宇宙十大怪獸

我們的宇宙實(shí)在是太奇怪了。盡管諸如量子論叮阅、相對(duì)論和太陽(yáng)中心說(shuō)等前瞻性理論現(xiàn)已被普遍接受刁品。科學(xué)仍在繼續(xù)向我們展示浩姥,宇宙中還存在許多令人費(fèi)解的現(xiàn)象挑随。

1、高德的不完備定理(G?del’s incompleteness theorems)

高德的不完備定理更像是一組非常有趣的關(guān)于邏輯和哲學(xué)的數(shù)學(xué)定理勒叠,而不是嚴(yán)格意義上的科學(xué)兜挨。但是整體上,這些邏輯和哲學(xué)與科學(xué)密切相關(guān)缴饭。1931年暑劝,科特-高德證明了該定理:因?yàn)槿魏紊晕?fù)雜一點(diǎn)的邏輯體系都不可避免自我引用;所以對(duì)于給定的任意一組邏輯規(guī)則颗搂,除了最簡(jiǎn)單的之外担猛,總會(huì)存在無(wú)法判定(證明或證偽)的命題。這表明了世界上不存在能夠證明或證偽所有命題的終極數(shù)學(xué)體系。一個(gè)無(wú)法判定的命題可以被當(dāng)成是“我總是說(shuō)謊”的數(shù)學(xué)形式傅联。由于該命題引用了描述它的語(yǔ)言本身(譯者注:“我總是說(shuō)謊”有兩方面的意思先改,一方面是指命題要表達(dá)的內(nèi)容“我是一個(gè)愛(ài)說(shuō)謊的人”,另一方面也可以指描述它的語(yǔ)言“我說(shuō)‘我總是說(shuō)謊’是說(shuō)謊蒸走,其實(shí)我不是一個(gè)愛(ài)說(shuō)謊的人”)仇奶,所以永遠(yuǎn)無(wú)法知道這個(gè)命題的真假。盡管如此比驻,并不是只有自我引用的命題才是無(wú)法判定的该溯。高德的不完備定理的主要結(jié)論是,所有的邏輯體系都會(huì)存在無(wú)法證明或證偽的命題别惦。因此狈茉,所有的邏輯體系都不“完備”。

不完備定理的哲學(xué)含意廣為傳播掸掸。由于沒(méi)有一組規(guī)則能夠解釋所有可能的事件或結(jié)果氯庆,所以物理學(xué)上的“終極理論”是不存在的。同時(shí)扰付,這也說(shuō)明了“證據(jù)”是比“真相”更不靠譜的概念堤撵。這樣的想法令科學(xué)家們惴惴不安。因?yàn)檫@意味著世界上總會(huì)存在無(wú)法被“證據(jù)”證明的“真相”羽莺。由于不完備定理對(duì)計(jì)算機(jī)也一樣適用实昨,這也意味著我們的想法是不完備的。世界上有些想法我們永遠(yuǎn)無(wú)法明了禽翼,這包括我們的想法是否一致(比如說(shuō)屠橄,我們的理性是否包含錯(cuò)誤,自相矛盾)闰挡。這是因?yàn)楦叩碌牟煌陚涞诙ɡ肀硎救袂剑瑳](méi)有一種一致的理論能夠證明自己的一致性。這意味著长酗,沒(méi)有任何理智的人能證明自己沒(méi)有精神病溪北。同樣,如果一個(gè)體系證明自己是一致的夺脾,那么這就不是一個(gè)一致的體系之拨。任何自以為能證明自己沒(méi)精神病的人都是瘋子。(譯者注:有點(diǎn)像喝醉的人總是說(shuō)自己沒(méi)醉咧叭,自以為“舉世皆濁我獨(dú)醒”的屈原情何以堪蚀乔,無(wú)奈只能投江自盡了。自以為“才高八斗遇人不淑”的賈生多么落寞菲茬,不得不抱憾而終吉挣。)

2派撕、反物質(zhì)逆因果律(Antimatter Retrocausality)

