金山文学网 - 玄幻奇幻 - 走进不科学在线阅读 - 第1423节

第1423节

    比他更早的罗默在17世纪通过观察木星的日食时间确定了光速是有限的,因此米歇尔认为自太阳的光子在离开太阳时由于太阳的引力会减速。

    他的推测指出,如果太阳的直径是原来的500倍大,密度相同,那么它的质量将是10^8个太阳质量,重力会阻止光从太阳中逃逸。

    接着在1915年,爱因斯坦阐述了广义相对论,得到了引力如何影响光的协调理论。

    1916年。

    基于爱因斯坦场方程的史瓦西解问世。

    1939年。

    奥本海默证明了死亡恒星如果质量大于一个界限,就会无法对抗自身引力,形成无限密度的黑洞,也就是赫赫有名的奥本海默极限。

    至此,黑洞在数学和物理上的认知已经被推导到了一个不说多完美吧,至少相对成熟的区间。

    理论上来说。

    通过观测黑洞周围的引力效应,科学家们能够验证相对论的预测——例如光线弯曲和时空扭曲等等。

    另外通过观测黑洞吸积盘和喷流,物理界海可以研究高能物质在极端引力场中的行为,这几乎是等离子体与射电波相关的入门基石。

    当然了。

    以上这句话是站在后世角度来说的,眼下这个时期对于黑洞的认知与探索还非常的浅显。

    如今黑洞这个名称还没完全确定,除了黑洞之外,它还有黑星、暗星之类的别称。

    随后杨振宁的笔尖在自己画出来的圆形内部点了点,对徐云说道:

    “小徐,听你这意思……你认为黑洞里藏着新物理?”

    不同于此前宽泛的宇宙概念,杨振宁对于黑洞研究的价值还是比较清楚的——依旧是相对而言。

    徐云则很快点了点头:

    “杨先生,我认为这句话应该是个肯定句。”

    杨振宁面色不变,反问道:

    “那么证据呢?你应该知道,目前几乎所有有关黑洞的推导都是数学猜想而已。”

    “如果极端一点说,黑洞这玩意儿存不存在都讲不准呢。”

    “黑洞的存在本身尚且如此,就更别说它内部的物理状态了。”

    “除非你能给我一个它内部存在新物理的证据,否则我个人对于这个项目持保留意见。”

    徐云手指笃笃的在桌上敲了几下:

    “理论上的证据?还是要实际的现象?”

    杨振宁的语气依旧古井无波:

    “当然是前者足矣,后者你要是能拿的出来,我真就要怀疑你是外星驴成精了。”

    如今黑洞的迹象物理学界都没发现几样呢,如果想要叫徐云给出现象上的证据,那这显然有些强人所难了。

    况且在杨振宁看来。

    即便只是理论上的证据,徐云恐怕也拿不出来多少。

    毕竟这可和元强子模型不一样,元强子模型再怎么样超脱这个时代,也终究是依靠加速器的实验报告来构建的框架。

    黑洞这玩意儿如今八字没一撇,光靠数学和逻辑推导想要得出一些价值一般的成果不难,但颠覆性的成果就几乎没啥可能了。

    然而令杨振宁有些意外的是,过了片刻,徐云的声音却幽幽从对面传了过来:

    “杨先生,不瞒您说,这个证据……我还真拿得出来。”

    杨振宁顿时一怔,下意识道:

    “什么证据?”

    徐云又沉默一会儿:

    “比如说……黑洞这个系统之内……有熵存在。”

    熵?

    由于这年头电话信号不太好的缘故,杨振宁听到这个词的第一时间,并没有意识到徐云所指的是什么。

    但紧接着。

    哗啦——

    杨振宁整个便猛然从座位上站了起来,震惊的声音之大连外头的陆光达都有所感知:

    “你说什么?黑洞有熵??!!”

    徐云笃定的点了点头,接着又给自己话增加了几份重量:

    “准确来说,黑洞熵正比于黑洞的表面积。”

    十多秒钟后。

    从震惊中回过神的杨振宁想要平复一下情绪,却发现自己的脸颊都在微微颤抖:

    “……”

    实话实说。

    如果不是徐云此前展露出了很强的物理学功底,加之还有兔子官方为这通电话背书,这时候杨振宁估摸着都快掀桌了。

    黑洞有熵?

