2021-04-02 07:48:07　来源: 知否
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网易科技《知否》栏目组（公众号：tech_163）本文简介了近期科学热文：1、5亿多年前神秘海怪是人类“祖先物种”5亿多年前，看起来像树叶、泪珠和卷绳状的无头海洋生物在原始海洋中捕食，最新研究表明，尽管这些地球原始生物与现今人类没有相似之处，但人体内某些重要基因源自这些远古神秘海怪，这些地球上最早、最原始的生物拥有决定身体对称性、感觉器官和免疫系统的基因，这些基因至今仍存在于人体之中。这些怪异的远古海洋生物是底栖物种，在海底四处觅食，它们的外形奇特，有的像树叶，在海底保持不动，以至于科学家几十年来一直争议它们是否是动物。2、埃及图坦卡蒙法老父亲的“真容”目前，科学家数字重建了埃及法老图坦卡蒙父亲的面容，制作出非常详细的五官特征，这是迄今为止对该男子最准确的容貌重建，但关于他的身份的长期疑问仍未得到解答。1907年，考古学家在埃及国王谷KV55墓室中发现该男子遗骸，他仅距离图坦卡蒙墓室几米远。100多年后，考古学家遗传分析表明，该尸骸属于图坦卡蒙亲生父亲，同时，其他考古线索表明该男子是奥克亨那坦法老(即图坦卡蒙的父亲)，在位时期是公元前1353-公元前1335年，然而，一些专家对该结论保持质疑，称该男子的真实身份仍不确定。3、85%长期新冠肺炎患者出现多种脑神经症状最新研究显示，许多长期新冠肺炎患者至少会经历4种神经系统症状，例如：脑雾、头痛、嗅觉或者味觉丧失，即使他们从未到医院接受初始治疗。研究人员分析了美国21个州100名长期新冠肺炎患者的身体状况，以上患者在最初出现新冠感染症状时均未住院，且存在持续6周以上的症状，平均而言，这些患者是首次患病后4-5个月就诊的。总体而言，85%受调者称至少出现4种神经系统症状，81%受调者存在脑雾症状，68%受调者出现头痛，60%表示感到身体麻木和刺痛，50%出现味觉或者嗅觉问题，47%出现眩晕，30%出现视力模糊，29%出现耳鸣。4、首张黑洞图像显示超强磁场科学家首次拍摄到黑洞周围磁场图像，可以解释黑洞如何向太空喷射大量的能量和物质。该黑洞位于梅西耶87星系中心，它是一个巨大的椭圆星系，距离地球5500万光年。最新研究表明，在黑洞周边出现部分偏振，这意味着光波在一个平面上发生振动，这是光穿过炽热、磁化空间的信号，它的存在意味着研究人员能够绘制出黑洞边缘的磁场。科学家发现黑洞边缘的磁场可能非常强大，足以将物质排出，否则这些物质将落入黑洞之中。最终，一般物质和能量流像聚光灯一样从黑洞及其周围星系喷射出来。5、为什么人类大脑比猿类大？大约500万-800万年前，人类和猿从一个共同祖先分化，此后一段时间，人类开始进化拥有更大的大脑，现今人类大脑是近亲黑猩猩大脑的3倍。目前，英国MRC分子生物学实验实验室博士后研究员西尔维娅·贝尼托·奎因斯基称，基于研究人员在实验室里培育的黑猩猩、大猩猩和人类的“迷你大脑”，我们发现之所以人类进化形成更大的大脑，是与人类独特的认知能力有关。在260万年前至11700年前之间，人类大脑经历了一次大幅变化，体积增加一倍。6、章鱼等头足类动物的睡眠周期与人类相似当章鱼在海底睡觉时，它们的皮肤有时会发出一系列颜色的脉冲，有时会变得苍白而平淡，一项小型研究表明，这些交替脉冲模式标志着章鱼睡眠周期的两个不同阶段。在“活跃睡眠”期间，章鱼皮肤上布满亮丽的颜色时，它可能正在经历类似人类的快速眼动睡眠，人们在快速眼动睡眠阶段会做梦，但目前并不知道章鱼等头足类动物是否也会做梦，如果会做梦，它们会梦到什么？7、太空照片呈现巨大船只困在苏伊士河美国一枚小型地球观测卫星从高空拍摄到“长赐号”货船堵塞在埃及的苏伊士运河，该货船的困境造成了河道堵塞，目前，运河已经疏通。这个鞋盒大小的立方体卫星拍摄到苏伊士运河交通混乱的鸟瞰图，据悉，该卫星能分辨出地面3米直径的特征。