這就是強引力場中的時間變慢,即引力時間膨脹。
同樣不難理解:時間的定義就是銫頻率,1秒為個周期。
強引力場下,頻率變慢,一秒鐘不就變長了。
物理學的好處就是如果隻討論物理意義,沒有那麼深奧,也很有意思,比較容易科普,長很多見識。
數學相對而言就複雜太多,純粹考驗智商,會就是會,不會就是不會。推導過程又不能省略或者出錯,聽個高考最後一道大題的解析隻要稍不留神就會跟不上,就不用說更高深的數學了……
李諭僅僅討論了這些黑洞性質的推廣內容,對於當下的場方程來說已經非常有深度。
至於之後的什麼旋轉黑洞(克爾黑洞)就複雜了太多太多。這玩意對現代人來說都有點超出認知,因為旋轉的黑洞中間不是個奇點,而是個奇盤。
僅僅奇盤這兩個字就很難理解。
更過分的是,如果黑洞旋轉得足夠快,克爾黑洞的奇盤就會越來越大,視界還可能消失,奇盤就從事件視界裡裸露出來了。
在數學上是被允許的。
不過這就很恐怖了:因為奇點的物理性質是不可知的,如果外部觀察者可以直接看到奇點,就會導致時空的因果關係錯亂。
所以著名的廣義相對論專家羅傑斯後來提出過一個猜想,叫做宇宙監督猜想,就是宇宙中存在一個監督者,不允許這種奇點裸露出來。
聽起來有點《三體》中神級文明的感覺。
除了黑洞的內容,李諭還寫了一些關於廣義相對論下宇宙的猜想。
比如對愛因斯坦那句“宇宙有限而無界”的探討。
相對論有不少東西值得說道說道,這個“宇宙有界而無邊”就是一個非常關鍵的點。
很多人應該都有這樣的困惑:宇宙到底多大,是不是無限的?如果是有限的,宇宙之外是什麼?
這個問題從幾千年前就困擾人類,現在算是有了一個初步回答。
“有限”,說的就是宇宙是有限的。
一個充滿星體和其他物體的絕對無限的宇宙是不可能存在的,因為那樣一來,每一點都會受到無限大的引力吸引,四麵八方都會有無限的光在閃爍,整個夜空將是明亮的。
這一點大名鼎鼎的奧伯斯佯謬早有提及:如果宇宙是靜態且無限的,那麼夜晚的天空應該和白天一樣亮,因為所有恒星照度的積分,肯定是不收斂的。
至於“無界”,即無邊界,可以這麼理解:一個在空間中某個隨機位置漂浮著的有限宇宙也不可想象。如果是這樣,恒星和能量又不從宇宙中散逸,從而不使宇宙耗儘枯竭,靠什麼來維持?
因此,宇宙隻能是有限但無邊界。
按照廣義相對論,宇宙中物質的引力使空間彎曲,在宇宙膨脹的過程中,引力使空間(其實是整個四維時空)完全折回到自身,導致這個係統是封閉而有限的,但沒有儘頭或邊界。
也就是一個四維空間下的一個三維超球麵。
根據這個結論,再討論這個彎曲的宇宙之外是什麼,其實就沒有意義了。
就比如在莫比烏斯環上的一隻二維螞蟻,不可能理解外麵到底是什麼樣子。
雖然能夠用數學來猜想四維空間,但在現實意義角度,追問我們彎曲宇宙的三維空間之外的世界什麼樣真心沒有意義,更不可能回答。
這篇文章對李諭來說,沒費太大功夫,——任何一個二十一世紀的理工科學生都能夠完成,甚至還能發到《SCE》這種頂級期刊上。
要是不深究,相對論不會像量子力學那麼曲折。
李諭寫得十分通俗,發表後很多人都能看懂,估計能引起不小的討論。
——
美國物理學會,邁克爾遜會長正組織一場研討會,討論李諭的文章。
“難以置信,現在全美國都找不到一個懂相對論的人,李諭作為一個東方人,理解如此透徹。”邁克爾遜不可思議地說。
“而且他在如此短的時間內就能夠寫出質量這麼高的文章,”密立根說,“算起來,我們一周前才看到德國愛因斯坦的文章吧?”
海耳糾正道:“從資料看,愛因斯坦已經加入瑞士國籍。”
“抱歉,我並沒有特彆關注理論物理學家。”密立根說。
邁克爾遜說:“愛因斯坦現在柏林,供職於普魯士科學院,他的論文從德國輾轉出來費了很大功夫。我們是通過英國皇家學會的愛丁頓才拿到文章,並非官方途徑。”
密立根問海耳:“我還是要再問一次,相對論真有可信度?聽說德國去年組織的天文學科考隊在克裡米亞被俘,並沒有完成觀測。”
海耳就是搞天文學的,點頭說:“沒錯。”
密立根說:“也就是說,現在相對論仍然隻是物理學家在紙上推演出來的而已?”
“是這樣,”海耳承認道,“不過1919年將會再次出現日食,那時隻需要拍幾張照片,對與錯一目了然。”
密立根顯然不是很理解相對論:“物理學的驗證怎麼關聯上了天文學?”
海耳說:“因為相對論本來就離不開天文學。”
密立根瞅了一眼李諭的論文,又看了看愛因斯坦的,搖頭道:“我花了幾年時間做實驗,剛剛研究明白愛因斯坦的光電效應,他竟然又不做量子理論,弄了個相對論?”
邁克爾遜笑道:“這次用不著你來驗證了。”
密立根聳聳肩膀:“我也不懂天文學。”
“說起來,東方的李諭跨越了幾乎整個物理學範疇,從經典的熱力學,到黑體輻射、量子理論、相對論,以及天文學,”邁克爾遜說,“而且全有出色成就。”
海耳說:“他在數學上也不容小窺,混沌理論與博弈論全都是內涵深遠的數學大分支;另外,工程學方麵還有大量專利。”
“彆忘了還有熱銷的星戰和異形,”密立根笑著補充,“我非常喜歡看。”
邁克爾遜說:“反正李諭是我們的會員,我們也找不出另一個懂相對論的,我給他發封電報,請他來美國時做幾場演講。我們不能在前沿理論上落後歐洲太多,至少應該明白怎麼回事,何況歐洲現在還處在戰爭狀態。”