顧名思義,反物質(zhì)與物質(zhì)正好相反睬魂。反物質(zhì)攜帶的質(zhì)量與物質(zhì)一樣但是電荷恰好相反终吼。約翰-惠勒和諾貝爾獎(jiǎng)得主理查德-弗雷曼,他們基于物理體系中時(shí)間應(yīng)該可以倒流的想法氯哮,提出了一種反物質(zhì)理論际跪。例如,我們的太陽(yáng)系軌道向后退應(yīng)該和向前進(jìn)遵守一樣的規(guī)律喉钢。有人因此提出姆打,反物質(zhì)只是時(shí)光倒流的普通物質(zhì)。這解釋了為什么反粒子會(huì)攜帶相反的電荷出牧。因?yàn)槿绻娮釉跁r(shí)光前進(jìn)的時(shí)候被排斥穴肘,那么在時(shí)光倒流的時(shí)候應(yīng)該被吸引。這也解釋了為什么物質(zhì)與反物質(zhì)會(huì)消失舔痕。這不是因?yàn)檎搅W訉?duì)沖同歸于盡;其實(shí)是同一個(gè)粒子停止后在時(shí)間維度上往回走豹缀。在真空中一對(duì)粒子產(chǎn)生并消失伯复,其實(shí)不過(guò)是同一個(gè)粒子在時(shí)間維度上一會(huì)兒往前進(jìn),一會(huì)兒往后倒邢笙,如此不停反復(fù)啸如,不死不休。

雖然這個(gè)理論的準(zhǔn)確性有待商榷氮惯,它的數(shù)學(xué)方案與其它更傳統(tǒng)的理論一樣叮雳。約翰-惠勒起初提出該理論時(shí)說(shuō),這也許回答了為什么宇宙中所有電子屬性相同的問(wèn)題妇汗。這個(gè)問(wèn)題之前常為人所忽略帘不。他表示,這是由于電子經(jīng)常從宇宙大爆炸與宇宙末日之間飛來(lái)飛去杨箭。雖然包含時(shí)光倒流寞焙,但是該理論的數(shù)學(xué)模型并不允許把信息帶回到過(guò)去。因?yàn)槟銦o(wú)法通過(guò)移動(dòng)反物質(zhì)來(lái)影響過(guò)去互婿,移動(dòng)它只會(huì)影響反物質(zhì)本身捣郊,即你的未來(lái)。(譯者注:這里實(shí)際上蘊(yùn)含了一個(gè)雙重否定慈参,因?yàn)榉次镔|(zhì)其實(shí)是時(shí)間軸上的反向物質(zhì)呛牲,它的過(guò)去就是你的未來(lái)。從某種程度上來(lái)說(shuō)驮配,這解釋了為什么歷史會(huì)重復(fù)自己的原因娘扩。這就好比回旋鏢尊勿,扔出去(普通物質(zhì))又轉(zhuǎn)回來(lái)(變成反物質(zhì))。)

3畜侦、宇宙弦(Cosmic Strings)

在大爆炸之后不久元扔,整個(gè)宇宙處于一片雜亂無(wú)章的混沌狀態(tài)之中。這意味著細(xì)微的變化和瑕疵并不會(huì)改變整個(gè)宇宙結(jié)構(gòu)旋膳。但是隨著宇宙不斷膨脹冷卻澎语,從無(wú)序變得有序,一個(gè)小小的波動(dòng)就足以造成巨大的變化验懊。

這就像是在地板上均勻地貼上瓷磚擅羞。如果有一塊瓷磚放歪了,其它瓷磚會(huì)跟著一起歪义图;這樣一來(lái)减俏,整條線上的瓷磚都沒(méi)放好。宇宙弦與此類似碱工,它是時(shí)空上狹長(zhǎng)的瑕疵帶娃承。大部分宇宙模型都有預(yù)測(cè)宇宙弦,比如弦理論里兩種互不相干的“弦”怕篷。如果宇宙弦存在历筝,每根弦都像質(zhì)子一樣小,密度卻極大廊谓。因此梳猪,一英里長(zhǎng)的宇宙弦可以和地球一樣重;但是它實(shí)際上沒(méi)有重力蒸痹,且僅在改變時(shí)空形態(tài)時(shí)才會(huì)影響四周的物體春弥。因此,宇宙弦本質(zhì)上不過(guò)是時(shí)空形態(tài)上的“皺紋(wrinkle)”叠荠。(譯者注匿沛,宇宙弦其實(shí)不是物質(zhì),而是物質(zhì)所處的時(shí)空中有瑕疵的部分蝙叛。也就是說(shuō)俺祠,我們所處的時(shí)空本身并非完美。這是不是說(shuō)像北緯30度借帘,以及生活中的靈異事件并非完全是無(wú)稽之談蜘渣。)

