第107章 黑洞宇宙
物理系,辦公室。
王文芳副教授正在批改大二學生們交上來的作業。
《大學物理》作為所有工科學生的必修課,王文芳也負責部分本科生的課堂教學工作。
「王教授?」
開著的辦公室的門,被年輕學生所敲響。
「是來交作業的嗎?」
看著來人有點面熟,王文芳以為是自己的學生。物理課是大班授課,絕大多數學生,王文芳都叫不出名字。
「不是,我是大一的,我們的物理課,要下個學期才開始。」
成興趕緊解釋。
「哦?那你找我.」
「是這樣,關於天文物理,我有些想法,想寫個論文,找您請教一下。」
受到了諸多刺激,再加上與雲麗溝通之後,得到了鼓勵。成興越想,越覺得自己的理論,有道理。所以一不二不休,準備將其變成文字,發表出來。
讓世人都能認識到自己的優秀。自己絕對不是什麼人的影子。
「你想發表論文?」
王文芳吃驚的看著,對方年輕的面貌。大一的學生,想發表論文?莫非
「你是陳泉吧!」
王文芳一拍桌子。「怪不得我覺得你面熟。經常能在報紙和電視上,看到你的消息。」
要是別人說想大一就發表論文,肯定是痴心妄想。
但是剛剛在MEMS領域,領銜發表了一系列論文的陳泉,顯然不在此列。更不要提,陳泉在高中階段,就拿過物理奧林匹克的金牌。
「我」
成興差點一口氣沒有上來。
「我不是陳泉!我是成興,檢測專業的學生。」
「噢。成興?你們兩個長得還真有點像。」
王文芳馬上失去了興趣,但她還是禮貌性的問了一句:「你為什麼想起發表論文了?」
雖然感知到對方的態度,從熱情到冷淡,但成興還是興高采烈的,把對雲麗說的那番話,講了一遍。
「嗯嗯.嗯.嗯.」
王文芳邊聽,邊點頭,算是給與鼓勵。
「我就想著,會不會是大爆炸理論,本身根本就是錯的。」
由於王教授一直是讚許的態度,成興的信心又慢慢回升。
「這些都是你自己想出來的?」
雖然王文芳的信息資料來源,更加廣泛,但成興的某些看法,她還是首次聽說,畢竟她不是搞天文方向。
「基本上都是。我只看過幾本科普雜誌,其他的資料,還沒有查過。」
「那可真不錯,不過.」
「不過什麼?」
成興心中升起一股不祥的感覺。
「對大爆炸理論,其實早就有人不滿。從大爆炸理論誕生的第一天起,就有人不停的攻擊。但光靠指責是沒有用的。」
常年與本科生打交道的王文芳,還是很有耐心的。「想推翻大爆炸理論,就需要更合理的替代性理論。而這種理論,我們目前並沒有。」
「有的。有的。我就有一套替代性理論。」
成興興奮得兩眼放光。
「哦?你有一套替代性理論?」
王文芳眯起了眼睛,再次打量起,眼前這位,由於陳泉的關係,有點面熟的面孔。「說說看!」
「您看啊,這是黑洞的示意圖。」
成興從包里拿出幾張早就畫好的白紙。
「按照傳統的理解,黑洞是一個星體,不斷被自身重力所吸引,不斷坍塌而形成的。
當坍塌不斷繼續,最終小於史瓦西半徑之後,坍縮還在繼續嗎?如果繼續坍縮,不就形成了黑洞裡面套黑洞的局面嗎?
