我們都聽說(shuō)過(guò)愛因斯坦的廣義相對(duì)論,這是一種描述引力的理論,也成引力模型。廣義相對(duì)論指出,質(zhì)量和能量會(huì)扭曲時(shí)空,形成所謂的引力場(chǎng),而其他物體則會(huì)沿著這個(gè)彎曲的時(shí)空路徑運(yùn)動(dòng)。
廣義相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)中最重要的理論之一,它不僅影響了天文學(xué)和宇宙學(xué)領(lǐng)域,還對(duì)物理學(xué)的其他領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,如粒子物理學(xué)和量子場(chǎng)論等。
引力場(chǎng)會(huì)形成引力波,有點(diǎn)像扔在池塘里的石頭會(huì)在水里產(chǎn)生一圈一圈的漣漪。這種引力波可以穿過(guò)空間,據(jù)說(shuō)是唯一可以在不同維度空間里穿透的力,在《星際穿越》這部電影中,主人公庫(kù)珀就是通過(guò)引力波在五維空間通過(guò)控制手表指針和書本的緩慢運(yùn)動(dòng)與自己的女兒進(jìn)行一種電碼的交流。
同時(shí),引力場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生的時(shí)空扭曲,而這種影響已經(jīng)對(duì)我們的科技提供了理論基礎(chǔ),在《生命時(shí)宇宙的偶然嗎》一書中,作者指出:? ??? ? ? ?
諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)之類的現(xiàn)代技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。該技術(shù)把地球周圍時(shí)空的微小變形也考慮在內(nèi)了。如果GPS不把這一小小失真考慮在內(nèi),它就不是把你導(dǎo)到你自己家的車道上,而是導(dǎo)到鄰居家的車道上去了!
這就是引力模型的魅力,一個(gè)偉大的模型,連發(fā)現(xiàn)者愛因斯坦都不敢想象它能還能做出多少令我們意想不到的預(yù)測(cè):? ? ?? ? ? ?
愛因斯坦的引力模型獨(dú)樹一幟。因?yàn)樗A(yù)言了三種自然界中存在著的現(xiàn)象。 ? ? ? ? ? ? ? ?這三種自然奇跡是黑洞、暗能量和膨脹中的宇宙。? ? ?
膨脹中的宇宙我們昨天已經(jīng)談到了。黑洞是什么呢?就是當(dāng)一個(gè)質(zhì)量很大的物體,通常是恒星內(nèi)核發(fā)生坍縮導(dǎo)致質(zhì)量繼續(xù)增大,大到其壓力超過(guò)了核力和電磁力的作用后,就變成了一個(gè)非常小的黑洞,但是質(zhì)量又非常大,可以理解為其密度十分高,質(zhì)量越大的物體其引力就越大,就能吸引其附近的任何物質(zhì)進(jìn)來(lái),黑洞對(duì)光的吸收也很特殊,因?yàn)楣鉄o(wú)法逃脫黑洞的引力,所以黑洞看起來(lái)就像一個(gè)非常黑暗的區(qū)域,因?yàn)闆]有光線從中逃脫。
第三種是暗能量,提到暗能量,又不得不提到暗物質(zhì)。在我們這個(gè)宇宙中,普通物質(zhì)只占5%,包括咱們看到的星系,剩下的25%是暗物質(zhì),70%是暗能量。在書中指出:? ? ? ? ??
暗物質(zhì)”應(yīng)該稱為“不可見物質(zhì)”,因?yàn)樗粫?huì)與光產(chǎn)生相互作用,所以也不會(huì)產(chǎn)生陰影,因此完全不可見。它不具有把原子結(jié)合在一起的力,所以它也不能形成原子;事實(shí)上,它能直接從普通物質(zhì)中穿過(guò)。
暗物質(zhì)也和各種形式的物質(zhì)一樣,也會(huì)對(duì)周圍的世界產(chǎn)生引力。
宇宙中充滿了暗物質(zhì),大約是普通物質(zhì)的6倍。
暗物質(zhì)也是星系內(nèi)部能夠穩(wěn)定存在的原因,否則,星星之間將更為松散,我們的銀河系也難以形成。
暗能量更是一種神奇的能量,就藏生在現(xiàn)在你我的四周,我們還是繼續(xù)引用書中的解釋:? ? ? ? ? ?
暗能量被認(rèn)為是空的空間本身的質(zhì)量。 ? ? ? ? ? ? ? ?如果空間確實(shí)是一種物質(zhì),且有質(zhì)量,那么它就會(huì)讓空間膨脹得比普通物質(zhì)更快。 ? ? ? ? ? ? ? ?空間的質(zhì)量并沒有隨著宇宙的膨脹而稀釋,因?yàn)樾碌目臻g帶來(lái)了新的質(zhì)量。 ? ? ? ? ? ? ? ?暗能量能調(diào)整宇宙膨脹的步伐:如果宇宙膨脹的速度太慢,大爆炸的熱量就會(huì)把最簡(jiǎn)單的元素氫消耗殆盡。 ? ? ? ? ? ? ? ?100億億立方英里的空間才相當(dāng)于一勺糖的重量。
我們看到暗能量的重量是非常輕的,輕到可以忽略不計(jì),但是又由于它無(wú)處不在,卻有實(shí)實(shí)在在地占據(jù)了宇宙的大部分質(zhì)量,也正是有了它,宇宙才能加速膨脹,而且我們觀測(cè)不到的地方甚至超過(guò)光速。但是在地球上,改無(wú)法利用現(xiàn)有手段觀測(cè)到暗能量,目前只能通過(guò)觀測(cè)到宇宙微波背景輻射、超新星爆發(fā)和星系團(tuán)的分布等數(shù)據(jù)來(lái)分析推斷。
雖然,我們對(duì)于暗物質(zhì)和能量的研究還處于早期。對(duì)我們也是一種知識(shí)的拓展??盏目臻g也有質(zhì)量,那么它又還不算物質(zhì),只是一種能量形式,或許物質(zhì)和能量之間本身就是種模糊的概念,物質(zhì)只是能量的另一種表現(xiàn)形式,而一切就像超弦理論說(shuō)的一樣,不過(guò)是弦的振動(dòng)形式。我們這個(gè)宇宙的一切不過(guò)是由一個(gè)母宇宙的琴?gòu)棾鰜?lái)的華麗樂(lè)章。