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笛声BBC又出神级纪录片霍金带你生动有趣地了

2020/09/16 来源:湘潭信息港

导读

BBC又出神级纪录片,霍金带你生动有趣地了解奇妙黑洞三年前,科学家捕捉到黑洞合并,产生的引力波。那是人类第一次“听”到黑洞。前天

BBC又出神级纪录片,霍金带你生动有趣地了解奇妙黑洞

三年前,科学家捕捉到黑洞合并,产生的引力波。

那是人类第一次“听”到黑洞。

前天晚上九点,人类首次拍摄到的黑洞照片亮相。

结果……全网懵逼:

△ 图片来源:EHT Collaboration

想象中的震撼图片没出现。

黑洞的造型和颜色,倒是激发了网友的想象力。

Sir觉得,这种全球热点,跟着恶搞没意思。

逼格高的人,会怎么做?

首先,不能傻嗨。

要看懂这张照片背后的意义和原理。

懂了还不够。

还要能用三言两语,在朋友圈中写下沉稳的文案。

黑洞很深奥吗?

不一定。

Sir今天选了一部纪录片,它的干货,正好能满足日常装X需求。

《夜晚观星:霍金与黑洞》

The Sky at Night:Stephen Hawking on Black Holes

选这部片,因为它足够新。

言谈之间不经意说出来,绝不会被“哦我N年前也看过”之类的招数暗伤。(当然更建议低调行事,毕竟Sir的粉丝不少。)

不过最重要的,还是黑洞研究的时效性。

越研究它,它就越神秘。

进展越大,之前的研究成果被推翻的也越多。

科学的进步,反映在电影中,就是科幻片的想象力不断突破。

黑洞长啥样?

无数电影曾把它具象化。

1979年,迪士尼拍的科幻电影《黑洞》。

像个赤红的火山口,“邀请”着盘旋的飞船。

2009年,《星际迷航》。

整个瓦肯星被红物质吞噬这个镜头,第一次让观众感受到黑洞的威力。

到了2014年,《星际穿越》。

“卡冈图雅”黑洞深不见底的黑色中心和明亮立体的金色光圈。

它又让我们期待,危险中的绚丽。

2016年2月11日,引力波首次被发现。

正式开启了人类探索太空的新纪元。

这部BBC出品的纪录片,正是在发现引力波后,通过采访霍金,讲述黑洞研究的最新进展。

深入浅出,解释了几个常被提起的问题——

什么是黑洞?

黑洞,意味着未知、恐惧与混沌。

对它稍有了解的人,能说出大概原理——

因巨大的引力,它可以吞噬靠近的一切物质,甚至整个星系。

可到底什么是黑洞?

打一个最简单的比方。

把黑洞比作一个有重量的铁球,宇宙空间是一块平整绷紧的床触手可及。但看久了之后单。

当你把球放在床单上,会发生什么?

△ 字幕来源:纪录片之家字幕组

如你所见,床单会扭曲,微微下沉。

下沉,会让之后的球也向铁球滚去。

这,便卡B通的是重力。

其它球会以铁球为中心,沿一定的轨迹运动。

正如行星和飞船,绕大质量物体运行的轨迹。

可能你要问,有没有球能幸免于难?

要想从这轨道逃逸,最佳方案就是飞得够快。

快到足够飞到半径的边缘。

《流浪地球》中的计划,就是这个原理。

以上,是正常情况。

还有特殊情况。

比如,当这个球足够重时,事情就有意思了。

它会在自身重力作用下坍缩。

最后形成的无底洞,便被称为——

奇点。

此时,曲面变成了悬崖峭壁,想要逃脱,难上加难了。

必须得以超光速运动。

但。

光速是300000千米/秒。

目前还没有物体能运动得这么快。

这就解释了,为什么没有物体能从黑洞中逃脱,甚至是光。

以上,就是黑洞的原理。

在2019年4月10号之前,它仅存在于科学家的预言,与人类的想象中。

但这一天之后,想象与现实接轨。

改变现实的,又是他。

关爱因斯坦啥事?