    这怎么可能?

    熵。

    这是一个热力学的概念,但在历史的发展中,各种因素造就了它非常丰富的内涵,进入了很多学科的视野。

    这个概念从定义上解释起来非常复杂,涉及到了香农、克劳修斯、玻尔兹曼等等,还包括了热力熵、信息熵、化学熵等等……

    但其实它也可以解释的很通俗:

    简单来说,熵代表了物质混乱程度。

    有卧室的同学应该都知道。

    在保持有人生活的情况下,自己的卧室要是不去收拾它,就会变得越来越混乱。

    最开始可能是衣服变得杂乱,接着是书本、智障、笔、数据线、快递箱开始出现在各个位置,最终变成一个狗窝。

    这里屋子混乱的定义就是熵,混乱程度越高,熵就越高,也就是所谓的熵增。

    熵减则是指在一个封闭系统中,系统的熵值随着时间的推移而减少——这在正常情况下是不可能的,除非你人工干预性的对你的卧室进行整理,否则房子它自己无法自洁。

    简洁明了.jpg。

    熵增概念同样在宇宙角度成立,物理学界公认宇宙的熵一直在增加,因为行星不停在变化:

    有的星球彼此相撞碎裂成小块,有的星球寿命终止变成了红巨星等等。

    但是……

    对于黑洞这玩意儿,很多学者的看法就不一样了:

    他们认为黑洞是不存在熵的。

    因为根据上面打扫屋子的举例,再复杂的东西被黑洞吞下去后“状态”都会变得简单,那么理论上来说这属于熵减的情况。

    可是熵减在独立系统中是不允许出现的情况,因此黑洞只能是【万无】状态——没有生命,没有光,没有熵。

    也就是所谓的幺正性原理。

    结果没想的是……

    徐云张口不但说黑洞有熵,而且居然还说黑洞熵正比于它的表面积?

    要知道。

    黑洞的表面积是不停在增大的,如果黑洞熵正比于表面积,那么岂不是说黑洞系统是熵增状态?

    想到这里。

    杨振宁忍不住再次深吸了一口气,强忍着驳斥异端的冲动,对徐云问道:

    “小徐,口说无凭,你的证据呢?”

    徐云抬头看了眼墙上的时间,不知不觉自己和杨振宁的聊天已经持续一个小时了:

    “杨先生,首先我们要明确一点,参数化一个黑洞,理论上来说只需要三个量。”

    “也就是质量m,电荷q和角动量j,这个没问题吧?”

    杨振宁点了点头:

    “嗯。”

    早先提及过。

    爱因斯坦场方程有个最早同时也是最有名的特解,叫做史瓦西解。

    这个解所描述的物体就是黑洞,其中黑洞的视距界限就是所谓的史瓦西半径,因此有部分黑洞也叫作史瓦西黑洞。

    史瓦西黑洞是静止的球对称黑洞,只有一个参数,即质量m,也是模型上最简单黑洞。

    接着在史瓦西黑洞的基础上,物理学家推导出了旋转的黑洞,也就是克尔-纽曼黑洞。

    它是q=0的克尔黑洞的推广,也是整个宇宙中最普遍的一种黑洞。

    根据克尔-纽曼线元显示,描述黑洞只需要质量m,电荷q和角动量j就行了。

    接着徐云静心听了听话筒对面的动静,很快,电话对头传来了一道‘嗒吧’声。

    这是杨振宁将笔放到桌面上的声音,代表着杨振宁已经写好了算式。

    于是徐云很快便又说道:

    “在这个基础上,当年罗伯特·杰勒西提出了一个驳斥广义第二定律的思想实验。”

    “也就是将一个物体缓慢的挪到黑洞视界处,并把它扔进了黑洞里头。”

    “这时可以发现,黑洞的熵并没有增加,而物质的熵减小了,因此广义熵在这一过程中是降低的。”

    杨振宁点了点头,这是一个非常有名的思想实验。