2015年6月7日星期日

黑洞

宇宙为什么有那么多星星?星星到底是什么?

星星由物质组成。大量大量的物质组成大星星。小量的物质组成小星星。小量小量的物质组成小小星星。

越多物质的星星就越亮。越亮的星星,发光的时间就越短。O型的星星是最大型,是最亮的星星,拼命的燃烧发光,发光的时间不到一百万年。M型的星星最小型,慢慢的发光,可以发光200亿年以上。

发光完了的星星就死了吗?没有。物质的重力(地心吸力)把它们收缩成一小团很密,很紧,变成硬邦邦的黑物质,叫中子星。他们是黑的,但是能够被侦测,被发现。

有一种超级大星星,由大量大量大量大量的物质组成。他们发光的时间更短。发完光后,物质的地心吸力太大太大太大太大,拼命收缩成一小小小小团,所有的物质挤压得完全没有空间。这个极端的物体就是黑洞。

对着黑洞喊,它没有回音。

用灯光对着它照,一团黑,看不到一丝反光。

用大火力的原子炮轰它,发炮的人等到头都白了,原子炮一去不返,不见火花。

黑洞完全不能被侦测,它们不能被发现。所有的侦测信号会被黑洞吞噬,出不来。

黑洞很危险,它明明就在那里,可是就偏偏检测不到。

黑洞的理论在上个世纪中期被开发。同时期,地球上出现了很多星星儿。星星儿当中,有一些是黑洞星星儿。

我朋友一个6岁不到的女儿是典型的黑洞星儿。她妈妈说,三年来,砸在这女孩身上的钱,可以买一辆HONDA ACCORD。大小医院走了很多趟,语言治疗,感统治疗,技能治疗,特殊教育,一对一教学,甚至食物控制 - CASEIN FREE,GLUTEN FREE, 来个生物医疗,完全看不到进展。不会玩玩具,没有口语,没有叫过爸爸妈妈。她,确实是一个无底黑洞,吞噬了很多金钱和精力。

地球上有一个很特殊的奇人,1970年成名,专门研究宇宙的黑洞,他就是霍金先生 (STEPHAN HAWKING)。 这位无法操控肢体,需要用机器来帮助他说话的柏金森病患,40多年来,发表了很多篇有关黑洞的论文,受到学术界的最高的赞赏。

霍金先生其中一个论文是有关两个黑洞的结合。他以数学证明,结合后的黑洞的总面积,会比之前的没结合的黑洞大。即:A+ B = C, 则 C>A, C > B.

用我们能够了解的语言就是说,黑洞A有50 方尺的面积,黑洞B有50方尺的面积。A和B结合变成C,C大过50方尺。我们会觉得这么直觉的东西其实不必证明。连三岁的小孩也会这样子想。

其实,黑洞的世界不是我们一般人能够了解的世界。星星儿的世界,也是一般人不能了解的世界。总之,霍金先生当年的数学论证是相当了不起的一个创举。

霍金的黑洞一路以来都给人一种‘单程通车’的感觉。黑洞只有进去,而没有出来的。在2014年,霍金先生做了一个大转弯,推翻了他自己在过去建立的黑洞理论。他说,“我承认之前的错误,黑洞其实并不全黑。用量子力学的方法推算,它能释放能量。也就是说,黑洞能发出信息。”

量子力学这么厉害,让一直被抹黑的黑洞变成不再黑?

黑洞这个宇宙现象是大尺度的现象,衡量的尺度都是用百万,千万,甚至是亿万的。而量子力学所套用的是微细的粒子世界,是0.000000001米以下的微细尺度。在微细的量子世界里,物质不再是单纯的物质:物质同时是波动,也是能量。在微细的量子尺度里,我们无法同时知道物质的位置和当下的运动情形。简单说,人类日常的知识,完全不能在量子的世界套用。

霍金先生融合了两种极端的知识,给黑洞一个全新的面貌。

最近有新发展,有人给黑洞星星儿训练,用手指点击平板电脑,让这些不说话的孩子以书写的方式沟通。台湾的宇宁身心疗所,有一位叫许美云的心理师说,“我们以为这孩子什么都不会,他什么都不做,什么都不通,结果我们被他蒙骗了。当他开始用I-PAD后,我们才知道,他懂很多东西。多年来,他一直都懂,只是他没办法表达出来。”

霍金先生的新版黑洞理论太棒了。我觉得地球上的黑洞星星儿,也在运用一个类似量子力学的原理,来跟我们沟通!这样子想着的话,那么,黑洞星星儿实在是太太太棒了。

图:宇宙的黑洞
(Image from wikipedia.org)

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