人类生活在银河系宁静的角落里,你了解地球之外的混乱无序吗?
多年以来,科学家一直以为在宇宙中没有比原子更小的粒子,原子这个词就来源希腊语“不可分割的”。然而在1897年,一名叫JJ Thompson的英国人有了一个惊人的发现,他发现在原子的内部还有一种更小的,称为电子的粒子。Thompson的发现为人们开启了进入神奇的原子内部世界的大门。在这个世界中,包括时间在内的所有事物的运作方式都极其怪异。
物理学家Ian Walmsley已经研究这个微观世界快30年了,当我们进入到原子内部这个由亚原子粒子构成的世界后,我们发现我们日常生活中所适用的所有常识在这里都不管用了,我们不能再以看待我们身边世界的眼光来看待亚原子世界。事实上,亚原子世界奇怪到连时间在这里也处于无序状态。
一项惊人的发现通过对光的研究而显现出来,光由光子组成,而光子则具有波状特性。波能产生一种有趣的现象,这种现象称为“扰乱”。当两个水波出现在同一区域时,它们会交错在一起并相互增强,或互相抵消,这种干涉现象是所有波都具有的特性,不只水波有这种特性,光波也有。
对于我们所处的世界来说,我们觉得时间是规则有序的,但这种感觉却掩盖了另一种真相,我们对亚原子世界中的无序性和不可预测性毫不知情,不过这也不奇怪,因为我们对于时间的认知来自于我们的日常生活经验,正因为如此,我们才有了另外一个关于时间的假想,那就是时间永远不会停滞不前。
事实上,我们之所以与其他动物不同,就是因为我们知道时间不等人,我们知道时间不仅是存在的,而且它不停地在流逝。但有一项发现却证明了,情况并不总是如此。
在1971年,天文学家Tom Bloton进行了一项研究项目,项目课题是对一个叫做天鹅座X1的神秘X光源进行观测,大家预估这个神秘的X光源应该是个距地球非常遥远的中子星,于是Tom Bloton就立即开始对天鹅座X1进行观察,因为他觉得这对于测定一颗中子星的质量来说是个很好的机会,在这之前海没有人测定过中子星的质量。
天鹅座X1距太阳系大约8000光年,是我们称之为双恒星星系中的一颗恒星。双恒星星系中的两颗恒星受到相互的引力作用而围绕在一起,就像地球围绕太阳一样,两颗恒星围绕着它们之间的质量中心点旋转,通过测定出X1的伴星的旋转轨道和转速,Tom Bloton可以计算出这颗中子星的质量,但通过计算得出的数字却远远大于他预想的数字。结果是这颗中子星的质量是太阳的10倍,虽然计算有误,但即使是修正后计算出的质量对于一颗中子星来说也太大了,于是Tom Bloton开始怀疑那会不会根本就不是一颗中子星。
符合计算结果的只有一种可能性,但这种可能性包括的物体却只有极少数人相信它的存在。Tom Bloton说,能符合他的计算结果还能发出X光的物体肯定是个黑洞。Tom Bloton的发现引起了轰动,有了第一个确实的,无可争议的证据的证明,人们知道了黑洞的确是存在的。
在首次发现黑洞后到今天,现在我们知道宇宙中存在着大量的黑洞,但黑洞对时间的影响才是它真正不寻常之处。黑洞的质量极其之大,这使得它的引力几乎达到了无穷大。根据爱因斯坦的第二个理论,即广义相对论的说法,极大的引力可以减慢时间流逝的速率,其效果与急速运行达到的效果相似。
所以,如果你能看到一个人正在掉入黑洞的话,你会发现这个人的运动速度变得越来越慢,到最后,等这个人抵达黑洞中心时,因为那时的引力达到了无穷大,时间将会停止,时间在那里将不复存在。
这听起来好像是天方夜谭,居然有这种能让时间完全停止的事物。但是我们之所以会这么想,只是因为我们生活在银河系宁静的角落里,给我们带来温暖的太阳的引力远没有达到极端状态,在我们所生活的这个世界之外,时间则处于另一种状态,它不仅无规律,而且混乱无序,甚至还会完全停止,虽然会出现这些奇异的状态,但有一种状态似乎永远不会出现在时间上,那就是回退状态。
而当你想到这种状态时都会觉得很怪,但毕竟我们所处的这个宇宙中存在着无尽的可能性。事实上,没有哪条物理定律说时间不能倒流,所以物理学家认为建造时光机是可能的,摆在我们面前的难题只是工程学方面的而已。因为我们已经有了建造时光机的理论构想,在微观世界中这种机器已经存在。
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