在浩瀚的宇宙,速度是我們探索太空的關(guān)鍵,但速度和它對(duì)宇宙的影響是難解的謎題。有件事可以確定,速度能開(kāi)啟大門(mén),通往一個(gè)我們意想不到的宇宙。在宇宙中,速度決定一切。愛(ài)因斯坦告訴我們速度如何改變時(shí)間和空間,向我們展示了宇宙奇特的一面,一個(gè)速度統(tǒng)治一切的宇宙。
愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論指出,速度如何改變時(shí)空結(jié)構(gòu),在接近光速時(shí),時(shí)間變得緩慢行走,在達(dá)到光速時(shí),時(shí)間就停滯不前。同時(shí)愛(ài)因斯坦還提出了廣義相對(duì)論,廣義相對(duì)論被稱(chēng)為人類(lèi)史上最偉大的科學(xué)理論。
廣義相對(duì)論是基于狹義相對(duì)論,以及狹義相對(duì)論對(duì)速度的解釋?zhuān)瑥V義相對(duì)論提出關(guān)于宇宙運(yùn)作的全新科學(xué)理論,在這些理論中解釋最清楚的就是重力。重力是在兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間作用的力量,所以只要是有實(shí)體的東西,就有自己的重力場(chǎng),而且會(huì)對(duì)重力場(chǎng)起反應(yīng)。重力確保地球上所有事物不會(huì)飄走,把一顆球往天上扔,重力會(huì)把球拉下來(lái)。重力也確保所有行星繞行太陽(yáng)。但長(zhǎng)久以來(lái),沒(méi)人知道其中的原因,困難在于認(rèn)清為何會(huì)是這樣,地球確實(shí)繞行太陽(yáng),但地球怎么知道太陽(yáng)在哪里?
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廣義相對(duì)論提出了答案,原來(lái)一切都跟時(shí)空有關(guān)。宇宙萬(wàn)物皆在時(shí)空結(jié)構(gòu)中存在,任何有質(zhì)量的事物,例如星體或行星都會(huì)扭曲時(shí)空結(jié)構(gòu),就像把重球放在一張橡膠布上。那么把重球放在橡膠布中間會(huì)發(fā)生什么呢?橡膠布會(huì)凹陷下去,而重球就類(lèi)似太陽(yáng),如果把一個(gè)玻璃球放在橡膠布上,玻璃球就會(huì)自動(dòng)感知到重球(也就是太陽(yáng))的位置,而玻璃球就類(lèi)似地球。太陽(yáng),地球或宇宙中其他天體也是這樣,它們扭曲時(shí)空結(jié)構(gòu),附近較小的物體都會(huì)掉落。扭曲的時(shí)空能解釋月球?yàn)楹卫@行地球,以及地球?yàn)楹卫@行太陽(yáng),繞行速度避免月球墜落地球,也讓地球免于撞上太陽(yáng)。
廣義相對(duì)論讓我們更了解重力,但也預(yù)測(cè)了似乎只會(huì)出現(xiàn)在科幻小說(shuō)的某種事物。它預(yù)測(cè)謎底極高的天體會(huì)撕裂時(shí)空結(jié)構(gòu),我們稱(chēng)之為黑洞。黑洞是巨大天體,在時(shí)空結(jié)構(gòu)造成又大又深的凹陷。把超大質(zhì)量壓縮成一小點(diǎn)就形成黑洞。當(dāng)?shù)厍蛩匈|(zhì)量都被壓縮成不到一英寸寬的小點(diǎn)才會(huì)變成黑洞。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),黑洞是變成超新星的巨大恒星殘留物,是恒星死亡后的產(chǎn)物。
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越接近黑洞,繞行速度要更快才能留在軌道,事實(shí)上,當(dāng)太過(guò)靠近黑洞,速度再快都無(wú)法留在軌道,即使以光速移動(dòng)都逃不出黑洞,這就叫事件視界。事件視界是重力極強(qiáng)之處,任何速度,包括光速都無(wú)法留在軌道。
我們一直沒(méi)有親眼看見(jiàn)黑洞,但科學(xué)家認(rèn)為在宇宙中,每個(gè)星系中心都有一個(gè),因?yàn)樗麄兛吹矫總€(gè)星系中心,都有強(qiáng)大能量急速涌出,包括我們所在的銀河系。科學(xué)家們也看到物質(zhì)不斷旋轉(zhuǎn),然后消失在看似空無(wú)之處。廣義相對(duì)論指出,速度對(duì)宇宙運(yùn)作扮演的角色,這雖然撼動(dòng)了物理學(xué)的根基,卻也讓我們對(duì)宇宙了解更深,廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)黑洞的存在,也指出在宇宙可能發(fā)生奇特現(xiàn)象。
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