4月10日晚,也就是昨天晚上。在全球科學家共同努力下,人類首次看到黑洞的照片。距離1915年愛因斯坦發表廣義相對論預言黑洞的存在,過去一百多年了。它位於室女座一個巨橢圓星系M87的中心距離地球5500萬光年質量為太陽的65億倍。
黑洞的可觀察,不僅驗證了愛因斯坦相對論的正確性,更開啟了物理學的新紀元。黑洞從理論物理正式進入了實驗物理。下一個階段的物理學新發現將圍繞著黑洞展開。
黑洞可以說是最好的加速器,而且還是免費的。在實驗室完成不了的實驗,可在宇宙這個大實驗室裡完成。我們需要做的只是如何製造出高精度的觀察、檢測設備。
理論假設
物質是能量的容器,物體(質量)好比能量的容器,如果給一個物體不斷增加能量,這個過程可以是持續的大火加熱或者乾脆一點直接丟進黑洞,該物體的形態變化必然是向著容納更多能量的方向變化。在這個過程中所有力的存在都是為了物體內部存儲更多的能量。如溫度升高(內部分子動能增加、激烈運動),氣化或爆炸(每個分子承載更多的動能),旋轉(旋轉動能角動量),電磁場(量子能量增加)等等。
物質體系內部的能量變化,決定內部力的性質是斥力還是引力為主。如由衛星地球組成的簡單系統(不考慮其他因素),衛星隨著地球同步運轉可以看作引力等斥力。當給衛星加速,衛星地球體系能量增加,體系為了存放更多的能量,會產生斥力,把衛星推向遠方,增加衛星地球之間的引力勢能來存放多餘的能量。當給衛星減速,衛星地球體系能量減少,體系釋放能量,引力做功,把衛星拉向地球,減少衛星地球之間的勢能來釋放多餘的能量。綜上所說,力的吸引與排斥取決於地球衛星系統變化的方向是增加或是減少。力的存在很巧妙地維持了系統的能量守恆。
同樣在微觀領域,氫原子電子圍繞原子核運動,當電子接收能量(如吸收光子),電子動能增加,電子與原子核表現斥力,電子軌道躍遷,增加勢能來存放吸收光子的能量。那麼什麼是力呢?力的意義是什麼呢?我相信你已經得到你自己的答案了。
現有物理理論的融合與完善
現有物理理論是否能包括宇宙一切現象嗎?是否有超微觀或者超宏觀呢?宏觀與微觀的節點在哪?有沒有跨越宏微觀的問題呢?我拿起一根粉筆頭,投進黑洞,你給我分析一下,這個粉筆頭會有怎麼樣的遭遇?假設有一臺可以觀察得到任何物體的追蹤攝像機,一路追蹤粉筆頭,我想你肯定能找到你想要的答案。
思考
Q1,把一個光子扔黑洞(黑洞是最好的加速器,而且免費哦),隨著光子能量的增加,光子頻率會無限紅移嗎?它的極限頻率是多少?會轉變成為實物粒子然後再度分裂嗎?
Q2,把一個射向無邊無際宇宙邊緣的光子,它會無限藍移嗎?最終歸宿是氣空力盡被引力再拉回來,還是會被拉直、抹平成為時空的一部分(弦理論,膜理論認為粒子是時空弦或者時空膜摺疊點)?