8、我们应该研究“死亡”星球在宇宙中寻找生命的重点通常是宜居环境，但为了揭晓生命是如何出现和传播的，以及可居住性的限制等问题，研究人员可能会考虑研究“死亡”星球，这里可能播种生命种子。调查没有生命的世界可以帮助科学家准确地了解宇宙中不适宜居住星球的比例，可能适宜居住但缺少生命的比例，以及是否一些星球部分空虚，部分覆盖着生命。同时，死亡星球也提供了一张白纸，科学家可以从头开始进行生命实验，如果研究人员将少量微生物释放到无生命的环境中，就可以了解到有机体传播的速度有多快，不同物种形成的顺序，以及生物如何改变当地的化学物质，最终开始与行星共同进化。这意味着未来登陆火星的宇航员可能发现某些细菌，将其引入火星表面，制造出农作物。
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本文来源：知否
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王凤枝_NT2541
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2024-01-05 15:52:49

《朗读者》刘慈欣朗读
我们生存在一个奇妙无比的宇宙中。只有凭借非凡的想象力才能鉴赏其年龄、尺度、狂暴甚至美丽。在这个极其广袤的宇宙中，我们人类所处的地位似乎微不足道。因此我们试图理解这一切的含义，并且了解我们在宇宙中的角色。几十年前，一位著名的科学家（有人认为是伯特兰·罗素）做了一次天文学讲演。他描述地球如何围绕太阳公转，而太阳又如何围绕着一个巨大的恒星集团的中心公转，我们把这个集团称作银河系。讲演结束之际，坐在屋子后排的一位小个子老妇人站起来说道：“你讲的是一派胡言，实际上，世界是驮在一只巨大乌龟背上的平板。”这位科学家露出高傲的微笑，然后答道：“那么这只乌龟站在什么上面呢？”“你很聪明，年轻人，的确很聪明，”老妇人说，“不过，这是一只驮着一只，一直驮下去的乌龟塔啊！”
当今大多数人会觉得，把我们的宇宙喻为一个无限乌龟塔的图像相当荒谬。但是我们凭什么就自认为了解得更好呢？暂时忘却你所知道的——或者认为你所知道的有关空间的知识。然后抬头凝视夜空。你对所有那些光点做何解释呢？它们是微小的火焰吗？它们究竟是什么？真是难以想象，因为这远远地超出了我们的日常经验。如果你是一位定期的观星者，你也许见到过，在晨昏时刻徘徊于地平线附近的闪烁光点。它是一颗行星，即水星，但是它和我们自己所在的这颗行星毫不相像。水星的一天相当于该行星年的2/3。太阳出来时，水星表面温度高达400摄氏度，而在深夜它几乎降到-200摄氏度。尽管水星和我们地球的差别如此之大，但更不可思议的是一个典型的恒星，恒星是一个每秒燃尽几十亿磅（1磅=454克）物质的巨大火炉，而它的核心温度达到几千万摄氏度。
行星和恒星究竟离我们多么遥远？这是另一桩难以想象的事。古代中国人建筑石塔以便更近地观测星空。以为恒星和行星比它们在实际上离我们近得多是很自然的事——在日常生活中，我们毕竟没有和巨大空间距离打交道的经验。它们离我们的距离是如此之遥远，用我们测量大多数长度的办法，即用英尺或者英里去度量，是没有什么意义的。取而代之，我们使用光年，那是光在一年中行进的距离。一束光在一秒钟内行进186000英里（1英里=1.6093千米），这样，一光年便是一个非常长的距离。除了我们的太阳，最近的恒星叫作比邻星（也叫半人马座α星），大约在4光年之外。这是那么遥远，甚至利用当今正在设计的最高速的宇宙飞船，也需要花费大约10000年才能到达那里。
