(liang)維持的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)維環(huan)(huan)(huan)(huan)形。它有(you)兩個(ge)(ge)視(shi)界(jie)(外(wai)(wai)部(bu)視(shi)界(jie)和(he)內部(bu)視(shi)界(jie))以及一(yi)個(ge)(ge)橢圓形的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)層(ergosphere)。由(you)于慣(guan)性系拖拽效(xiao)應(frame dragging),在能(neng)(neng)層里面時(shi)(shi)空(kong)(kong)(kong)本身(shen)與(yu)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)一(yi)起以超光速旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)。當(dang)通(tong)過外(wai)(wai)部(bu)視(shi)界(jie)進入(ru)(ru)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong),空(kong)(kong)(kong)間(jian)路徑(jing)變(bian)成(cheng)時(shi)(shi)間(jian)路徑(jing)。這意味(wei)著(zhu)(zhu)像(xiang)(xiang)史瓦(wa)西(xi)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)一(yi)樣,科(ke)爾黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)中心必然會產(chan)生(sheng)奇(qi)(qi)(qi)點(dian)。但(dan)是(shi)(shi)穿過內部(bu)視(shi)界(jie),時(shi)(shi)間(jian)路徑(jing)又(you)變(bian)回空(kong)(kong)(kong)間(jian)路徑(jing)。唯(wei)一(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)區別是(shi)(shi)時(shi)(shi)空(kong)(kong)(kong)逆轉(zhuan)(zhuan)了(le)。這意味(wei)著(zhu)(zhu)奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)(huan)(huan)附近(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)重力變(bian)成(cheng)往外(wai)(wai)推的(de)(de)(de)(de)(de)排斥(chi)力。實際上,除(chu)非恰巧(qiao)從(cong)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)中心線進入(ru)(ru),否則(ze)根本就不(bu)可(ke)(ke)能(neng)(neng)進入(ru)(ru)奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)(huan)(huan)。此(ci)外(wai)(wai),多個(ge)(ge)奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)(huan)(huan)還(huan)(huan)可(ke)(ke)以通(tong)過時(shi)(shi)空(kong)(kong)(kong)互相(xiang)連接,因(yin)此(ci)奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)(huan)(huan)可(ke)(ke)以充當(dang)蟲洞(dong)(dong)(dong)。不(bu)過除(chu)非是(shi)(shi)奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)(huan)(huan)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)得足夠快產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)裸(luo)奇(qi)(qi)(qi)點(dian),否則(ze)無法從(cong)另一(yi)邊(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)出(chu)去。通(tong)過奇(qi)(qi)(qi)環(huan)(huan)(huan)(huan)可(ke)(ke)能(neng)(neng)進入(ru)(ru)另一(yi)個(ge)(ge)時(shi)(shi)空(kong)(kong)(kong),比如說另一(yi)個(ge)(ge)宇宙。在那里,你可(ke)(ke)以看(kan)到(dao)光從(cong)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)外(wai)(wai)面進來,卻(que)看(kan)不(bu)到(dao)光從(cong)里面出(chu)去。你甚至有(you)可(ke)(ke)能(neng)(neng)被帶到(dao)一(yi)個(ge)(ge)負宇宙(negative universe)上的(de)(de)(de)(de)(de)“白(bai)洞(dong)(dong)(dong)”(white hole)。不(bu)過沒人知道這到(dao)底意味(wei)著(zhu)(zhu)什么。(百度百科(ke):白(bai)洞(dong)(dong)(dong)是(shi)(shi)廣義相(xiang)對論預(yu)(yu)言的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種與(yu)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)相(xiang)反(fan)(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)特殊天(tian)體,是(shi)(shi)大引力球對稱天(tian)體的(de)(de)(de)(de)(de)史瓦(wa)西(xi)解的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)部(bu)分。白(bai)洞(dong)(dong)(dong)僅僅是(shi)(shi)理論預(yu)(yu)言的(de)(de)(de)(de)(de)天(tian)體,到(dao)現在還(huan)(huan)沒有(you)任(ren)何證據(ju)表明白(bai)洞(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)存在。其性質與(yu)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)正(zheng)相(xiang)反(fan)(fan)。白(bai)洞(dong)(dong)(dong)有(you)一(yi)個(ge)(ge)封閉的(de)(de)(de)(de)(de)邊(bian)界(jie)。與(yu)黑(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi),白(bai)洞(dong)(dong)(dong)內部(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(包括輻(fu)射)可(ke)(ke)以經過邊(bian)界(jie)發射到(dao)外(wai)(wai)面去,而邊(bian)界(jie)外(wai)(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質卻(que)不(bu)能(neng)(neng)落到(dao)白(bai)洞(dong)(dong)(dong)里面來。因(yin)此(ci),白(bai)洞(dong)(dong)(dong)像(xiang)(xiang)一(yi)個(ge)(ge)噴(pen)泉,不(bu)斷(duan)向外(wai)(wai)噴(pen)射物(wu)(wu)質和(he)能(neng)(neng)量(liang)。)