有人認(rèn)為宇宙弦長(zhǎng)得離譜,最長(zhǎng)可與上千銀河比肩肺然。事實(shí)上蔫缸,最近的觀察和模擬顯示宇宙弦之網(wǎng)絡(luò)貫穿整個(gè)宇宙。曾經(jīng)有人以為這是造成銀河組成超星系團(tuán)的原因际起,不過(guò)后來(lái)這種想法被拋棄拾碌。超星系團(tuán)由最長(zhǎng)可達(dá)10億光年的銀河“絲帶”(filament)組成吐葱。如果把兩根宇宙弦靠攏在一起,就會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的時(shí)空效應(yīng)校翔。有人曾經(jīng)展示它們可以用來(lái)穿越時(shí)空弟跑。宇宙弦還會(huì)產(chǎn)生無(wú)與倫比的至強(qiáng)引力波。現(xiàn)有的和待造的引力波探測(cè)器就是為它們準(zhǔn)備的防症。

4孟辑、量子隧穿(Quantum Tunneling)

(譯者注:1. classical physics: climbing the hill,經(jīng)典物理爬山坡蔫敲;2. quantum physics: "tunneling"static limit饲嗽,量子物理穿隧道。)

量子隧穿效應(yīng)是指粒子能夠穿過(guò)正常來(lái)說(shuō)它的能量不足以通過(guò)的障礙奈嘿。它能讓粒子通過(guò)不可逾越的物理障礙貌虾,或讓電子不用動(dòng)能就脫離原子核的吸引力。根據(jù)量子力學(xué)裙犹,任何粒子都有一定的可能出現(xiàn)在宇宙的任何地方尽狠。雖然粒子嚴(yán)重偏離既定軌道的概率極低。

盡管當(dāng)粒子遇到一個(gè)足夠小的障礙(約1-3納米寬)時(shí)伯诬,按常理是無(wú)法逾越的晚唇,但是實(shí)際上粒子直接穿過(guò)該障礙的可能性卻相當(dāng)顯著。海森堡的測(cè)不準(zhǔn)原理可以解釋此現(xiàn)象盗似。該原理表明我們能獲取的粒子信息總是有限的。(百度百科:測(cè)不準(zhǔn)原理表明一個(gè)微觀粒子的某些物理量(如位置和動(dòng)量平项,或方位角與動(dòng)量矩赫舒,還有時(shí)間和能量等),不可能同時(shí)具有確定的數(shù)值闽瓢,其中一個(gè)量越確定接癌,另一個(gè)量的不確定程度就越大。)粒子可以先從它所活動(dòng)的系統(tǒng)里“借來(lái)”能量穿過(guò)障礙扣讼,之后便失去“借來(lái)”的能量缺猛。

量子隧穿發(fā)生在許多的物理過(guò)程中,比如說(shuō)放射性衰變和太陽(yáng)上發(fā)生的核聚變椭符。它還被用于某些電子元件荔燎,甚至生物系統(tǒng)的酶身上。例如销钝,葡萄糖氧化酶是葡萄糖變成過(guò)氧化氫的催化劑有咨,在催化過(guò)程中包括一個(gè)完整氧原子的量子隧穿。量子隧穿還是掃描隧道電子顯微鏡的一大特色蒸健。這是第一種能夠拍攝和操作原子的顯微鏡座享。它通過(guò)測(cè)量精細(xì)探針的電壓變化而工作婉商。這是由于電子在穿越原子間的真空時(shí)(稱為“禁區(qū)”)會(huì)產(chǎn)生量子隧穿效應(yīng),促使探針在接近物體表面時(shí)發(fā)生電壓變化渣叛。這保證設(shè)備足夠靈敏丈秩,能夠生成分辨率極高的圖像。同時(shí)還可以通過(guò)在設(shè)備的探針上緩緩導(dǎo)入電流來(lái)移動(dòng)原子淳衙。

5蘑秽、科爾黑洞(Kerr Black Hole)

