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天行健 君子當自強而不息

【ZT】“無線輸電”和“瞬間物質轉移”

無線輸電并不是什么新鮮玩意,首先從理論上自從電磁理論建立以后就已經不存在理論上的問題了,并且實際上我們已經有所應用。例如非接觸式IC卡,卡內芯片的電源就是通過無線方式由讀卡機送來的。再早的,例如上一輩用過的礦石收音機,也是這個道理。

更有甚者,當年美蘇的時候,有一次“莫斯科微波事件”就是美方在其駐莫斯科使館檢測到一束強力微波,因此懷疑是蘇方在用這束微波向安放在館內的竊聽器充電。

至于“物質瞬間轉移”,跟這個可以說毫無關系。到現在為止,這還只是科幻,因為還沒有一種理論能實現這種轉移。光速是信息傳遞和物質移動速度的極限,所以從在狹義相對論里物質的“瞬間轉移”是被不可能的。而在廣義相對論里似乎為我們開辟了一條路,廣義相對論中,時空幾何是彎曲的,更符合我們實際的宇宙。一方面,質量的存在使時空幾何彎曲,在質量極大或者密度大于臨界密度的物質周圍,時空彎曲的是那樣厲害,以至于形成了宇宙中最奇怪的天體-黑洞。另一方面時空幾何可能在很遠處彎曲回來,甚至閉合。而黑洞和它的鏡象-白洞相連接,又分別處于不同的時空片上,就形成了一條連接兩個時空片的通道-蟲洞。物質可能從掉進黑洞而從白洞涌出,這就使物質瞬間被轉移了。

但是這種說法存在著大量的問題。首先,白洞理論并沒有建立起來,只是個設想,白洞是否存在以及其性質如何還是未知之數。并且,黑洞理論已經比較完善,黑洞有一個很重要的性質就是“黑洞無毛”,無毛理論是說所有進入黑洞的物質都將喪失絕大部分特征(例如原來是電腦、牛、馬桶,或者是原子,質子、電子)而只留下質量、角動量和電荷這三種信息。也就是說,所有物質被轉化成為轉動的帶電質量,即使白洞和蟲洞存在,從那里涌出來的物質是什么只由白洞的性質決定。如果白洞的性質是只發射電子,那么從黑洞進去的物質(例如一個想瞬間移動的人)就很不幸,他會變成一大堆電子。

另外,極有可能的是,物質穿過蟲洞時,其擾動已經使蟲洞崩潰,黑洞白洞之間的聯系也不復存在了。

要了解白洞,首先要理解黑洞。

簡單地說,黑洞就是宇宙中這樣一種星體,它無法支撐自己的質量產生的強大引力而發生坍縮,以至于坍縮成為密度無限大而體積為零的點,這個點的數學描述就是奇點。奇點周圍有一個事件視界包圍著,其范圍由R=2M給出。注意這里 R和M的單位需要重新選取,而不是常用的米和千克。這個公式主要表明視界半徑和黑洞的質量成正比。任何物質包括光在到達視界范圍后都無可挽回地落向黑洞中心的奇點而喪失除質量角動量和電荷以外的任何信息,成為黑洞質量的一部分。但是注意視界并不是一種物質,而是表征時空扭曲的一個臨界界面。

而白洞則是根據物理學里的對稱原理而設想出來的天體,它同樣有一個奇點,但是與黑洞相反,從這個奇點中不斷涌出物質。每一個白洞都和一個黑洞對應。

白洞還只是設想,沒有比較成熟的理論來描述它的性質,所以我們不知道它究竟是什么,它里面涌出來的物質是什么,它在宇宙的什么地方。

黑洞的觀測實際上已經在進行。

黑洞并不是想象中那么“黑”的,黑洞吞噬著一切靠近它的物質,包括光。但是沒有進入視界的物質仍能擺脫黑洞的引力。由于黑洞周圍時空的極度扭曲,那里的時空形成了一個“旋渦”從它附近經過但是沒有進入視界范圍內的光會被黑洞的引力偏轉,有的甚至偏轉超過360度而跟自己相交。這樣,實際上黑洞在宇宙中形成了“引力透鏡”。我們就可以根據這個透鏡效應來判斷黑洞的存在。

黑洞在吸引物質的時候,物質并不是直接落入黑洞的。這和大部分掠奪鄰近星體物質的星如白矮星、中子星類似,被吸引過來的物質會先圍繞黑洞旋轉,形成一個圓盤,稱為吸積盤,吸積盤的最內緣就是事件視界。被吸引過來的物質源源不斷地沖擊吸積盤,就在盤上形成一個熱斑。這個熱斑非常明亮,甚至發出X射線和伽馬射線,這也提供了我們觀測它的方法。

黑洞的觀測也可以通過觀測鄰近的星的運動來判斷。在天體中,很少有孤立的恒星,大部分是以雙星或者三星系統存在的。如果觀測到一顆恒星的運動是和一個大質量天體相互繞轉,但是無法觀測到那個大質量星,并且大質量星的質量大于其他類型星的臨界質量,那么它很有可能是一個黑洞。

另外還有微型黑洞,微型黑洞由于量子效應,它實際上在不斷“蒸發”或者爆發,它是很亮的。

現在物理學界已經觀測到天鵝座X1和蝎虎狀天體里極有可能有一個黑洞,另外,星系中心的巨大能量至今為止也是黑洞理論解釋的最令人信服。很多科學家已經認為我們銀河系的中心就是一個巨型的黑洞。

posted on 2007-08-18 02:07 lovedday 閱讀(699) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: ■ Physics

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