松鼠会

2016-05-04 22:39
课堂内外(高中版) 2016年4期
关键词:瘦子引力波本能

5年前,“诺贝尔哥”郭英森在电视节目中宣称自己发现了引力波遭到群嘲,这事儿却在2016年峰回路转,媒体舆论纷纷认为主持人和科学家应该给郭英森一个道歉。不仅中国,全世界的物理学界都沸腾了,传说中的引力波终于被探测到了。物体的速度和位置不同,它的时间流逝也就跟别人不一样,就像是电影《星际穿越》里的描述,在大质量星球附近,时间的流逝就比别人慢很多。假以时日,在引力波的影响下,瘦子到了放学时间,胖子还在上晚自习——《论减肥的重要性》。

吐槽

当宇宙有了本能

在此提两个问题,看大家能否回答。

假设我制造了一根超过1光年的笔直的长杆子,也就是说光从一头走向另一头需要1年的时间,如果在这个过程中我用锤子向光传递的方向敲打长杆子,那么光的前行速度加持杆子振动传导的速度是不是就超光速了?

在一辆轿车的顶上加一根铁架子,在其前沿悬挂一块巨大无比的磁铁,那么该轿车是否会因为磁力而向前行驶?

如果你认为以上两种方案切实可行,那么,你已经具备民间科学家的思维。

什么是民间科学家?他们满口新名词和科学术语,却逻辑混乱、不知所云,他们性格偏执、难以沟通,却坚信自己的“科学发现”具有重大的价值和意义。

他们的生存方式和精神状态令人困惑,耗费了大量油墨、纸张、硬盘和网络空间,在科学的各个领域进行着顽强的钻研和拼搏。在物理学领域,他们关注相对论、量子论、宇宙论,热衷于研发永动机;在数学领域,他们组成了一支数量庞大的哥德巴赫猜想破解队伍;还有一些人致力于进化论、地学和心理学等方面的狂想。

《永动机与哥德巴赫猜想》的作者田松,曾经负责过民间科学家的接待工作,对这个群体有着切身的体验和了解:“他们将只能拥有一次的人生耗在不可能完成的任务上,这是一种人生的悲剧,所以我很同情,但我不支持也不认同他们的做法。我希望‘民间科学爱好者能认识到我所说的,但是说实话,我对此也不抱希望,因为他们的一大特点就是不能交流。”

编辑部曾经收到过一封电邮,发件人在信中宣称自己发明了一种全新的宇宙创始理论——宇宙本能论。这一理论可拳打爱因斯坦,脚踩霍金,鸟瞰一众物理学家。

宇宙本能论到底有多厉害呢?地球围绕太阳转,月球围绕地球转,太阳在银河系里瞎混,都不是因为引力或相对论,而是宇宙的本能!

什么?宇宙还能有本能?这是文艺片的世界吗?宇宙被人格化了是几个意思?难道真如多年前古天乐的一部戏,这世间万物都只是梵天的一场梦?

某编辑不得不在回复邮件中指出:你的理论无法提供观测依据。什么叫观测依据呢?在天文学中,一个理论的落实就是一个观测结果,比如爱因斯坦提出广义相对论之后,一群天文学家真的用望远镜发现重力扭曲了光的传播路径。

时空原来并不空

话说从前,宇宙中有两个黑洞,有一天不知道因为啥事给杠上了。黑洞大家都熟悉,超大质量星球,性格超烂,引力超强,吃啥啥不剩,堪称宇宙中的黑老大。

两个黑洞盯着对方旋转试探,越转越近,最后终于扭打在了一起。他俩打成什么样我们先不管,主要是这个慢慢接近的过程,一股杀气以光速发散了出去,这就是引力波!

在地球上,如果两个胖子撞在一起,最先受伤的可能是旁边看热闹的瘦子,因为胖子震动了空气,空气震倒了瘦子。可是宇宙中没有空气,这股杀气怎么传递呢?

牛顿在一颗苹果树下被砸中了,于是他得出了一个结论——万有引力。万有引力揭示了一个宇宙真理,吨位决定地位。可是,爱因斯坦站出来实名反对:根本就没有什么引力,是胖子太胖,扭曲了时空,瘦子自己站不住,溜过来的。

当时小伙伴就惊呆了,以前大家以为时空真的就是空,没想到这时空也是个东西,居然还可以扭曲。质量会造成时空的扭曲,简单地说,这就是广义相对论。

爱因斯坦认为,宇宙中其实充满着“时空”这种东西,两个黑洞散发的杀气扭曲了时空,并且一波一波地散开,这就是引力波的传播。水波扭曲的是水,声波扭曲的是空气,引力波扭曲的是时空。

本来大家都觉得时间很公平,对谁都一样。牛顿的那些理论,就是建立在绝对时间和绝对空间的基础上。但爱因斯坦又出来打脸,每个人都有自己的时间。简单说来,光速是绝对的,时间和空间是相对的,这就是狭义相对论。

引力波可以扭曲时间和空间,所以当它穿过的时候,时空会抖动。你也是时空的一部分,自然也会跟着抖动,可是你不一定感受得到,因为你太微弱了。

13亿年前,一个36个太阳质量的黑洞与29个太阳质量的黑洞打了一架,然后变成了一个62个太阳质量的黑洞。36+29=65,还有3个太阳质量跑哪里去了?这次撞击太过激烈,这3个太阳质量被转化成了能量——也就是引力波,给释放了出去。这些引力波大约走了13亿年,终于抵达了地球,然后被一个叫LIGO的探测设备给捕捉到了。

LIGO探测设备的原理,就是利用L型的两个臂确定空间距离,一旦发生形变,就说明引力波引起了空间扭曲。

爱因斯坦在1916年就提出了广义相对论,广义相对论中的许多预言被一一证实,唯独引力波没谱儿,于是有科学家质疑引力波的存在性。现在,引力波被证实,不仅证明了爱因斯坦的伟大,更为宇宙这门广阔的科学打开了新的一页,许多超级疑难问题,诸如宇宙弦、黑洞、中子星等问题都会得到进一步研究。

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