古人曾努力尝试理解宇宙，但是他们还没有发展出我们所知道的数学和科学。今天我们拥有强有力的工具：诸如数学和科学方法的智力工具，以及电脑和望远镜等技术工具。科学家借助这些工具把大量关于空间的知识拼凑在一起。但是关于宇宙，我们究竟知道什么，并且我们何以得到这些知识呢？宇宙从何处来？它又向何处去？宇宙有一个开端吗？如果有的话，在此之前发生了什么？时间的本质是什么？它会到达一个终点吗？我们能在时间中返回到过去吗？物理学中最新的突破，使我们有可能为其中一些悬而未决的问题提供答案，而新技术是实现这些突破的部分原因。对我们而言，这些答案有朝一日会变得和地球围绕太阳公转那么显而易见——或许变得和乌龟塔一样荒谬，只有时间（不管其含义如何）才能裁决。
引自 第一章 我们的宇宙图像
2022-06-27 09:55:33
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第三章
膨胀的宇宙
P1宇宙群像如果在一个清澈无月的夜晚仰望星空，人们能看到的最亮的星体最可能是金星、火星、木星和土星这几颗行星，还有巨大数目的正像我们太阳但离开我们远得多的恒星。最近的恒星叫做比邻星，它离我们大约4光年那么远（从它发出的光大约花费4年才能到达地球），也就是大约23万亿英里的距离。其他大部分肉眼可见的恒星离开我们的距离均在几百光年之内。与之相比，太阳仅仅在8光分那么远！可见的恒星散布在整个夜空，但是特别集中在一条称为银河的带上（涡旋星系）。1924年，我们现代的宇宙图象才被奠定。美国天文学家埃德温·哈勃证明了，我们的星系不是唯一的星系。事实上，还存在其他许多星系，在它们之间是巨大的空虚的太空。我们的星系只是用现代望远镜可以看到的几千亿个星系中的一个，每个星系本身都包含有几千亿颗恒星。我们生活在一个宽约为10万光年并慢慢旋转着的星系中；在它的螺旋臂上的恒星围绕着它的中心公转一圈大约花费几亿年。我们的太阳只不过是一颗平常的、平均大小的、黄色的恒星，它位于一个螺旋臂的内边缘附近（图3.2）引自 第三章 膨胀的宇宙不同的恒星具有不同的光谱.可以从恒星的光谱得知它的温度。多普勒效应（频率和速度的关系）——警察利用多普勒效应的原理，靠测量射电波脉冲从车上反射回来的波长来测定车速。光的不同波长正是人眼看成不同颜色的东西，最长的波长出现在光谱的红端，而最短的波长在光谱的蓝端。斑点相离得越远，则它们相互离开得越快。 早期的宇宙一定是非常密集的、白热的。狄克和皮帕尔斯认为，我们应该仍然能看到早期宇宙的白热，这是因为从它的非常远的部分来的光，刚好现在才到达我们这儿。然而，宇宙的膨胀把光红移得如此厉害，现在只能作为微波辐射被我们观察到。正当狄克和皮帕尔斯准备宇宙最终会停止膨胀并开始收缩，还是将永远膨胀下去吗？要回答这个问题，我们必须知道现在的宇宙膨胀速度和它现在的平均密度。由测量星系离开我们的速度来确定现在的膨胀速度。这可以非常精确地实现。然而，因为我们只能间接地测量星系的距离，所以它们的距离知道得不很清楚。我们知道的不过是，宇宙在将所有这些暗物质加在一起，我们仍只能获得为停止膨胀必需的密度的十分之一左右。然而，我们不能排除这样的可能性，可能还有我们尚未探测到的其他的物质形式，它们几乎均匀地分布于整个宇宙中，它仍可能使得宇宙的平均密度达到停止膨胀所必需的临界值。所以，现在的证据暗示，宇宙可能会永远地膨胀下去。但是，所有我们能真正肯定的是，既然它已经至少膨胀了100亿年，即便宇宙将要坍缩，至少要再过这么久才有可能。这不应使我们过度忧虑——到那时候，除非我们已到太阳系以外开拓了殖民地，否则人类早就随着太阳的消灭而死亡殆尽！稳态理论——错误理论假定广义相对论是正确的，而且宇宙包含着我们观测到的这么多物质，则过去一定有过一个大爆炸奇点。现在几乎每个人都假定宇宙是从一个大爆炸奇点起始的。颇具讽刺意味的是，现在我改变了想法，试图去说服其他物理学家，事实上在宇宙的开端并没有奇点——正如我们将要看到的，一旦考虑了量子效应，奇点就事实上在宇宙的开端并没有奇点。我们在这一章已经看到，在不到半个世纪的时间里，人们几千年来形成的宇宙观被转变了。哈勃关于宇宙膨胀的发现，以及关于我们自己的行星在茫茫宇宙中微不足道的认识，只不过是起点而已。