真子

正如(ru)著(zhu)名(ming)的(de)(de)(de)方程式(shi) E=MC2 所(suo)示(shi),能量與物質(zhi)緊密相連。它(ta)們(men)的(de)(de)(de)聯動效應會(hui)產(chan)生(sheng)重(zhong)(zhong)力(li)(li)場(chang)。真子(zi)(zi)(zi)是(shi)一(yi)(yi)束電(dian)磁波(bo)或重(zhong)(zhong)力(li)(li)波(bo),它(ta)的(de)(de)(de)能量會(hui)產(chan)生(sheng)重(zhong)(zhong)力(li)(li)場(chang);且產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)力(li)(li)場(chang)反過來又(you)把(ba)電(dian)磁波(bo)或重(zhong)(zhong)力(li)(li)波(bo)本(ben)身(shen)約(yue)束在一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)空間(jian)內。1955年,約(yue)翰-惠勒第一(yi)(yi)個著(zhu)手研(yan)究真子(zi)(zi)(zi)。惠勒猜(cai)測(ce)微觀真子(zi)(zi)(zi)和(he)(he)基本(ben)粒子(zi)(zi)(zi)之間(jian)可(ke)(ke)能存在連接(jie),甚至可(ke)(ke)能就是(shi)同一(yi)(yi)物體(ti)。“kugelblitz” (德語 “球(qiu)形(xing)(xing)閃(shan)電(dian)”)是(shi)一(yi)(yi)個更極端的(de)(de)(de)例子(zi)(zi)(zi)。當強(qiang)(qiang)光聚攏中在一(yi)(yi)個點(dian)上,光能產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)力(li)(li)變(bian)得(de)如(ru)此之強(qiang)(qiang),以致形(xing)(xing)成黑洞把(ba)光困在其中。雖然沒有任何東(dong)西能阻止“kugelblitz” (德語 “球(qiu)形(xing)(xing)閃(shan)電(dian)”)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成;但是(shi)由于真子(zi)(zi)(zi)會(hui)不可(ke)(ke)避(bi)免泄漏(lou)能量而衰退,現在大家認為(wei)真子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)形(xing)(xing)成只是(shi)暫時的(de)(de)(de)。不幸的(de)(de)(de)是(shi),這意(yi)味著(zhu)惠勒的(de)(de)(de)最初猜(cai)想是(shi)錯誤的(de)(de)(de),但目前還沒有足夠的(de)(de)(de)證據(ju)能證明這一(yi)(yi)點(dian)。 (譯者(zhe)注(zhu):這個和(he)(he)波(bo)粒二象(xiang)性(xing)有點(dian)關系,1905年,愛因(yin)斯坦提出(chu)了光電(dian)效應的(de)(de)(de)光量子(zi)(zi)(zi)解釋,人們(men)開始意(yi)識到光波(bo)同時具有波(bo)和(he)(he)粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)雙重(zhong)(zhong)性(xing)質(zhi)。1924年,德布羅意(yi)提出(chu)“物質(zhi)波(bo)”假說,認為(wei)和(he)(he)光一(yi)(yi)樣(yang),一(yi)(yi)切物質(zhi)都(dou)具有波(bo)粒二象(xiang)性(xing)。根據(ju)這一(yi)(yi)假說,電(dian)子(zi)(zi)(zi)也會(hui)具有干涉和(he)(he)衍(yan)射(she)等波(bo)動現象(xiang),這被后來的(de)(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)衍(yan)射(she)試(shi)驗所(suo)證實(shi)。)

