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天行健 君子當(dāng)自強(qiáng)而不息

【ZT】“無線輸電”和“瞬間物質(zhì)轉(zhuǎn)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(jīng)不存在理論上的問題了,并且實(shí)際上我們已經(jīng)有所應(yīng)用。例如非接觸式IC卡,卡內(nèi)芯片的電源就是通過無線方式由讀卡機(jī)送來的。再早的,例如上一輩用過的礦石收音機(jī),也是這個道理。

更有甚者,當(dāng)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(qiáng)力微波,因此懷疑是蘇方在用這束微波向安放在館內(nèi)的竊聽器充電。

至于“物質(zhì)瞬間轉(zhuǎn)移”,跟這個可以說毫無關(guān)系。到現(xiàn)在為止,這還只是科幻,因?yàn)檫€沒有一種理論能實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)移。光速是信息傳遞和物質(zhì)移動速度的極限,所以從在狹義相對論里物質(zhì)的“瞬間轉(zhuǎn)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(shí)際的宇宙。一方面,質(zhì)量的存在使時空幾何彎曲,在質(zhì)量極大或者密度大于臨界密度的物質(zhì)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(yuǎn)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(zhì)可能從掉進(jìn)黑洞而從白洞涌出,這就使物質(zhì)瞬間被轉(zhuǎn)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(shè)想,白洞是否存在以及其性質(zhì)如何還是未知之?dāng)?shù)。并且,黑洞理論已經(jīng)比較完善,黑洞有一個很重要的性質(zhì)就是“黑洞無毛”,無毛理論是說所有進(jìn)入黑洞的物質(zhì)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(zhì)子、電子)而只留下質(zhì)量、角動量和電荷這三種信息。也就是說,所有物質(zhì)被轉(zhuǎn)化成為轉(zhuǎn)動的帶電質(zhì)量,即使白洞和蟲洞存在,從那里涌出來的物質(zhì)是什么只由白洞的性質(zhì)決定。如果白洞的性質(zhì)是只發(fā)射電子,那么從黑洞進(jìn)去的物質(zhì)(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(zhì)穿過蟲洞時,其擾動已經(jīng)使蟲洞崩潰,黑洞白洞之間的聯(lián)系也不復(fù)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(zhì)量產(chǎn)生的強(qiáng)大引力而發(fā)生坍縮,以至于坍縮成為密度無限大而體積為零的點(diǎn),這個點(diǎn)的數(shù)學(xué)描述就是奇點(diǎn)。奇點(diǎn)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(zhì)量成正比。任何物質(zhì)包括光在到達(dá)視界范圍后都無可挽回地落向黑洞中心的奇點(diǎn)而喪失除質(zhì)量角動量和電荷以外的任何信息,成為黑洞質(zhì)量的一部分。但是注意視界并不是一種物質(zhì),而是表征時空扭曲的一個臨界界面。

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

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

黑洞的觀測實(shí)際上已經(jīng)在進(jìn)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(zhì),包括光。但是沒有進(jìn)入視界的物質(zhì)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(jīng)過但是沒有進(jìn)入視界范圍內(nèi)的光會被黑洞的引力偏轉(zhuǎn),有的甚至偏轉(zhuǎn)超過360度而跟自己相交。這樣,實(shí)際上黑洞在宇宙中形成了“引力透鏡”。我們就可以根據(jù)這個透鏡效應(yīng)來判斷黑洞的存在。

黑洞在吸引物質(zhì)的時候,物質(zhì)并不是直接落入黑洞的。這和大部分掠奪鄰近星體物質(zhì)的星如白矮星、中子星類似,被吸引過來的物質(zhì)會先圍繞黑洞旋轉(zhuǎn),形成一個圓盤,稱為吸積盤,吸積盤的最內(nèi)緣就是事件視界。被吸引過來的物質(zhì)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(fā)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(yùn)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(tǒng)存在的。如果觀測到一顆恒星的運(yùn)動是和一個大質(zhì)量天體相互繞轉(zhuǎn),但是無法觀測到那個大質(zhì)量星,并且大質(zhì)量星的質(zhì)量大于其他類型星的臨界質(zhì)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(yīng),它實(shí)際上在不斷“蒸發(fā)”或者爆發(fā),它是很亮的。

現(xiàn)在物理學(xué)界已經(jīng)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(xué)家已經(jīng)認(rèn)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(703) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: ■ Physics

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