随着实验和理论证据的积累，人们越来越清楚地认识到，宇宙在时间上必须有个开端。直到1970年，在爱因斯坦广义相对论的基础上，彭罗斯和我才证明了它。这个证明显示，广义相对论只是一个不完全的理论，它不能告诉我们宇宙是如何开始的，因为它预言，所有包括它自己在内的物理理论都在宇宙的开端失效。然而，广义相对论宣称自己只是一个部分理论，所以奇点定理真正显示的是，在极早期宇宙中一定有过一个时刻，那时宇宙是如此之小，人们不能再不理会20世纪另一个伟大的部分理论，量子力学的小尺度效应。20世纪70年代初期，我们被迫从极其巨大范围的理论理解宇宙转变到从极其微小范围的理论理解宇宙。在我们努力将这两个部分理论结合成一个单一的量子引力论之前，下面首先描述量子力学这个理论。
2022-06-27 11:25:03
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第四章　不确定性原理（量子力学）
马克斯·普朗克量子假设——光波、X射线和其他波不能以任意的速率辐射，而只能以某种称为量子的波包发射（图4.1）。此外，每个量子具有确定的能量，波的频率越高，其能量越大。这样，在足够高的频率下，辐射单个量子所需要的能量比所能得到的还要多。因此，在高频下的辐射减少了，这样物体丧失能量的速率就变成有限的了。量子假设可以非常成功地解释观测到的热体的辐射发射率。但直到1926年另一位德国科学家威纳·海森伯提出著名的不确定性原理之后，人们才意识到它对决定论的含义。图4.1　马克斯·普朗克假设，光只能以波包或量子的形式出现，它是具有与其频率成比例的能量的一串波。光干涉的熟知例子是，肥皂泡上经常能看到颜色。这是因为从形成泡的很薄的水膜的两边的光反射引起的。白光由所有不同波长或颜色的光波组成，在从水膜一边反射回来的具有一定波长的波的波峰和从另一边反射的波谷相重合时，对应于此波长的颜色就不在反射光中出现，所以反射光就显得五彩缤纷。需要注意的是：即便每次一个地发出电子，条纹仍然出现。因此，每个电子准是在同一时刻通过两条小缝！和每个路径相关存在一对数：一个数表示波的幅度；另一个表示在周期循环中的位置（即相位）。从A走到B的几率是将所有路径的波加起来分子——是由一些原子因轨道上的电子围绕不止一个原子核运动而束缚在一起形成的，由于分子的结构，以及它们之间的反应构成了化学和生物的基础，除了受不确定性原理限制之外，在原则上，量子力学允许我们预言围绕我们的几乎一切东西。（然而，实际上对一个包含稍多电子的系统需要的计算如此之复杂，以至于使我们做不到。）看来，爱因斯坦广义相对论制约了宇宙的大尺度结构。它是所谓的经典理论；那就是说，它没有到考虑量子力学的不确定性原理，而为了和其他理论一致这是必需的。因为我们通常经验到的引力场非常弱，所以这个理论并没导致和观测的偏离，然而，早先讨论的奇点定理指出，至少在两种情形下引力场会变得非常强：黑洞和大爆炸。在这样强的场里，量子力学效应应该是非常重要的。因此，在某种意义上，经典广义相对论由于预言无限大密度的点而预示了自身的垮台，正如同经典（也就是非量子）力学由于隐含着原子必须坍缩成无限的密度，而预言自身的垮台一样。我们还没有一个完备的协调的统一广义相对论和量子力学的理论，但是我们已知这个理论所应有的一系列特征。在以下几章我们将描述这些对黑洞和大爆炸的效应。然而，此刻我们先转去介绍人类新近的尝试，他们试图将对自然界中其他力的理解合并成一个单独的统一的量子理论。
2022-06-28 09:08:36
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第五章　基本粒子和自然的力
