《夜晚觀星：霍金與黑洞》

The Sky at Night:Stephen Hawking on Black Holes

選這部片，因?yàn)樗銐蛐隆?/span>

言談之間不經(jīng)意說(shuō)出來(lái)，絕不會(huì)被“哦我N年前也看過(guò)”之類(lèi)的招數(shù)暗傷。（當(dāng)然更建議低調(diào)行事，畢竟Sir的粉絲不少。）

不過(guò)最重要的，還是黑洞研究的時(shí)效性。

越研究它，它就越神秘。

進(jìn)展越大，之前的研究成果被推翻的也越多。

科學(xué)的進(jìn)步，反映在電影中，就是科幻片的想象力不斷突破。

黑洞長(zhǎng)啥樣？

無(wú)數(shù)電影曾把它具象化。

1979年，迪士尼拍的科幻電影《黑洞》。

像個(gè)赤紅的火山口，“邀請(qǐng)”著盤(pán)旋的飛船。

2009年，《星際迷航》。

整個(gè)瓦肯星被紅物質(zhì)吞噬這個(gè)鏡頭，第一次讓觀眾感受到黑洞的威力。

到了2014年，《星際穿越》。

“卡岡圖雅”黑洞深不見(jiàn)底的黑色中心和明亮立體的金色光圈。

它又讓我們期待，危險(xiǎn)中的絢麗。

2016年2月11日，引力波首次被發(fā)現(xiàn)。

正式開(kāi)啟了人類(lèi)探索太空的新紀(jì)元。

這部BBC出品的紀(jì)錄片，正是在發(fā)現(xiàn)引力波后，通過(guò)采訪霍金，講述黑洞研究的最新進(jìn)展。

深入淺出，解釋了幾個(gè)常被提起的問(wèn)題——

黑洞，意味著未知、恐懼與混沌。

對(duì)它稍有了解的人，能說(shuō)出大概原理——

因巨大的引力，它可以吞噬靠近的一切物質(zhì)，甚至整個(gè)星系。

可到底什么是黑洞？

打一個(gè)最簡(jiǎn)單的比方。

把黑洞比作一個(gè)有重量的鐵球，宇宙空間是一塊平整繃緊的床單。

當(dāng)你把球放在床單上，會(huì)發(fā)生什么？

△ 字幕來(lái)源：紀(jì)錄片之家字幕組

如你所見(jiàn)，床單會(huì)扭曲，微微下沉。

下沉，會(huì)讓之后的球也向鐵球滾去。

這，便是重力。

其它球會(huì)以鐵球?yàn)橹行?，沿一定的軌跡運(yùn)動(dòng)。

正如行星和飛船，繞大質(zhì)量物體運(yùn)行的軌跡。

可能你要問(wèn)，有沒(méi)有球能幸免于難？

要想從這軌道逃逸，最佳方案就是飛得夠快。

快到足夠飛到半徑的邊緣。

《流浪地球》中的計(jì)劃，就是這個(gè)原理。

以上，是正常情況。

還有特殊情況。

比如，當(dāng)這個(gè)球足夠重時(shí)，事情就有意思了。

它會(huì)在自身重力作用下坍縮。

最后形成的無(wú)底洞，便被稱(chēng)為——

奇點(diǎn)。

此時(shí)，曲面變成了懸崖峭壁，想要逃脫，難上加難了。

必須得以超光速運(yùn)動(dòng)。

但。

光速是300000千米/秒。

目前還沒(méi)有物體能運(yùn)動(dòng)得這么快。

這就解釋了，為什么沒(méi)有物體能從黑洞中逃脫，甚至是光。

以上，就是黑洞的原理。

在2019年4月10號(hào)之前，它僅存在于科學(xué)家的預(yù)言，與人類(lèi)的想象中。

但這一天之后，想象與現(xiàn)實(shí)接軌。

改變現(xiàn)實(shí)的，又是他。

提到這張“黑洞”照片，一個(gè)反復(fù)被提到的理論是，愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論。

而要想知道，相對(duì)論是怎么預(yù)測(cè)黑洞原理的。

最好先了解愛(ài)因斯坦的核心理論——

時(shí)空理論。

他堅(jiān)信，時(shí)間和三維空間并非彼此割裂，它們交織在一起成為“四維時(shí)空”。

《星際穿越》中主角進(jìn)入黑洞后，發(fā)現(xiàn)自己來(lái)到了女兒房間的書(shū)架背后，便是一個(gè)四維空間，能夠看到時(shí)間。

廣義相對(duì)論指出，時(shí)間和空間是相對(duì)的，運(yùn)動(dòng)物體的時(shí)間會(huì)變慢；

在引力場(chǎng)作用下，時(shí)空會(huì)發(fā)生彎曲，時(shí)間也會(huì)變慢。

因此，黑洞的存在，被認(rèn)為直接印證了愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論。

這個(gè)理論通俗點(diǎn)來(lái)講，借用愛(ài)因斯坦本人慣用的公關(guān)稿，再合適不過(guò)：

當(dāng)一個(gè)男人坐在一個(gè)美女身邊時(shí)，一小時(shí)就感覺(jué)像一分鐘；而當(dāng)他坐在火爐邊上時(shí)，一分鐘就感覺(jué)像一小時(shí)。