(譯者注:1. Ergosphere,能層滤祖;2. static limit筷狼,靜態(tài)極限;3. outer horizon匠童,外部視界埂材;4. inner horizon,內(nèi)部視界汤求;5. singularity俏险,奇點(diǎn)。)

大部分人熟悉的黑洞其實(shí)有一個(gè)更確切的名字:史瓦西黑洞(Schwarzschild black hole)扬绪。這種黑洞在外部有一個(gè)視界(event horizon)充當(dāng)有去無(wú)回的“極限點(diǎn)” (“point of no return”)竖独,在內(nèi)部則有一個(gè)密度無(wú)限大的奇點(diǎn)。它以卡爾-史瓦西( Karl Schwarzschild)命名挤牛。1915年莹痢,在愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論發(fā)布僅1個(gè)月后,史瓦西就為不旋轉(zhuǎn)的球形體找到了愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程的數(shù)學(xué)方案墓赴。盡管如此竞膳,直到1963年,數(shù)學(xué)家羅伊-科爾才發(fā)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)的球形體的相應(yīng)方案诫硕。因此坦辟,一個(gè)旋轉(zhuǎn)的黑洞被稱為科爾黑洞。它有一些不尋常的屬性章办。

科爾黑洞中心是不是奇點(diǎn)而是奇環(huán) - 由自身動(dòng)量維持的一維環(huán)形锉走。它有兩個(gè)視界(外部視界和內(nèi)部視界)以及一個(gè)橢圓形的能層(ergosphere)。由于慣性系拖拽效應(yīng)(frame dragging)藕届,在能層里面時(shí)空本身與黑洞一起以超光速旋轉(zhuǎn)挪蹭。當(dāng)通過(guò)外部視界進(jìn)入黑洞,空間路徑變成時(shí)間路徑翰舌。這意味著像史瓦西黑洞一樣嚣潜,科爾黑洞中心必然會(huì)產(chǎn)生奇點(diǎn)。但是穿過(guò)內(nèi)部視界椅贱,時(shí)間路徑又變回空間路徑懂算。唯一的區(qū)別是時(shí)空逆轉(zhuǎn)了只冻。這意味著奇環(huán)附近的重力變成往外推的排斥力。實(shí)際上计技,除非恰巧從黑洞中心線進(jìn)入喜德,否則根本就不可能進(jìn)入奇環(huán)。此外垮媒,多個(gè)奇環(huán)還可以通過(guò)時(shí)空互相連接舍悯,因此奇環(huán)可以充當(dāng)蟲(chóng)洞。不過(guò)除非是奇環(huán)旋轉(zhuǎn)得足夠快產(chǎn)生的裸奇點(diǎn)睡雇,否則無(wú)法從另一邊的黑洞出去萌衬。通過(guò)奇環(huán)可能進(jìn)入另一個(gè)時(shí)空,比如說(shuō)另一個(gè)宇宙它抱。在那里秕豫,你可以看到光從黑洞外面進(jìn)來(lái),卻看不到光從里面出去观蓄。你甚至有可能被帶到一個(gè)負(fù)宇宙(negative universe)上的“白洞”(white hole)混移。不過(guò)沒(méi)人知道這到底意味著什么。(百度百科:白洞是廣義相對(duì)論預(yù)言的一種與黑洞相反的特殊天體侮穿,是大引力球?qū)ΨQ天體的史瓦西解的一部分歌径。白洞僅僅是理論預(yù)言的天體,到現(xiàn)在還沒(méi)有任何證據(jù)表明白洞的存在亲茅。其性質(zhì)與黑洞正相反回铛。白洞有一個(gè)封閉的邊界。與黑洞不同的是克锣,白洞內(nèi)部的物質(zhì)(包括輻射)可以經(jīng)過(guò)邊界發(fā)射到外面去勺届,而邊界外的物質(zhì)卻不能落到白洞里面來(lái)。因此娶耍,白洞像一個(gè)噴泉,不斷向外噴射物質(zhì)和能量饼酿。)

6榕酒、真子(Geon)

