《柔软的宇宙》(原宇宙大爆炸)

《柔软的宇宙》(原宇宙大爆炸)

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《柔软的宇宙》(原宇宙大爆炸) episodes

  • 17.星际穿越

    霍金很爱打赌。他号称有三大爱好,物理学这是职业。摇滚乐是业余爱好。毕竟英国是摇滚的重要国度。还有个爱好就是打赌。

    1975年,他跟索恩就打过赌。那时候刚好发现了天鹅座X1。这是一个非常强烈的X线辐射源。能够喷射出高能的X射线和伽马射线。这是一个双星系统,一个天体疯狂的从隔壁邻居身上偷吃气体。因此会发出强烈的辐射。大概距离我们6000光年。霍金就打赌,这个X1不是黑洞。索恩就说是黑洞。输了,那就要给索恩买一年的《阁楼》杂志。霍金其实内心是希望X1就是个黑洞。那他为啥要打赌不是黑洞呢。霍金是这么盘算的,要是X1的确是黑洞,那么自己的理论就赢了。就算给索恩订一年的杂志也不算亏。要是自己打赌赢了,X1的确不是黑洞,那么能获得索恩给订一年的《私家侦探》杂志,也不错。算是经济学里面的对冲概念。可见霍金不仅仅是物理学玩儿的棒。经济头脑也不差。改行当对冲基金经理估计都干的不会差。所以呢,我们会发现,霍金打赌往往是反的。他希望存在黑洞,那么他跟人打赌必定是堵黑洞不存在。这样怎么地都不输。

     

    这个赌约一直到了1990年才有比较确定的证据证明,X1就是黑洞。于是话负前言。1990年霍金到南加州大学演讲,当时索恩人在莫斯科,于是霍金大张旗鼓地闯入索恩的办公室,把当年的赌据翻出来印上拇指印表示认输。霍金给索恩订阅了一年的《阁楼》杂志。因为是本色情杂志。索恩的夫人还老大的不乐意。

    第二次是打赌黑洞会不会有裸奇点,霍金说不会有。后来人家证明黑洞蒸发的时候,有可能剩下一个裸奇点。霍金耍赖不干了。他说这个裸奇点是量子力学的裸奇点,跟那个广义相对论的裸奇点不是一回事儿。他想赖账。后来赖账不成,老老实实认输了事。堵住是
    100英镑外加一件衣服,霍金给弄了件体恤衫送去,衣服上还给写上字,“大自然讨厌裸奇点”。说白了还是犟嘴。
    23 min
  • 17.星际穿越
    霍金很爱打赌。他号称有三大爱好,物理学这是职业。摇滚乐是业余爱好。毕竟英国是摇滚的重要国度。还有个爱好就是打赌。
    1975年,他跟索恩就打过赌。那时候刚好发现了天鹅座X1。这是一个非常强烈的X线辐射源。能够喷射出高能的X射线和伽马射线。这是一个双星系统,...
    23 min
  • 16.真空不空

    霍金通过广义相对论和数学,计算出了一个结果。那就是黑洞视界的表面积只能增大不能减小。推而广之就是说,你把两个黑洞合并,那没问题。因为两个黑洞合并以后,视界的表面积是增大的。比单独的两个黑洞表面积加起来要大。你想把一个黑洞拆成俩,那你死了这份儿心吧。这是做不到的。这就是黑洞的面积定理。

    面积定理一提出,普林斯顿大学的贝更斯坦就坐不住了。他就发觉,这东西有意思。物理学的过程一般的都是可逆的。不可逆的过程只有一个熵。热力学第二定律,发现我们的整个绝热系里面,总熵是只增加不减少的。不论里面发生啥事儿。一杯热水,慢慢的变冷。其实是热量从水里面,流向了周围的空气,热量扩散了。扩散以后,总的熵是增加的。贝更斯坦就怀疑,这个黑洞的表面积,跟熵是有关系的。他就跟他的导师惠勒讨论这个问题。惠勒也很支持他的想法。惠勒给他举例子。一杯开水,很热。扔进黑洞里面,啥都没了。整个宇宙里面,平白无故的,这一杯水所含的熵,没了。这不是违反热力学第二定律的吗?贝更斯坦说,对啊,这不可能啊。我想应该是这样的。虽然那杯开水的熵没了,但是黑洞因为吃了这杯水。质量增大了。黑洞的表面积增加了。假如黑洞的表面积就是熵,那么这一切就都说的通了。整个宇宙的熵,就并没有减少。一倍热水的熵,换来了黑洞的表面积增加。