豆瓣布朗运动——悬浮在液体中尘埃小颗粒的无规则随机运动——可以解释为液体原子和灰尘粒子碰撞的效应。电子具有的质量比最轻原子的一千分之一还小。卢瑟福-查德威克原子模型，电子绕着由质子和中子构成的微小的密集的核公转。质子和中子的组分是夸克——存在有几种不问类型的夸克：有六种“味”，这些味我们分别称之为上、下、奇、粲、底和顶。一个质子或中子由三个夸克组成，每个夸克各有一种颜色。一个质子包含两个上夸克和一个下夸克；一个中子包含两个下夸克和一个上夸克每种味都带有三种“色”，即红、绿和蓝。（必须强调，这些术语仅仅是标签：夸克比可见光的波长小得多，所以在通常意义下没有任何颜色这只不过是现代物理学家似乎更富有想象力地命名新粒子和新现象的方式而已一他们不再让自己受限制于希腊文！）夸克存在6种味，每一种又有3种颜色。和夸克一样，反夸克也存在6种味，每一种又有3种反颜色。我们可以创生由其他种类的夸克（奇、粲、底和顶）构成的粒子，但所有这些都具有大得多的质量，并非常快地衰变成质子和中子。被选为剑桥的卢卡斯数学教授（牛顿曾经担任这一教席，目前我担任这一职务）。狄拉克理论是第一种既和量子力学又和狭义相对论相一致的理论。它在数学上解释了为何电子具有二分之一的自旋，也即为什么将其转一整圈不能、而转两整圈才能使它显得一样。宇宙间所有已知的粒子可以分成两组：自旋为二分之一的粒子，它们组成宇宙中的物质；自旋为0、1和2的粒子，正如我们将要看到的，它们在物质粒子之间产生力。物质粒子服从所谓的泡利不相容原理。泡利不相容原理是说：两个类似的粒子不能存在于相同的态中，也就是说，在不确定性原理给出的限制下，它们不能同时具有相同的位置和速度。——如果世界在没有不相容原理的情形下创生，夸克将不会形成分离的轮廓分明的质子和中子，进而这些也不可能和电子形成分离的轮廓分明的原子。它们全部都会坍缩形成大致均匀的稠密的“汤”。在量子力学中，所有物质粒子之间的力或相互作用都认为是由自旋为整数0、1或2的粒子携带。所发生的是，物质粒子——譬如电子或夸克——发出携带力的粒子。这个发射引起的反弹，改变了物质粒子的速度。携带力的粒子然后和另一个物质粒子碰撞并且被吸收。这碰撞改变了第二个粒子的速度，正如同这两个物任何粒子都有会和它相湮灭的反粒子。（对于携带力的粒子，反粒子即为其自身）。也可能存在由反粒子构成的整个反世界和反人。然而，如果你遇到了反自身（图5.8），注意不要握手！否则，你们两人都会在一个巨大的闪光中消失殆尽。四种力——携带力的粒子按照其强度以及与其相互作用的粒子可以分成四个种类。第一种力是引力，这种力是万有的，也就是说，每一个粒子都因它的质量或能量而感受到引力。引力比其他三种力都弱得多。实引力子构成了经典物理学家称之为引力波的东西，它是如此之弱——并且要探测到它是如此之困难，以至于还从来未被观测到过。另一种力是电磁力。它比引力强得多：两个电子之间的电磁力比引力大约大100亿亿亿亿亿（在1后面有42个0）倍。电磁力在原子和分子的小尺度下起主要作用。第三种力称为弱核力。它负责放射性现象，并只作用于自旋为二分之一的所有物质粒子，而对诸如光子、引力子等自旋为0、1或2的粒子不起作用。对称自发破缺的性质。这意味着，在低能量下一些看起来完全不同的粒子，事实上发现都只是同一种粒子处于不同的状态，所有这些粒子在高能量下都有相似的行为。这第四种力是强核力。它将质子和中子中的夸克束缚在一起，并将原子核中的质子和中子束缚在一起。人们相信，称为胶子的另一种自旋为1的粒子携带强作用力，它只能与自身以及与夸克相互作用。强核力具有一种称为禁闭的古怪性质：它总是把粒子束缚成不带颜色的结合体。地球上的物质主要是由质子和中子，进而由夸克构成。除了少数由物理学家在大型粒子加速器中产生的以外，不存在由反夸克构成的反质子和反中子。我们从宇宙线中得到的证据表明，我们星系中的所有物质也是这样：除了少数当粒子和反粒子对进行高能碰撞时产生的以外，没有发现反质子和反中子如果在我们星系中有很大区域的反物质，则可以预料，在正反物质的边界会观测到大量的辐射。许多粒子在那里和它们的反粒子相碰撞、相互湮灭并释放出高能辐射。