提到这张“黑洞”照片,一个反复被提到的理论是,爱因斯坦的广义相对论。

而要想知道,相对论是怎么预测黑洞原理的。

最好先了解爱因斯坦的核心理论——

时空理论。

他坚信,时间和三维空间并非彼此割裂,它们交织在一起成为“四维时空”。

《星际穿越》中主角进入黑洞后,发现自己来到了女儿房间的书架背后,便是一个四维空间,能够看到时间。

广义相对论指出,时间和空间是相对的,运动物体的时间会变慢;

在引力场作用下,时空会发生弯曲,时间也会变慢。

因此,黑洞的存在,被认为直接印证了爱因斯坦的广义相对论。

这个理论通俗点来讲,借用爱因斯坦本人惯用的公关稿,再合适不过:

当一个男人坐在一个美女身边时,一小时就感觉像一分钟;而当他坐在火炉边上时,一分钟就感觉像一小时。

《星际穿越》中,当库珀穿越了时空回到墨菲临终的病榻前。

正是因为相对论效应,父亲依然年轻,而女儿则已然衰老。

可能你又要问了,人能从黑洞中逃脱吗?

回答这个问题,又将引出一个你熟悉的名字——

霍金。

关霍金啥事?

黑洞,顾名思义,纯黑的洞。

曾经,它被认为是漆黑一团的混沌。

直到霍金发现,黑洞和热力学之间的联系。

霍金认为,它也能像高温物体一样发热,并且温度越高,黑洞就越小。

那么问题来了。

连光都逃不掉的黑洞,热量怎么逃出去?

霍金提出,粒子在进入黑洞时分道扬镳。

有的落入黑洞,有的则随之掉落,也可能逃逸。

这一过程,看起来就像黑洞在发出辐射。

这种新型辐射便是霍金辐射。

霍金还相信,黑洞能储存信息。

掉进黑洞,可以把信息储存在黑洞表面。

但千万别因此乐观。

此处划重点:你能留下的是“信息”,却绝不可能完好地出来。

比“白刀子进红刀子出”更可怕的是……

有刀子进,没刀子出。

霍金认为,黑洞的质量在以极慢的速度减少,最后会缩小到完全消失。

如果掉进一个恒星质量黑洞,会被拉成拉面。

如果掉进的是超大质量黑洞,恭喜你,中头奖了。

就算能够穿过入口,也会在奇点处,被压到踪影全无。

将一张纸塞入碎纸机中。

即便纸张被粉碎,它还是可以被复原。

但黑洞的恐怖之处在于——

坠入黑洞的物质,无法复原,甚至,不曾存在。

这不仅意味着毁灭,更是无限趋近于“0”。

这也是为什么,黑洞总代表着“虚无”。

爱因斯坦提出相对论,却始终不相信黑洞的存在。

霍金相信黑洞的存在,并与黑洞一较量,就是40年。

怎么给黑洞拍照?

爱因斯坦绝对想不到。

有一天,人类竟然真的“看到”黑洞了。

这次科学家的拍摄对象M87,是一个位于室女座的椭圆星系,距离我们大约5400万光年。

5400万光年什么概念?

举个例子。

在地球上拍M87,相当于拍月球上的一个橘子。

要用一架地球那么大口径的望远镜,才能分辨。

如何实现?

借助“事件视界望远镜”。

说它是个望远镜,不如说它是多架望远镜组成的网络,在全球范围的6个国家,用8个观测点寻找黑洞的“至暗信号”。

给黑洞拍照的艰难,用三个字来概括就是——

小、暗、扰。

细节太小,光线太暗,干扰太多。

是个苦差,可为什么总有人愿意做?

刘慈欣的短篇小说《朝闻道》,讲的是地球一批最顶尖的科学家在更高级文明到来之际,为了获得宇宙至真之学而赴死的故事。

这群人说白了,不为国为民,只为满足自己无法抑制的好奇心。

“朝闻道,夕死可矣”。

好奇,是科学种下的一颗最神奇的种子。

说不好会在哪里发芽,在哪里长成参天大树。

电影《超时空接触》中,旁人都说女主原地没动,可她知道,在那短暂的几秒,她穿越了浩瀚的时空。

2009版《星际迷航》海报,被网友戏称为“一个拿着卷筒纸冲向厕所的人”。

而在上映后,这个系列重启后企业号的第一次炸裂亮相,立马堵住所有吐槽的嘴。

我们无法用人类常识来解释宇宙,更无法用像素来定义黑洞。

第一张黑洞照片,无论是电影般恢弘的图景,还是一个模糊的像素点,在目前阶段,并不是最关键的。

最关键的是,人类一直在努力。

好奇和想象力从未停止生长。

那张照片是证据。

看完这篇文章的你,更是。

本文图片来自网络

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