1955年4月13日,76歲的愛因斯坦因腹主動脈瘤破裂被送入紐約醫(yī)院,著名的弗蘭克·格倫醫(yī)生就建議他立刻手術(shù),這種疾病手術(shù)治愈率很高,但愛因斯坦表示堅(jiān)決拒絕,并且表示:
5天后的4月18日,愛因斯坦與世長辭,人類歷史上最偉大的科學(xué)家就這樣瀟灑地走了,但他卻為人類留下四個難以理解的預(yù)言,1998年,發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹,2016年時(shí)候,其中的引力波被證實(shí),而最后一個一旦實(shí)現(xiàn),將可能改變整個宇宙。 愛因斯坦到底干了啥,他的預(yù)言又是什么? 愛因斯坦干了啥?估計(jì)大家都知道,不就是相對論么?但這相對論到底有多大意義可能很多人并不太明白。其實(shí)相對論有狹義相對論和廣義相對論,前者是在1905年發(fā)表的,一起發(fā)表的還有其他論文,我們不討論了,先說說狹義相對論有多少顛覆性! 在愛因斯坦以前就是牛頓經(jīng)典力學(xué)的天下,如果兩個人相向而行,那么相對速度就是V1+V2,這是亙古不變的道理,但這在19世紀(jì)80年代科學(xué)家在以太漂移實(shí)驗(yàn)時(shí)就發(fā)現(xiàn)問題了,無論邁克爾遜和莫雷怎么測試,結(jié)果都是零! 而洛倫茲為了解釋這一現(xiàn)象在1895年提出了長度收縮的概念,并根據(jù)相關(guān)態(tài)定理提出了所謂“本地時(shí)”的概念,試圖解釋這個問題,在同年引入一組洛倫茲變換公式來變換相對以太運(yùn)動的坐標(biāo)系中時(shí)空變換方程,這就是洛倫茲變換。龐加萊還提出了相對性原理,但他們兩人都沒有再進(jìn)一步突破 1905年愛因斯坦打破經(jīng)典力學(xué)的常規(guī),以光速不變和狹義相對性原理為基礎(chǔ),將洛倫茲和龐加萊難以逾越的窗戶紙捅破,提出提出了狹義相對論,具有劃時(shí)代意義,而狹義相對論中推導(dǎo)出來的質(zhì)能方程,簡直就讓人大跌眼鏡,盡管很多科學(xué)家都將信將疑,但狹義相對論很快就被科學(xué)界所接受。 1916年,愛因斯坦以一己之力將狹義相對論推廣到了廣義相對論,并推出了廣相引力場公式,不僅距離和時(shí)間還有質(zhì)量改變了,而且連整個時(shí)空都不再是絕對的,變成了相對時(shí)空,宇宙中的天體都在彎曲的時(shí)空中運(yùn)行,從而解決懸而未決半個多世紀(jì)的水星進(jìn)動問題! 同時(shí)也提出了一個更無法接受的結(jié)論,光線在進(jìn)過大質(zhì)量天體附近時(shí)會彎曲,而這個小小的預(yù)言在1919年日食時(shí)就已經(jīng)被證實(shí),一時(shí)間那些無法接受廣相的老學(xué)究目瞪口呆,而深挖廣相后的隱藏的真相非常驚人。 從廣義相對論推導(dǎo)出了宇宙中存在黑洞、存在引力波,甚至還推導(dǎo)出了宇宙誕生于一次大爆炸,幾乎二十世紀(jì)的天文界就在為驗(yàn)證愛因斯坦的理論而努力,發(fā)現(xiàn)黑洞,發(fā)現(xiàn)微波背景輻射,宇宙大爆炸理論的完善,還有2016年引力波的發(fā)現(xiàn),似乎宇宙的一切盡在愛因斯坦的掌握之下! 愛因斯坦還有哪幾個預(yù)言? 跟廣義相對論有關(guān)的還有一個是宇宙學(xué)常數(shù)、愛因斯坦-羅森橋即蟲洞理論,另一個則是愛因斯坦的和平主義者身份,他預(yù)言第第四次世界大戰(zhàn)必將使用棍棒和石頭。這是一個比較有趣的預(yù)言,愛因斯坦在1947年時(shí)說了如下這番話:
如果發(fā)生,那么人類迄今為止發(fā)明的各種能量武器都將被使用,人類文明將回到石器時(shí)代,請問到那時(shí),人類還有什么趁手的武器?所以愛因斯坦盡管說得有些夸張,但不得不說很有道理! 假如這些預(yù)言都實(shí)現(xiàn),真能改變宇宙嗎? 宇宙學(xué)常數(shù)比較有趣,最早的引力場公式發(fā)表時(shí)有一個宇宙學(xué)常數(shù),因?yàn)閻垡蛩固拐J(rèn)為宇宙是靜態(tài)的,但引力場公式推導(dǎo)出的都是動態(tài)宇宙,所以他用一個宇宙學(xué)常數(shù)將其修正了,結(jié)果弗里德曼和勒梅特都推導(dǎo)出了動態(tài)宇宙,而哈勃則直接觀測到了宇宙的膨脹,這讓愛因斯坦大丟面子! 但在1998年兩個科學(xué)團(tuán)隊(duì)在觀測Ia型超新星紅移時(shí)意外地發(fā)現(xiàn)了宇宙正在加速膨脹,所以宇宙學(xué)常數(shù)不為零,而是一個極小的數(shù)值,約為10^?52 m^?2,愛因斯坦的直覺最終還是被證明是對的! 是不是很恐怖,愛因斯坦的預(yù)言一個個被驗(yàn)證,最后剩下的那個預(yù)言說明了什么?假如實(shí)現(xiàn)又會如何? 愛因斯坦-羅森橋到底說了什么? 1930年代愛因斯坦及納森·羅森在研究引力場方程時(shí)假設(shè)黑洞與白洞將會透過蟲洞連接,這在數(shù)學(xué)上并沒有什么邏輯問題,宇宙時(shí)空本身并不是平坦的,在這種不平坦的時(shí)空結(jié)構(gòu)中黑洞的視界部分會與宇宙的另一部分相連接。 蟲洞連接黑洞和白洞,并且傳送物質(zhì),此時(shí)就成了一個愛因斯坦羅森橋,此時(shí)物質(zhì)在黑洞處變成基本粒子,而在白洞處被輻射出去,而且蟲洞還能作為超時(shí)空管道,連接正常時(shí)空中的兩個遙遠(yuǎn)時(shí)空。 1962年,羅伯特.富勒和約翰.惠勒發(fā)表論文證明如果蟲洞連接同一宇宙的兩個部分,那么這類蟲洞是不穩(wěn)定的。1963年,新西蘭數(shù)學(xué)家羅伊·克爾提出假設(shè),使得“蟲洞”的存在重新獲得了理論支持,是不是有種坐過山車的刺激? 時(shí)間旅行的蟲洞 如果實(shí)現(xiàn)蟲洞,通過它遙遠(yuǎn)宇宙瞬間到達(dá)已經(jīng)成了科幻片中的標(biāo)配,它的腦洞用途實(shí)在是太多,比如《星際之門-宇宙》中的外星人留下的星門,還有《愛,死亡與機(jī)器人》中的第七集《裂隙以外》,也有比較早,但更經(jīng)典的《超時(shí)空接觸》等等,種花家就不贅述了,下面聊聊非常規(guī)用途! 《星際穿越》的黑洞操刀者基普索恩在上世紀(jì)七八十年代和學(xué)生們建立的一個能跨越時(shí)空的蟲洞,非常有趣,但也有點(diǎn)繞腦子,不過稍稍理解下就能懂,必備選項(xiàng):
在基地和即將出發(fā)的飛船上建立一個穩(wěn)定的蟲洞,然后飛船出發(fā),比如以99.999999%的光速飛行一天后回到地球,算是繞個大環(huán)路,那么此時(shí)在地球上差不多就是過去了20年不到一點(diǎn)(根據(jù)狹義相對論,交換比大約是7000多倍,飛船上一天相當(dāng)于基地7000多天)。 此時(shí)假如從飛船中的蟲洞進(jìn)去,那么瞬間就能回到20年以前出發(fā)的時(shí)刻,是不是實(shí)現(xiàn)穿越了,當(dāng)然最要緊的是先出飛船買一本過去20年彩票中獎號碼錄,然后回到20年前,隨便找?guī)讖垖χI買就可以了! 請問能中獎嗎?假如我們帶著這個蟲洞出發(fā),如果這艘飛船飛向一個未知的危險(xiǎn)世界,如果被毀滅的瞬間跳入蟲洞,回到出發(fā)那時(shí)刻,再選擇向兩一個目的地出發(fā)可以嗎? 也許這改變的不止是整個宇宙,只要基地沒有被毀滅,是不是就可以一直這樣循環(huán)?更有趣的是基普索恩開始發(fā)現(xiàn)這樣的可能性不成立,但事實(shí)上最后被證明這個理論是可行的,只是這種技術(shù)即使實(shí)現(xiàn),它仍然有個致命的缺點(diǎn),就是無法回到在建立蟲洞以前! 這又有啥關(guān)系呢,如果能實(shí)現(xiàn)這種蟲洞,它的意義有多大,歡迎各位討論! |
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