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宇宙学交响乐暨飞碟狂想曲(III)---广义相对论宇宙观
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宇宙学交响乐暨飞碟狂想曲(III)
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---经典与量子的协奏曲(2)
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宇宙学交响乐(第三乐章-2): 经典与量子的协奏曲(2)
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广义相对论宇宙观
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上回, 二傻和霍金讨论了恒星的归宿问题…霍金特别提到了天狼星边上的那颗白矮星…刚开始当人们发现天上最亮的恒星天狼星竟会发出有规律的电磁脉冲, 还以为是宇宙智能生物在跟咱联系呢!...后来人们发现天狼星其实是颗双星(其中一颗是很亮的正常恒星“天狼星A”, 另外一颗是很暗的白矮星 “天狼星B”)…由于白矮星和中子星的旋转速度都很快(因为它们半径很小, 而其角动量守恒, 可以想象一下花样滑冰者最后的高速旋转动作), 故其磁场将以很快频率周期性地面向地球---看上去就跟有人向我们发电报一样…
二傻当时向霍金问了三个问题:
[问题一]: 您怎么知道天狼星系的智慧生物(假如有的话)不会利用天狼星B强大的天然电磁波发生器, 通过适当的电磁波加码技术, 向宇宙发射智慧信息? (技术实现其实很简单, 比如在其拉格朗日点上, 放置一颗带有巨大反射面的卫星, 可以局部阻挡天狼星B的电磁波, 而反射面的启闭序列是可人为控制的…)
---霍金的回答是: “也许吧? 但需要对脉冲星的信号作更严格的分析…好象目前没发现什么特别的附加码(也许背景干扰太多)? 这属于科幻…哈哈!”
---二傻笑笑: “也许是因为这世界上已经有太多‘也许’了! 我们没时间去认真考虑这些“也许”…嘿嘿!”
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[问题二]: 如果所有恒星最后都炼成了钢铁(请参阅上篇文章: 宇宙学交响乐暨飞碟狂想曲(II)), 那我手上的金戒子哪来的?
---霍金的回答是: “我不太内行, 不过听他们说, 在恒星生命的最后阶段(比如说碳发生核聚变的阶段), 其反应是如此剧烈, 以致于整个恒星将发生爆炸式的膨胀…一边向外抛射大量物质(新星或超新星其实就是恒星临死前的大爆发!), 而同时恒星内核受到极大的压力…于是可以形成比铁还重的元素, 如黄金等…它们是给‘压’出来的, 而不是通过正常的核聚变‘合成’出来的…所以, 由于我们地球上有这么多比铁重的元素, 我们可以断定: 太阳系绝对不是第一代星系, 一定是经过上一代恒星临死大爆发后重新凝聚而成的第二代或第三代星系…”
---二傻大悟: “怪不得金子那么贵!原来是‘凤凰涅磐, 狱火重生’后的结晶啊…但是!...这个‘压出来’到底是什么意思啊?”
---霍金说: “问朗道去! 他是个全才…”
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[问题三]: 按照国际惯例, 恒星临死前大爆发后, 如果剩下的恒星核的质量较小, 将形成白矮星; 如果剩下的恒星核的质量较大, 将形成中子星; 如果剩下的恒星核的质量更大, 将形成“黑洞”(无限塌缩)…但是, 有没有形成 “夸克星”的可能? (正常的恒星的成份是原子/等离子体…白矮星是原子核周围的电子被挤到原子核里面的空隙中去了…中子星则是电子被进一步挤到原子核里的质子去了, 全部都是中子了…而中子号称是由三个夸克构成的!)
---霍金说: “您的意思是中子是否也会被巨大的引力压垮, 并释放出‘裸夸克’, 使恒星成为一堆‘夸克汤’? …可惜到目前为止, 我们都无法探测到‘裸夸克’, 因为存在所谓的“夸克禁闭”, 要产生‘裸夸克’的能量是无穷大!...”
---二傻笑问: “制造‘裸夸克’需要的无穷大和形成‘黑洞’的无穷大哪个更大? ”
---霍金突然生气了: “又来了! 自己问贝克莱大主教去!...”
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(请参阅二傻的文章: “科学中的鬼---无穷大和无穷小问题”)
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眼看着快要冷场, 奥本海默这时候及时出现了…
他气喘嘘嘘地说: “不好意思! 刚从曼哈顿(计划)赶回来…听说二傻来了, 只想跟你们说: 你们怎么还这么唯象脑袋? 您看见夸克了吗? 就使劲争论夸克汤的无穷大力量是否能对抗黑洞的无穷大力量问题…怎么不去思考广义相对论框架下的理解? 仔细思考一下光锥和事件视界, 无穷大问题其实是可以避免的! (注: 奥本海默在1939年第一个认真地在广义相对论理论框架下研究了黑洞的事件视界问题)”
霍金高兴地说: “差点忘了! 我们研究宇宙其实一直就有两种办法: 一种是粒子物理那样的唯象理论, 一种是广义相对论那样的形而上理论…如果从广义相对论来思考, 我根本就不用考虑恒星具体的塌缩过程, 也不用考虑最后的‘黑洞’里面到底是什么东东! ”
二傻佩服地说: “你的, 狡猾狡猾的!”
霍金笑道: “我和彭罗斯在1965-1970年间做的最重要的工作就是证明了: 如果广义相对论是对的, 宇宙中一定存在质量密度和时空曲率无穷大的‘奇点’…(这其实是霍金最重要的数学证明! 其它的如他的黑洞理论和宇宙大爆炸理论全部基于这个数学证明所带来的一系列头脑风暴…)”
二傻问: “真牛! 可是您说一定存在的时空‘奇点’在哪?”
霍金笑笑: “一种可能就是恒星无限塌缩之后的黑洞!...别问我夸克汤是否存在以及恒星为何一定会无限塌缩的问题, OK? …另一种可能是宇宙存在一个大爆炸(一切从奇点开始!)或宇宙最终将整体塌缩(一切回归于一个奇点)…”
二傻很担心地问: “您是否知道时空奇点的存在会造成信息的部分丢失或干脆完全丢失?! …您自己也知道, 科学只是一种数学模型, 其目的在于预测未来…如果您自己的理论证明自己的理论原则上无法预测未来, 它还是科学吗?”
只见霍金闷头喝茶, 一言不发…
奥本海默及时圆场: “哈哈! 这应该是哲学问题, 我们以后再聊, OK? 二傻应该仔细听听霍大侠关于黑洞(不管它是否存在)的具体研究, 比如他第一个说出了: 黑洞不黑…”
二傻不好意思地说: “俺就是抬杆行…其实俺最喜欢霍金了…那我们下面就讨论黑洞怎么就不黑的问题吧! 霍大侠说话呀?”
霍大侠看来情绪不高: “明天再说!”
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---------(未完待续)--------
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