黑弦

重力(li)和其它(ta)基(ji)(ji)本(ben)作(zuo)用力(li)如(ru)(ru)電磁力(li)之(zhi)間(jian)(jian)的關系,是(shi)物理(li)學長(chang)期以(yi)來(lai)最引(yin)人關注(zhu)的奧秘之(zhi)一(yi)(yi)(yi)。最早在(zai)(zai)1919年提出的一(yi)(yi)(yi)種理(li)論認(ren)為:如(ru)(ru)果宇(yu)宙增加(jia)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)度(du),重力(li)仍(reng)存在(zai)(zai)前四維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)中(zhong)(三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)空間(jian)(jian)+時(shi)間(jian)(jian));但是(shi)其它(ta)基(ji)(ji)本(ben)作(zuo)用力(li),則(ze)由四維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)空間(jian)(jian)在(zai)(zai)第五維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)上卷起(qi)(qi)來(lai)而(er)自然生(sheng)(sheng)成。但是(shi)由于(yu)第五維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)度(du)對(dui)我(wo)們而(er)言是(shi)隱形的,既看不見(jian)也摸不著,所(suo)以(yi)它(ta)應該(gai)是(shi)蜷曲起(qi)(qi)來(lai)的。(譯者注(zhu):這(zhe)(zhe)里非常難以(yi)理(li)解(jie),我(wo)的想(xiang)法是(shi)用降維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)的方法來(lai)想(xiang)象。比如(ru)(ru)說假設(she)有(you)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)完全靜止的三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)空間(jian)(jian),如(ru)(ru)果增加(jia)一(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)第四維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)度(du)時(shi)間(jian)(jian),把三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)空間(jian)(jian)卷曲包裹(guo)起(qi)(qi)來(lai)。那么(me)生(sheng)(sheng)活在(zai)(zai)三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)空間(jian)(jian)里的人是(shi)看不到時(shi)間(jian)(jian)的,而(er)且(qie)三(san)維(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)空間(jian)(jian)里的一(yi)(yi)(yi)切變(bian)化(hua)其實(shi)都是(shi)由時(shi)間(jian)(jian)與空間(jian)(jian)卷曲自然引(yin)起(qi)(qi)的。)這(zhe)(zhe)個(ge)(ge)理(li)論最終產生(sheng)(sheng)了(le)弦理(li)論,且(qie)迄今仍(reng)出現(xian)在(zai)(zai)大多(duo)數弦理(li)論的核心分析中(zhong)。