《星際穿越》中，當(dāng)庫(kù)珀穿越了時(shí)空回到墨菲臨終的病榻前。

正是因?yàn)橄鄬?duì)論效應(yīng)，父親依然年輕，而女兒則已然衰老。

可能你又要問(wèn)了，人能從黑洞中逃脫嗎？

回答這個(gè)問(wèn)題，又將引出一個(gè)你熟悉的名字——

霍金。

黑洞，顧名思義，純黑的洞。

曾經(jīng)，它被認(rèn)為是漆黑一團(tuán)的混沌。

直到霍金發(fā)現(xiàn)，黑洞和熱力學(xué)之間的聯(lián)系。

霍金認(rèn)為，它也能像高溫物體一樣發(fā)熱，并且溫度越高，黑洞就越小。

那么問(wèn)題來(lái)了。

連光都逃不掉的黑洞，熱量怎么逃出去？

霍金提出，粒子在進(jìn)入黑洞時(shí)分道揚(yáng)鑣。

有的落入黑洞，有的則隨之掉落，也可能逃逸。

這一過(guò)程，看起來(lái)就像黑洞在發(fā)出輻射。

這種新型輻射便是霍金輻射。

霍金還相信，黑洞能儲(chǔ)存信息。

掉進(jìn)黑洞，可以把信息儲(chǔ)存在黑洞表面。

但千萬(wàn)別因此樂(lè)觀。

此處劃重點(diǎn)：你能留下的是“信息”，卻絕不可能完好地出來(lái)。

比“白刀子進(jìn)紅刀子出”更可怕的是……

有刀子進(jìn)，沒(méi)刀子出。

霍金認(rèn)為，黑洞的質(zhì)量在以極慢的速度減少，最后會(huì)縮小到完全消失。

如果掉進(jìn)一個(gè)恒星質(zhì)量黑洞，會(huì)被拉成拉面。

如果掉進(jìn)的是超大質(zhì)量黑洞，恭喜你，中頭獎(jiǎng)了。

就算能夠穿過(guò)入口，也會(huì)在奇點(diǎn)處，被壓到蹤影全無(wú)。

將一張紙塞入碎紙機(jī)中。

即便紙張被粉碎，它還是可以被復(fù)原。

但黑洞的恐怖之處在于——

墜入黑洞的物質(zhì)，無(wú)法復(fù)原，甚至，不曾存在。

這不僅意味著毀滅，更是無(wú)限趨近于“0”。

這也是為什么，黑洞總代表著“虛無(wú)”。

愛(ài)因斯坦提出相對(duì)論，卻始終不相信黑洞的存在。

霍金相信黑洞的存在，并與黑洞一較量，就是40年。

愛(ài)因斯坦絕對(duì)想不到。

有一天，人類(lèi)竟然真的“看到”黑洞了。

這次科學(xué)家的拍攝對(duì)象M87，是一個(gè)位于室女座的橢圓星系，距離我們大約5400萬(wàn)光年。

5400萬(wàn)光年什么概念？

舉個(gè)例子。

在地球上拍M87，相當(dāng)于拍月球上的一個(gè)橘子。

要用一架地球那么大口徑的望遠(yuǎn)鏡，才能分辨。

如何實(shí)現(xiàn)？

借助“事件視界望遠(yuǎn)鏡”。

說(shuō)它是個(gè)望遠(yuǎn)鏡，不如說(shuō)它是多架望遠(yuǎn)鏡組成的網(wǎng)絡(luò)，在全球范圍的6個(gè)國(guó)家，用8個(gè)觀測(cè)點(diǎn)尋找黑洞的“至暗信號(hào)”。

給黑洞拍照的艱難，用三個(gè)字來(lái)概括就是——

小、暗、擾。

細(xì)節(jié)太小，光線太暗，干擾太多。

是個(gè)苦差，可為什么總有人愿意做？

劉慈欣的短篇小說(shuō)《朝聞道》，講的是地球一批最頂尖的科學(xué)家在更高級(jí)文明到來(lái)之際，為了獲得宇宙至真之學(xué)而赴死的故事。

這群人說(shuō)白了，不為國(guó)為民，只為滿(mǎn)足自己無(wú)法抑制的好奇心。

“朝聞道，夕死可矣”。

好奇，是科學(xué)種下的一顆最神奇的種子。

說(shuō)不好會(huì)在哪里發(fā)芽，在哪里長(zhǎng)成參天大樹(shù)。

電影《超時(shí)空接觸》中，旁人都說(shuō)女主原地沒(méi)動(dòng)，可她知道，在那短暫的幾秒，她穿越了浩瀚的時(shí)空。

2009版《星際迷航》海報(bào)，被網(wǎng)友戲稱(chēng)為“一個(gè)拿著卷筒紙沖向廁所的人”。

而在上映后，這個(gè)系列重啟后企業(yè)號(hào)的第一次炸裂亮相，立馬堵住所有吐槽的嘴。

我們無(wú)法用人類(lèi)常識(shí)來(lái)解釋宇宙，更無(wú)法用像素來(lái)定義黑洞。

第一張黑洞照片，無(wú)論是電影般恢弘的圖景，還是一個(gè)模糊的像素點(diǎn)，在目前階段，并不是最關(guān)鍵的。

最關(guān)鍵的是，人類(lèi)一直在努力。

好奇和想象力從未停止生長(zhǎng)。

那張照片是證據(jù)。

看完這篇文章的你，更是。