我们没有直接的证据，表明其他星系中的物质是由质子、中子还是由反质子、反中子构成，但两者必居其一，在单一的宇宙中不能有混合，否则我们又会观察到大量由湮灭产生的辐射。因此，我们相信，所有的星系是由夸克而不是反夸克构成1956年，两位美国物理学家李政道和杨振宁提出弱作用实际上不服从P对称。换言之，弱力使得宇宙和宇宙的镜像以不同的方式发展。同一年，他们的一位同事吴健雄证明了他们的预言是正确的。她把放射性原子的核排列在磁场中，使它们的自旋方向一致。实验表明，在一个方向比另一方向发射出更多的电子。次年，李和杨为此获得诺贝尔奖。J·W·克罗宁和瓦尔·费兹——发现，在某种称为K介子的衰变中，甚至连CP对称也不服从。1980年，克罗宁和费兹最终由于他们的研究而获得诺贝尔奖。（很多奖是因为显示宇宙不像我们曾经想象的那么简单而授予的！）早期宇宙肯定是不服从T对称的：随着时间前进，宇宙膨胀——如果它往后倒退，则宇宙收缩。而且，由于存在着不服从T对称的力，因此当宇宙膨胀时，相对于将电子变成反夸克，这些力将更多的反电子变成夸克。然后，随着宇宙膨胀并冷却下来，反夸克就和夸克湮灭，但由于已有的夸克比反夸克多，少量过剩的夸克就留了下来。正是它们构成我们今天看到的物质，由这些物质构成了我们自身。这样，我们自身之存在可认为是大统一理论的证实，哪怕仅仅是定性的而已；但此预言的不确定性到了这种程度，以至于我们不能知道在湮灭之后余下的夸克数目，甚至不知是夸克还是反夸克余下。（然而，如果是反夸克多余留下，我们可以简单地把反夸克称为夸克，夸克称为反夸克。）大统一理论不包括引力。在我们处理基本粒子或原子问题时这关系不大，因为引力是如此之弱，通常可以忽略它的效应。然而，它的作用既是长程的，又总是吸引的事实，表明它的所有效应是叠加的。所以，对于足够大量的物质粒子，引力会比其他所有的力都更重要。这就是为什么正是引力决定了宇宙的演化的缘故。甚至对于恒星大小的物体，引力的吸引会超过所有其他的力，并使恒星坍缩。我在70年代的工作集中于研究黑洞。黑洞就是由这种恒星的坍缩和围绕它们的强大的引力场产生的。正是黑洞研究给出了量子力学和广义相对论如何相互影响的第一个暗示——亦即尚未成功的量子引力论形态的一瞥。
2022-06-28 10:29:22
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第六章　黑洞
黑洞是如何形成的——质量很大的物体产生的引力导致光也无法逃逸1783年。可能存在大量这样的恒星，虽然由于从它们那里发出的光不会到达我们这里，我们不能看到它们；但是我们仍然可以感到它们引力的吸引。这正是我们现在称为黑洞的物体。它是名副其实的——在空间中的黑的空洞。恒星的生命周期起初，大量的气体（绝大部分为氢）受自身的引力吸引，而开始向自身坍缩而形成恒星、当它收缩时，气体原子越来越频繁地以越来越大的速度相互碰撞——气体的温度上升。最后，气体变得如此之热，以至于当氢原子碰撞时，它们不再弹开而是聚合形成氦。如同一个受控氢弹爆炸，反应中释放出来的在从印度来英国的旅途中，昌德拉塞卡算出了在耗尽所有燃料之后，多大的恒星仍然可以对抗自己的引力而维持本身。一个质量比大约太阳质量一倍半还大的冷的恒星不能维持本身以抵抗自己的引力。（这质量现在称为昌德拉塞卡极限。）如果一颗恒星的质量比昌德拉塞卡极限小，它最后会停止收缩，并且变成一种可图6.3　大质量恒星坍缩形成一个黑洞的时空图。：恒星的引力场改变了光线在时空中的路径，使之和如果没有恒星情况下的路径不一样。光锥是表示闪光从其顶端发出后在时空中传播的路径。光锥在恒星表面附近稍微向内弯折。在日食时观察从遥远恒星发出的光线，可以看到这种偏折现象。随着恒星收缩，其表面这样，存在一个事件的集合或时空区域，光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者现在我们将这区域称作黑洞，将其边界称作事件视界，而它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的那些路径相重合。