由于第五(wu)(wu)維(wei)度(du)極小,只(zhi)有像粒子一(yi)(yi)樣的(de)(de)微(wei)型物(wu)體才(cai)能在(zai)(zai)(zai)上面移動。又由于第五(wu)(wu)維(wei)度(du)是(shi)(shi)自我(wo)蜷曲的(de)(de),這(zhe)些(xie)微(wei)粒最(zui)終(zhong)又會(hui)(hui)轉(zhuan)回初(chu)始(shi)位置(zhi)。(譯(yi)(yi)者(zhe)(zhe)注:類(lei)似于圓周(zhou)運動,周(zhou)而(er)復(fu)始(shi))但是(shi)(shi)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)在(zai)(zai)(zai)第五(wu)(wu)維(wei)度(du)上就要復(fu)雜許(xu)多。當黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)擴展(zhan)到第五(wu)(wu)維(wei)度(du),它就變成(cheng)“黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)弦(xian)(xian)(xian)”。和正常的(de)(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)不(bu)(bu)同,黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)弦(xian)(xian)(xian)很不(bu)(bu)穩定(這(zhe)里忽略了四維(wei)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)其實最(zui)終(zhong)會(hui)(hui)蒸(zheng)發)。多個(ge)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)會(hui)(hui)串在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)根長長的(de)(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)弦(xian)(xian)(xian)上,和更遠的(de)(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)弦(xian)(xian)(xian)連(lian)在(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)起(qi),直到黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)弦(xian)(xian)(xian)完全(quan)折斷,留下一(yi)(yi)組黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)為止。這(zhe)些(xie)四維(wei)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)會(hui)(hui)并成(cheng)一(yi)(yi)個(ge)更大(da)的(de)(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)。最(zui)有趣的(de)(de)是(shi)(shi),根據(ju)現(xian)在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)模型,最(zui)終(zhong)的(de)(de)黑(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)(hei)洞(dong)(dong)(dong)是(shi)(shi)一(yi)(yi)個(ge)“裸”奇點(dian)。也(ye)就是(shi)(shi)說(shuo)它沒有被視界包(bao)圍,這(zhe)違背了宇(yu)宙(zhou)監督(du)(du)假(jia)設。因為視界會(hui)(hui)阻止任何事件從奇點(dian)中逃逸,所以(yi)任何奇點(dian)都應該被視界包(bao)起(qi)來(lai),以(yi)防奇點(dian)附近發生(sheng)的(de)(de)時空穿(chuan)越(yue)改變整個(ge)宇(yu)宙(zhou)的(de)(de)歷史。(譯(yi)(yi)者(zhe)(zhe)注:如(ru)果(guo)宇(yu)宙(zhou)監督(du)(du)假(jia)說(shuo)成(cheng)立,那么誰(shui)來(lai)負(fu)責確保天網恢恢,疏(shu)而(er)不(bu)(bu)漏任何“裸起(qi)點(dian)”呢?也(ye)許(xu)就是(shi)(shi)上帝、真主、我(wo)佛之(zhi)類(lei)的(de)(de)大(da)牛了。)

同時性的相對性

同(tong)時性的(de)(de)相對性是指,兩(liang)件事情同(tong)時發生與否是相對的(de)(de),取決(jue)于觀(guan)察(cha)者(zhe)所(suo)在的(de)(de)方位。這是奇(qi)特相對論的(de)(de)奇(qi)怪推(tui)論,對于不(bu)(bu)是發生在同(tong)一地方的(de)(de)任何事件都適用(yong)。比(bi)如(ru)(ru)說(shuo),如(ru)(ru)果(guo)在火星和金星各(ge)放一束煙(yan)花,某個(ge)方位的(de)(de)太空旅行(xing)者(zhe)可能(neng)(neng)會說(shuo)它們同(tong)時發生(如(ru)(ru)果(guo)兩(liang)束煙(yan)花的(de)(de)光線(xian)同(tong)時到(dao)達他的(de)(de)眼睛);另一個(ge)太空旅行(xing)者(zhe)可能(neng)(neng)會說(shuo)火星上的(de)(de)煙(yan)花先(xian)放;其他人也許會說(shuo)金星上的(de)(de)煙(yan)花先(xian)放。這是因(yin)為觀(guan)察(cha)者(zhe)所(suo)處的(de)(de)方位不(bu)(bu)同(tong)造成(cheng)了(le)他們看(kan)到(dao)煙(yan)花的(de)(de)順序不(bu)(bu)同(tong),從(cong)而導致他們的(de)(de)看(kan)法不(bu)(bu)同(tong)。所(suo)以每個(ge)觀(guan)察(cha)者(zhe)的(de)(de)看(kan)法都是相對的(de)(de),沒(mei)有(you)人是絕對正確的(de)(de)。