正如著名的方程式 E=MC2 所示,能量與物質(zhì)緊密相連故俐。它們的聯(lián)動(dòng)效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生重力場(chǎng)想鹰。真子是一束電磁波或重力波,它的能量會(huì)產(chǎn)生重力場(chǎng)药版;且產(chǎn)生的重力場(chǎng)反過(guò)來(lái)又把電磁波或重力波本身約束在一定的空間內(nèi)辑舷。1955年,約翰-惠勒第一個(gè)著手研究真子槽片『位海惠勒猜測(cè)微觀真子和基本粒子之間可能存在連接肢础,甚至可能就是同一物體÷道“kugelblitz” (德語(yǔ) “球形閃電”)是一個(gè)更極端的例子传轰。當(dāng)強(qiáng)光聚攏中在一個(gè)點(diǎn)上,光能產(chǎn)生的重力變得如此之強(qiáng)谷婆,以致形成黑洞把光困在其中慨蛙。雖然沒(méi)有任何東西能阻止“kugelblitz” (德語(yǔ) “球形閃電”)的形成;但是由于真子會(huì)不可避免泄漏能量而衰退纪挎,現(xiàn)在大家認(rèn)為真子的形成只是暫時(shí)的期贫。不幸的是,這意味著惠勒的最初猜想是錯(cuò)誤的异袄,但目前還沒(méi)有足夠的證據(jù)能證明這一點(diǎn)通砍。 (譯者注:這個(gè)和波粒二象性有點(diǎn)關(guān)系,1905年隙轻,愛(ài)因斯坦提出了光電效應(yīng)的光量子解釋埠帕,人們開(kāi)始意識(shí)到光波同時(shí)具有波和粒子的雙重性質(zhì)。1924年玖绿,德布羅意提出“物質(zhì)波”假說(shuō)敛瓷,認(rèn)為和光一樣,一切物質(zhì)都具有波粒二象性斑匪。根據(jù)這一假說(shuō)呐籽,電子也會(huì)具有干涉和衍射等波動(dòng)現(xiàn)象,這被后來(lái)的電子衍射試驗(yàn)所證實(shí)蚀瘸。)

7狡蝶、黑弦 (Black String)

重力和其它基本作用力如電磁力之間的關(guān)系,是物理學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)最引人關(guān)注的奧秘之一贮勃。最早在1919年提出的一種理論認(rèn)為:如果宇宙增加一個(gè)維度贪惹,重力仍存在前四維中(三維空間+時(shí)間);但是其它基本作用力寂嘉,則由四維空間在第五維上卷起來(lái)而自然生成奏瞬。但是由于第五維度對(duì)我們而言是隱形的,既看不見(jiàn)也摸不著泉孩,所以它應(yīng)該是蜷曲起來(lái)的硼端。(譯者注:這里非常難以理解,我的想法是用降維的方法來(lái)想象寓搬。比如說(shuō)假設(shè)有一個(gè)完全靜止的三維空間珍昨,如果增加一個(gè)第四維度時(shí)間,把三維空間卷曲包裹起來(lái)。那么生活在三維空間里的人是看不到時(shí)間的镣典,而且三維空間里的一切變化其實(shí)都是由時(shí)間與空間卷曲自然引起的兔毙。)這個(gè)理論最終產(chǎn)生了弦理論,且迄今仍出現(xiàn)在大多數(shù)弦理論的核心分析中骆撇。

由于第五維度極小瞒御,只有像粒子一樣的微型物體才能在上面移動(dòng)。又由于第五維度是自我蜷曲的神郊,這些微粒最終又會(huì)轉(zhuǎn)回初始位置肴裙。(譯者注:類似于圓周運(yùn)動(dòng),周而復(fù)始)但是黑洞在第五維度上就要復(fù)雜許多涌乳。當(dāng)黑洞擴(kuò)展到第五維度蜻懦,它就變成“黑弦”。和正常的黑洞不同夕晓,黑弦很不穩(wěn)定(這里忽略了四維黑洞其實(shí)最終會(huì)蒸發(fā))宛乃。多個(gè)黑洞會(huì)串在一根長(zhǎng)長(zhǎng)的黑弦上,和更遠(yuǎn)的黑弦連在一起蒸辆,直到黑弦完全折斷征炼,留下一組黑洞為止。這些四維黑洞會(huì)并成一個(gè)更大的黑洞躬贡。最有趣的是谆奥,根據(jù)現(xiàn)在的模型,最終的黑洞是一個(gè)“裸”奇點(diǎn)拂玻。也就是說(shuō)它沒(méi)有被視界包圍酸些,這違背了宇宙監(jiān)督假設(shè)。因?yàn)橐暯鐣?huì)阻止任何事件從奇點(diǎn)中逃逸檐蚜,所以任何奇點(diǎn)都應(yīng)該被視界包起來(lái)魄懂,以防奇點(diǎn)附近發(fā)生的時(shí)空穿越改變整個(gè)宇宙的歷史。(譯者注:如果宇宙監(jiān)督假說(shuō)成立闯第,那么誰(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)確保天網(wǎng)恢恢市栗,疏而不漏任何“裸起點(diǎn)”呢?也許就是上帝咳短、真主肃廓、我佛之類的大牛了。)