如果不繼續坍縮,是什麼力量制止了坍縮?」
成興侃侃而談。
(史瓦西半徑,是任何具有質量的物質都存在的一個臨界半徑特徵值。物體的實際半徑小於其史瓦西半徑的物體被稱為黑洞。)
「有意思,接著說。」
王文芳沒有急於否定。畢竟成興所說的問題,是物理界的一個經典難題。
奇點之內的世界,沒有人可以解釋。
廣義相對論止於奇點。奇點之內,所有的物理定律一律失效。
愛因斯坦晚年,甚至因此否認了黑洞的存在。
「我還畫了個示意圖。」
成興又拿出了一張紙。紙上有一個大圓,圓中有個點A。
「我們現在假設,A點是個發光物體。根據黑洞原理,它所發出的光,都會最終指向黑洞中心。因為所有光都無法逃離黑洞引力。對吧。」成興在紙上,比比劃劃。
「對!」
王文芳來了興趣。
「根據光路可逆原理,如果我們把A點的發光物體換成觀察者,他看到的所有光線,實際上,都是從黑洞中心發射出來的。對不對?」
「嗯?.」
王文芳越來越有興趣了。「對!接著說!」
「在黑洞內部的觀察者A眼裡,他會發現,無論向哪一個方向望去,上,下,左,右,前方,後方,都是黑洞的中心!對黑洞內的生物來說,黑洞實際是把黑洞內部的空間,給包圍了!」
成興越講越興奮。
「也就是說,在黑洞內的空間結構里,是黑洞的引力,把內部的空間,支撐了起來。黑洞的引力,不再使物體吸引在一起,而是使他們分開。
在廣義相對論里,引力可以扭曲時空,在黑洞的內部,引力不僅是扭曲,而且塑造了時空。引力同時在所有方向上存在。黑洞也不再是三維概念上的一個點,它就是空間本身。」
「很有意思的假說。」
王文芳點頭讚許。「不過這個理論,跟你前面說的,大爆炸理論的一堆問題,有什麼關係?」
「我認為,我們現在的宇宙,就處在一個黑洞裡。」
「哦?」
王文芳聽過類似的黑洞宇宙假說。其核心觀點,即本宇宙,很多特徵,都滿足了構成黑洞的基礎條件。
果然,成興也把相同的觀點,搬了出來。
「按照宇宙中的總質量計算,我們可以推算出,本宇宙黑洞的史瓦西半徑為1500億光年,已經遠遠超過了可觀測宇宙的實際半徑460億光年。因此,我們的宇宙,就是處在一個黑洞裡。」
說完,成興用希望的目光,注視著王文芳,希望得到肯定的答覆。
「嗯」
王文芳沉思片刻,同時也是籌措語言。
多年跟本科生打交道的經驗,讓她不會直接去打消學生的積極性。
「你的那個黑洞引力的設想,說實話,是個很有趣的假說,但也僅僅是假說,因為我們無法去證實它。」
「噢?」
成興感到不妙。
「根據你的想法,如果我們的宇宙,本身就是個黑洞,同時也是閉合的三維空間,我們觀測到的宇宙,就不應該是平直的。但這與目前的觀測結果並不符合。」
(在平直空間的歐氏幾何中,任何三角形的內角之和都是180°。但是如果在球面上或曲率為正的曲面上,內角加起來將超過180°。而在雙曲面或曲率為負的曲面上,三角形內角加起來將小於180°。幾何測量方法的原理是,以觀測者作為一個頂點,再在空間選取2個點,構成一個三角形。如果我們能測出三條邊的邊長,在歐氏幾何中就可以確定這一具有唯一性的三角形,其頂角的大小就可以計算出來。另一方面,我們也可以通過直接觀測得到我們所在的頂角的大小,與計算值相比,就可以確定是否一致,還是更大或更小。
如果這個頂角的觀測值和計算值(真實值)相等,表明宇宙是平直的三維歐氏空間;如果觀測值大於計算值,則表明光線在一個正曲率面上穿行,即宇宙為球面;如果觀測值小於計算值,則表明宇宙是負曲率的雙曲面。)
「能不能,是因為當前宇宙的尺度過大,而我們的觀測工具,精度不足,即使空間是閉合的,我們也觀測不到?」
成興猜測。
「也許吧。誰知道呢?」
王文芳聳了聳肩。「但到目前為止,所有的觀測證據,對你的理論,是不利的。另外,你的理論,還解釋不了,哈勃紅移現象。宇宙是黑洞沒有問題,但為什麼這個黑洞會一直膨脹。而哈勃紅移現象正是大爆炸理論的最強支持點。」
(哈勃紅移現象:遠離我們的恆星發出的光的光譜會向紅色的一端移動,由哈勃證實。)
「可是大爆炸理論,有那麼多問題!」
成興試圖爭辯。
「大爆炸問題多,並不意味它是錯的。除非你能另闢蹊徑,把所有大爆炸理論解釋過的問題,全解釋一遍,這樣才有取代大爆炸理論的可能。」
「好吧,我回去再研究研究。」
成興沒有繼續頂牛。
這個宇宙紅移,他要仔細看看,到底是怎麼回事。
也許真的要去圖書館查查資料了。
「另外,大爆炸理論,解決的可不僅僅是宇宙膨脹這一個現象,它還解決了宇宙微波背景輻射問題。」
「什麼是宇宙微波背景輻射問題?」
「你看,你連宇宙微波背景輻射問題都不知道,就貿貿然的想否定大爆炸理論,是不是有些想當然了?」
「.」
成興被打擊得,有點說不出話來了。
「除了宇宙微波背景輻射問題,大爆炸還對很多現象有良好的解釋,例如宇宙中氫元素的豐度等。想推翻大爆炸理論,這些問題,都要給出替代解釋。」
「噢。明白了。」
成興徹底蔫了。
他甚至打算放棄了,直到王文芳教授的最後一句話:
「沒有關係,不是每個人,都能成為陳泉的。不要太過於執著一時得失,目前你的任務,還是認真學習,打好基礎。」
「明白。」
成興嘴上說明白,但心底重新燃起了鬥志。
就在他快要走出辦公室的時候,背後又傳來了王文芳的自言自語。「挺有靈氣的一個孩子,要是報物理專業就好了。可惜了。」
成興的腳下就是一凝,差點直接摔倒。
(本章完)