這(zhe)(zhe)樣(yang)一來(lai),可(ke)(ke)能會發生一些怪事。比如(ru)說,有人(ren)會先(xian)(xian)看到(dao)事件的結(jie)果(guo)再看到(dao)原因(yin)。(例(li)如(ru),先(xian)(xian)看到(dao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)彈(dan)爆炸(zha)(zha)(zha)(zha)再看到(dao)有人(ren)點燃引(yin)信。)不過除非跑得比光(guang)(guang)速還快,即使(shi)你(ni)先(xian)(xian)看到(dao)了結(jie)果(guo)也來(lai)不及(ji)去(qu)改變原因(yin)。這(zhe)(zhe)也是(shi)(shi)超光(guang)(guang)速旅行(xing)(xing)(xing)被認(ren)為是(shi)(shi)不可(ke)(ke)能的原因(yin)之一。因(yin)為這(zhe)(zhe)與時光(guang)(guang)穿越類似,你(ni)可(ke)(ke)以在(zai)結(jie)果(guo)發生后(hou)去(qu)改變原因(yin)。這(zhe)(zhe)毫(hao)無(wu)意義。(譯者注(zhu):如(ru)果(guo)你(ni)先(xian)(xian)看到(dao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)彈(dan)爆炸(zha)(zha)(zha)(zha),然(ran)后(hou)以超光(guang)(guang)速飛過去(qu)把引(yin)信給滅了。這(zhe)(zhe)樣(yang)一來(lai),炸(zha)(zha)(zha)(zha)彈(dan)就不會爆炸(zha)(zha)(zha)(zha)了,你(ni)又如(ru)何會看到(dao)炸(zha)(zha)(zha)(zha)彈(dan)爆炸(zha)(zha)(zha)(zha)?這(zhe)(zhe)也是(shi)(shi)為什么有人(ren)發明了平行(xing)(xing)(xing)世(shi)界,但是(shi)(shi)平行(xing)(xing)(xing)世(shi)界問題更多(duo),這(zhe)(zhe)里(li)就不跑題了。)

慣性系拖拽

愛因斯坦廣(guang)義(yi)相對論有(you)一(yi)(yi)個預(yu)測(ce)(ce)(ce):當一(yi)(yi)個巨大(da)的(de)(de)(de)物(wu)體(ti)移動(dong)時,會拖拽(zhuai)周圍的(de)(de)(de)時空(kong),從而拉著附(fu)近的(de)(de)(de)物(wu)體(ti)一(yi)(yi)起動(dong)。不(bu)管巨物(wu)是(shi)平移還(huan)是(shi)旋轉,都會如此(ci)。雖然這種效(xiao)(xiao)應非常微弱(ruo),但是(shi)已經被實驗(yan)證明確(que)實存在。2004年(nian)發起的(de)(de)(de)重力探測(ce)(ce)(ce)器(qi)B實驗(yan),就是(shi)為了測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)地球附(fu)近的(de)(de)(de)時空(kong)扭曲。雖然干擾(rao)源比預(yu)期要大(da),慣性(xing)系拖拽(zhuai)效(xiao)(xiao)應測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)不(bu)確(que)定性(xing)為15%。(譯者注:換句話(hua)說,慣性(xing)系拖拽(zhuai)效(xiao)(xiao)應存在的(de)(de)(de)可能(neng)性(xing)高達(da)85%。)進(jin)一(yi)(yi)步分析(xi)有(you)望更(geng)大(da)程度(du)上減少(shao)測(ce)(ce)(ce)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)不(bu)確(que)定性(xing)。