8诲泌、同時(shí)性的相對(duì)性 (The relativity of simultaneity)

同時(shí)性的相對(duì)性是指,兩件事情同時(shí)發(fā)生與否是相對(duì)的铣鹏,取決于觀察者所在的方位敷扫。這是奇特相對(duì)論的奇怪推論,對(duì)于不是發(fā)生在同一地方的任何事件都適用。比如說(shuō)葵第,如果在火星和金星各放一束煙花绘迁,某個(gè)方位的太空旅行者可能會(huì)說(shuō)它們同時(shí)發(fā)生(如果兩束煙花的光線同時(shí)到達(dá)他的眼睛);另一個(gè)太空旅行者可能會(huì)說(shuō)火星上的煙花先放卒密;其他人也許會(huì)說(shuō)金星上的煙花先放缀台。這是因?yàn)橛^察者所處的方位不同造成了他們看到煙花的順序不同,從而導(dǎo)致他們的看法不同哮奇。所以每個(gè)觀察者的看法都是相對(duì)的膛腐,沒(méi)有人是絕對(duì)正確的。

這樣一來(lái)鼎俘,可能會(huì)發(fā)生一些怪事哲身。比如說(shuō),有人會(huì)先看到事件的結(jié)果再看到原因贸伐。(例如勘天,先看到炸彈爆炸再看到有人點(diǎn)燃引信。)不過(guò)除非跑得比光速還快捉邢,即使你先看到了結(jié)果也來(lái)不及去改變?cè)蚋俊_@也是超光速旅行被認(rèn)為是不可能的原因之一。因?yàn)檫@與時(shí)光穿越類似伏伐,你可以在結(jié)果發(fā)生后去改變?cè)虺杞_@毫無(wú)意義。(譯者注:如果你先看到炸彈爆炸秘案,然后以超光速飛過(guò)去把引信給滅了砰苍。這樣一來(lái),炸彈就不會(huì)爆炸了阱高,你又如何會(huì)看到炸彈爆炸赚导?這也是為什么有人發(fā)明了平行世界,但是平行世界問(wèn)題更多赤惊,這里就不跑題了吼旧。)

9、慣性系拖拽 (Frame Dragging)

愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論有一個(gè)預(yù)測(cè):當(dāng)一個(gè)巨大的物體移動(dòng)時(shí)未舟,會(huì)拖拽周圍的時(shí)空圈暗,從而拉著附近的物體一起動(dòng)。不管巨物是平移還是旋轉(zhuǎn)裕膀,都會(huì)如此员串。雖然這種效應(yīng)非常微弱,但是已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)證明確實(shí)存在昼扛。2004年發(fā)起的重力探測(cè)器B實(shí)驗(yàn)寸齐,就是為了測(cè)量地球附近的時(shí)空扭曲。雖然干擾源比預(yù)期要大,慣性系拖拽效應(yīng)測(cè)量的不確定性為15%渺鹦。(譯者注:換句話說(shuō)扰法,慣性系拖拽效應(yīng)存在的可能性高達(dá)85%。)進(jìn)一步分析有望更大程度上減少測(cè)量的不確定性毅厚。