    贝更斯坦大受启发。有熵,必定有温度。那么黑洞有温度吗?有温度必定有辐射,那么黑洞又辐射吗?貌似史瓦西黑洞是死透了的黑洞,不可能再有任何活动了。这不是有矛盾了吗?要是有辐射,那岂不是诈尸了?
    23 min
  • 16.真空不空
    霍金通过广义相对论和数学,计算出了一个结果。那就是黑洞视界的表面积只能增大不能减小。推而广之就是说,你把两个黑洞合并,那没问题。因为两个黑洞合并以后,视界的表面积是增大的。比单独的两个黑洞表面积加起来要大。你想把一个黑洞拆成俩,那你死了这份儿心吧。这是...
    23 min
  • 15.一条道走到黑

    有关大爆炸理论,苏联人是有不同意见的。到底大爆炸的时候,奇点有没有呢?是否存在呢。黑洞里面那个奇点是不是存在呢?苏联人认为不一定。因为苏联人认为,为了解开爱因斯坦的宇宙学方程,不得不求助于对称性。爱因斯坦方程非常难解。天下哪有那么好的对称性啊。你怎么能保证恒星塌缩就会塌成一个点呢?史瓦西黑洞哪有那么圆啊。这都是理想状况。大爆炸也未必有奇点。有奇点的大爆炸是个特例。

    这时候就该彭罗斯上场了。彭罗斯用数学证明了,黑洞是必定有奇点的。因为哪怕塌缩的那个恒星是不圆的,但是在塌缩的过程中,随着引力波的扫荡,这个天体会越来越圆,最后准确的汇聚成一个点。也就是史瓦西黑洞之中必定有一个奇点。这搞的苏联人灰溜溜的,后来
    1970年,他们承认自己搞错了,彭罗斯是对的。彭罗斯的研究给了霍金很大的启发。霍金就发现,塌缩成黑洞的过程,你把它反过来,就跟大爆炸理论是一致的。爱因斯坦宇宙方程的这两个奇葩的解,其实是有内在联系的……
    23 min
  • 15.一条道走到黑
    有关大爆炸理论,苏联人是有不同意见的。到底大爆炸的时候,奇点有没有呢?是否存在呢。黑洞里面那个奇点是不是存在呢?苏联人认为不一定。因为苏联人认为,为了解开爱因斯坦的宇宙学方程,不得不求助于对称性。爱因斯坦方程非常难解。天下哪有那么好的对称性啊。你怎么能...
    23 min
  • 14.大耳朵的发现
    到了60年代,无线电领域的成就已经今非昔比了,卫星通讯也要提上议事日程了。那就需要更大的天线,更加灵敏的接收器。1964年,美国贝尔实验室的工程师彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊架设了一台喇叭形状的天线,用以接受“回声”卫星的信号。为了检测这台天线的噪音性能,他们将天线对准天空方向进行测量。这台天线非常巨大,人甚至可以钻到天线里面的一个小房间去工作。可见这个天线有多大。


    他们就纳了闷儿,这个天线始终有孜孜拉拉的噪音。怎么也去不掉。难道是旁边纽约市造成的杂音信号?调整天线对着山下纽约市方向,没变化。并没有增强。对着天上,也还是一样。他们觉得这是天线自己的问题,因为不随角度变化。后来他们终于发现了。有鸽子在天线里面搭了个窝。生了一窝的蛋。还有一堆的鸽子粪。他们后来写论文的时候,没好意思写鸽子粪,写的是鸽子的白色分泌物。他们一看,这还了得,办暂住证了吗?那时候保护动物的概念就已经深入人心了。这一窝鸽子还不能动。你要强拆,人家保护动物的人士不答应啊。怎么办呢。找动物保护人员,把这一窝的鸽子还有鸽子蛋全都移走。他们彻底把天线打扫了一遍,因为脏东西也会带来噪音的。当然是越干净越好。他们折腾了一个溜够。心想这下可完事儿了吧。结果一开机,孜孜拉拉的噪音又来了。他俩哭的心都有了。这是怎么回事儿啊?


    25 min
  • 14.大耳朵的发现
    到了60年代,无线电领域的成就已经今非昔比了,卫星通讯也要提上议事日程了。那就需要更大的天线,更加灵敏的接收器。1964年,美国贝尔实验室的工程师彭齐亚斯和罗伯特·威尔逊架设了一台喇叭形状的天线,用以接受“回声”卫星的信号。为了检测这台天线的噪音性能,他们将...
    25 min

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