實(shi)際測(ce)量(liang)與預測(ce)結果非常接近(jin):由(you)于地(di)球旋轉的(de)(de)(de)(de)緣故,軌(gui)道上的(de)(de)(de)(de)探測(ce)器與地(di)球之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)距離每年拉近(jin)2米左右(you)。這純(chun)粹是由(you)于地(di)球的(de)(de)(de)(de)龐(pang)大體重(zhong)造(zao)成周圍的(de)(de)(de)(de)時(shi)空扭曲,從而產(chan)生的(de)(de)(de)(de)慣性系拖拽(zhuai)效(xiao)應(ying)所致(zhi)。但是探測(ce)器是感覺(jue)不到這種額外加速的(de)(de)(de)(de),因為(wei)探測(ce)器本身并沒有加速,而是它所在的(de)(de)(de)(de)時(shi)空拖拽(zhuai)所致(zhi)。這就像拉扯桌子(zi)底下的(de)(de)(de)(de)地(di)毯(tan),桌子(zi)會動(dong)(dong),但不是桌子(zi)自己(ji)在動(dong)(dong)。(譯者注:這與禪意 “不是風動(dong)(dong),而是心動(dong)(dong)”何(he)其類(lei)似。心扭曲了眼中(zhong)看到的(de)(de)(de)(de)時(shi)空倒(dao)影(ying),導致(zhi)時(shi)空倒(dao)影(ying)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)物體跟(gen)著一(yi)起波動(dong)(dong)。)

負能量

(譯者注:1. Casimir Plates卡(ka)西米爾盤(pan)子;2.Vacuum fluctuation,真空漲落)

理論上,絕(jue)對零(ling)(ling)(ling)度?273.15°C應(ying)該是能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)達到(dao)的(de)最(zui)低溫度,在此(ci)溫度下所有(you)粒(li)子(zi)(zi)(zi)運(yun)動完全停止(zhi)。但是因為(wei)(wei)在量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力學中(zhong),每個(ge)粒(li)子(zi)(zi)(zi)都有(you)被稱為(wei)(wei)“零(ling)(ling)(ling)點能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)”的(de)最(zui)低能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang);因此(ci)實(shi)際上你永遠無法把東西冷卻到(dao)絕(jue)對零(ling)(ling)(ling)度。更顯著(zhu)的(de)是:不(bu)但粒(li)子(zi)(zi)(zi)有(you)最(zui)低能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang),真空(kong)也有(you),即“真空(kong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)”。只(zhi)要做一(yi)個(ge)相當簡單的(de)實(shi)驗,就能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)證明(ming)“真空(kong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)”的(de)存在。在真空(kong)中(zhong)放(fang)入(ru)兩個(ge)金屬(shu)盤(pan)子(zi)(zi)(zi),讓它們靠(kao)攏,當盤(pan)子(zi)(zi)(zi)間(jian)(jian)(jian)的(de)距(ju)離縮(suo)小到(dao)一(yi)定程度時(shi),它們會自動吸附在一(yi)起(qi)。這是因為(wei)(wei)盤(pan)子(zi)(zi)(zi)間(jian)(jian)(jian)的(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)只(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)在特定頻率共振,而(er)盤(pan)子(zi)(zi)(zi)外的(de)真空(kong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)幾(ji)乎可以在任何頻率共振。由于盤(pan)子(zi)(zi)(zi)外的(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)要大于盤(pan)子(zi)(zi)(zi)間(jian)(jian)(jian)的(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang),盤(pan)子(zi)(zi)(zi)被擠(ji)壓(ya)在一(yi)起(qi)。盤(pan)子(zi)(zi)(zi)靠(kao)得越(yue)近,壓(ya)力越(yue)強。在約10納米(mi)間(jian)(jian)(jian)距(ju)的(de)時(shi)候,這種效(xiao)應(ying)(卡西米(mi)爾效(xiao)應(ying))會產生1個(ge)大氣壓(ya)的(de)壓(ya)力。因為(wei)(wei)盤(pan)子(zi)(zi)(zi)間(jian)(jian)(jian)的(de)真空(kong)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)要低于正常(chang)的(de)零(ling)(ling)(ling)點能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang),被稱為(wei)(wei)負能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)。負能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)有(you)一(yi)些不(bu)尋常(chang)的(de)屬(shu)性(xing)。