實(shí)際測(cè)量與預(yù)測(cè)結(jié)果非常接近:由于地球旋轉(zhuǎn)的緣故塞颁,軌道上的探測(cè)器與地球之間的距離每年拉近2米左右。這純粹是由于地球的龐大體重造成周圍的時(shí)空扭曲吸耿,從而產(chǎn)生的慣性系拖拽效應(yīng)所致祠锣。但是探測(cè)器是感覺(jué)不到這種額外加速的,因?yàn)樘綔y(cè)器本身并沒(méi)有加速珍语,而是它所在的時(shí)空拖拽所致锤岸。這就像拉扯桌子底下的地毯,桌子會(huì)動(dòng)板乙,但不是桌子自己在動(dòng)是偷。(譯者注:這與禪意 “不是風(fēng)動(dòng),而是心動(dòng)”何其類似募逞。心扭曲了眼中看到的時(shí)空倒影蛋铆,導(dǎo)致時(shí)空倒影中的物體跟著一起波動(dòng)。)

10放接、負(fù)能量 (Negative Energy)

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

理論上纠脾,絕對(duì)零度?273.15°C應(yīng)該是能達(dá)到的最低溫度玛瘸,在此溫度下所有粒子運(yùn)動(dòng)完全停止。但是因?yàn)樵诹孔恿W(xué)中苟蹈,每個(gè)粒子都有被稱為“零點(diǎn)能量”的最低能量糊渊;因此實(shí)際上你永遠(yuǎn)無(wú)法把東西冷卻到絕對(duì)零度。更顯著的是:不但粒子有最低能量慧脱,真空也有渺绒,即“真空能量”。只要做一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)菱鸥,就能證明“真空能量”的存在宗兼。在真空中放入兩個(gè)金屬盤子,讓它們靠攏氮采,當(dāng)盤子間的距離縮小到一定程度時(shí)殷绍,它們會(huì)自動(dòng)吸附在一起。這是因?yàn)楸P子間的能量只能在特定頻率共振鹊漠,而盤子外的真空能量幾乎可以在任何頻率共振篡帕。由于盤子外的能量要大于盤子間的能量殖侵,盤子被擠壓在一起。盤子靠得越近镰烧,壓力越強(qiáng)。在約10納米間距的時(shí)候楞陷,這種效應(yīng)(卡西米爾效應(yīng))會(huì)產(chǎn)生1個(gè)大氣壓的壓力怔鳖。因?yàn)楸P子間的真空能量要低于正常的零點(diǎn)能量,被稱為負(fù)能量固蛾。負(fù)能量有一些不尋常的屬性结执。

比方說(shuō),在負(fù)能量真空中艾凯,光速要比在正常真空中快献幔。也就是說(shuō)有一天,我們可能在類似負(fù)能量的真空泡泡中以超光速飛行趾诗。雖然理論上可能存在可穿越的蟲(chóng)洞蜡感,但是蟲(chóng)洞會(huì)在產(chǎn)生的瞬間即刻消失,無(wú)法保持打開(kāi)的狀態(tài)恃泪。而負(fù)能量卻可以用來(lái)頂住打開(kāi)的可穿越蟲(chóng)洞郑兴。負(fù)能量還會(huì)導(dǎo)致黑洞蒸發(fā)。真空能量常被各種理論模型描述為突然產(chǎn)生和湮沒(méi)的虛擬粒子贝乎。因?yàn)橹灰W釉诋a(chǎn)生后馬上湮沒(méi)就不會(huì)違背能量守恒定律情连。但是,如果兩個(gè)粒子在黑洞的視界產(chǎn)生览效,就有可能一個(gè)粒子從黑洞中逃逸却舀,另一個(gè)卻掉了進(jìn)去。這樣它們就不可能消失锤灿,兩個(gè)粒子都變成負(fù)能量挽拔。(譯者注,通常真空的粒子被認(rèn)為是成對(duì)出現(xiàn)成對(duì)消失衡招。)當(dāng)負(fù)能量粒子掉進(jìn)黑洞篱昔,它會(huì)降低而不是增加黑洞的質(zhì)量。隨著時(shí)間的推移始腾,這樣的粒子會(huì)最終導(dǎo)致黑洞完全蒸發(fā)州刽。由于最初這個(gè)理論是斯蒂芬-霍金提出的,從黑洞中逃逸的粒子被稱之為霍金輻射浪箭。這是第一個(gè)被接受的量子論和廣義相對(duì)論的統(tǒng)一理論穗椅,也是霍金迄今為止最偉大的科學(xué)成就。

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