比方說,在(zai)(zai)負(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)真空(kong)中(zhong),光速要比在(zai)(zai)正(zheng)常(chang)真空(kong)中(zhong)快(kuai)。也就(jiu)(jiu)是(shi)說有一天(tian),我們(men)可(ke)能(neng)(neng)(neng)在(zai)(zai)類似(si)負(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)真空(kong)泡泡中(zhong)以(yi)超光速飛(fei)行(xing)。雖然(ran)理(li)論上(shang)可(ke)能(neng)(neng)(neng)存(cun)在(zai)(zai)可(ke)穿越(yue)的(de)(de)(de)(de)蟲洞(dong),但是(shi)蟲洞(dong)會在(zai)(zai)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)瞬間即刻消(xiao)失,無法保持打開(kai)的(de)(de)(de)(de)狀態。而負(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)卻可(ke)以(yi)用(yong)來頂(ding)住打開(kai)的(de)(de)(de)(de)可(ke)穿越(yue)蟲洞(dong)。負(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)還會導(dao)致(zhi)黑(hei)(hei)洞(dong)蒸發。真空(kong)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)常(chang)被(bei)(bei)各種理(li)論模型描述為(wei)(wei)突然(ran)產(chan)生(sheng)(sheng)和(he)湮沒(mei)的(de)(de)(de)(de)虛擬(ni)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)。因為(wei)(wei)只要粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)產(chan)生(sheng)(sheng)后馬上(shang)湮沒(mei)就(jiu)(jiu)不會違背能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)守恒定(ding)律。但是(shi),如果兩(liang)個(ge)(ge)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)(de)視界產(chan)生(sheng)(sheng),就(jiu)(jiu)有可(ke)能(neng)(neng)(neng)一個(ge)(ge)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)從(cong)黑(hei)(hei)洞(dong)中(zhong)逃(tao)逸,另(ling)一個(ge)(ge)卻掉了進去。這樣它(ta)們(men)就(jiu)(jiu)不可(ke)能(neng)(neng)(neng)消(xiao)失,兩(liang)個(ge)(ge)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)都(dou)變(bian)成負(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)。(譯者注,通(tong)常(chang)真空(kong)的(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)被(bei)(bei)認為(wei)(wei)是(shi)成對(dui)出現(xian)成對(dui)消(xiao)失。)當負(fu)(fu)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)掉進黑(hei)(hei)洞(dong),它(ta)會降低而不是(shi)增加(jia)黑(hei)(hei)洞(dong)的(de)(de)(de)(de)質量(liang)(liang)。隨(sui)著時(shi)間的(de)(de)(de)(de)推移,這樣的(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)會最終導(dao)致(zhi)黑(hei)(hei)洞(dong)完全蒸發。由于最初這個(ge)(ge)理(li)論是(shi)斯蒂芬-霍金(jin)(jin)提出的(de)(de)(de)(de),從(cong)黑(hei)(hei)洞(dong)中(zhong)逃(tao)逸的(de)(de)(de)(de)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)被(bei)(bei)稱(cheng)之為(wei)(wei)霍金(jin)(jin)輻射(she)。這是(shi)第(di)一個(ge)(ge)被(bei)(bei)接受(shou)的(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)論和(he)廣義相(xiang)對(dui)論的(de)(de)(de)(de)統一理(li)論,也是(shi)霍金(jin)(jin)迄今為(wei)(wei)止(zhi)最偉大的(de)(de)(de)(de)科(ke)學成就(jiu)(jiu)。

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標簽: 宇宙探索 百態趣聞
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