切记在相对论中没有绝对时间。每个观测者都有自己的时间测量。由于恒星的引力场，在恒星上某人的时间将和在远处某人的时间不同。假定在坍缩星表面有一无畏的航天员和恒星一起向内坍缩。他按照自己的表，每一秒钟发一信号到一个围绕着该恒星转动的航天飞船上去。在他的表的某一时刻，譬如11点钟，恒星刚好收缩到它的临界半径以下，此时引力场强大到没有任何东西可以逃逸出去，他的信号再也不能传到航天飞船了。随着11点趋近，他的伙伴从航天飞船上观看会发现，从该航天员发来的一串信号的时间间隔越变越长。但是这个效应在10点59分59秒之前是非常微小的。在收到10点59分58秒和10点59分59秒发出的两个信号之间，他们只需等待比1秒钟稍长一点的时间，然而他们必须为11点发出的信号等待无限长的时间。按照航天员的手表，光波是在10点59分59秒和11点之间由恒星表面发出；从航天飞船上看，那光波被散开到无限长的时间间隔里。在航天飞船上这一串光波来临的时间间隔变得越来越长，所以从恒星来的光显得越来越红、越来越淡，最后，该恒星变得如此之朦胧，以至于从航天飞船上再也看不见它：所余下的一切只是空间中的一个黑洞。不过，此恒星继续以同样的引力作用到航天飞船上，使飞船继续围绕着形成的黑洞旋转。
但是由于以下的问题，上述场景不是完全现实的。一个人离开恒星越远则引力越弱，所以作用在这位无畏的航天员脚上的引力总比作用到他头上的大。在恒星还未收缩到临界半径而形成事件视界之前，这力的差别就足以将我们的航天员拉成意大利面条那样，甚至将他撕裂（图6.5）！引自 第六章 黑洞图6.5　一位航天员到达黑洞。当他接近事件视界时引力将其撕开事件视界，也就是时空中不可逃逸区域的边界，其行为犹如围绕着黑洞的单向膜：物体，譬如粗心的航天员，能通过事件视界落到黑洞里去，但是没有任何东西可以通过事件视界而逃离黑洞。（记住事件视界是企图逃离黑洞的光在时空中的路径，而且没有任何东西可以比光行进得更快。）人们可以将诗人但丁针对地狱J·H·泰勒和R·A·荷尔西由于对广义相对论的这一证实获得1993年的诺贝尔奖。大约3亿年后它们将会碰撞。围绕着太阳公转的地球即产生引力波。其能量损失的效应就要改变地球的轨道，使之逐渐越来越接近太阳，最后撞到太阳上，归于一种不变的状态。在地球和太阳的情形下，能量损失率非常小——大非旋转的黑洞必须是非常简单的；它们是完美的球形，其大小只依赖于它们的质量，并且任何两个这样的同质量的黑洞必须等同。任何非旋转恒星，不管其形状和内部结构如何复杂，在引力坍缩之后都将终结于一个完美的球形黑洞，其大小只依赖于它的质量。这种观点得到进一步计算的支持，并且很快就被大家接受。黑洞是科学史上极为罕见的情形之一，在没有任何观测到的证据说明其理论是正确的情形下，作为数学的模型被发展到非常详尽的地步。的确，这经常是黑洞反对者的主要论据：人们怎么能相信这样的物体，其仅有的证据是基于令人怀疑的广义相对论的计算呢？——证据：天空发射出射电波的规则脉冲的物体（脉冲星图6.10　一个正在公转的黑洞的强大引力场从它的伴星扯开物质，产生了朝事件视界旋进的吸积盘，以X射线形式的释放出的难以置信的能量是一个黑洞的表征。天文学家观测了许多系统，在这些系统中，两颗恒星由于相互之间的引力吸引而相互围绕着运动。他们还观察到了这样的系统，其中只有一颗可见的恒星这种系统中的一些，像叫做天鹅X-1的（图6.11）那样，也是强X射线源。对这现象的最好解释是，物质从可见星的表面被吹起来，当它落向不可见的伴星时，形成螺旋状运动（这和水从浴缸流出很相似），并且变得非常热，发出X射线（图6.12）。现在，在像我们的星系和两个名叫麦哲伦星云的邻近星系的系统中，我们还有几个类似天鹅X-1的黑洞的证据。然而，几乎可以肯定，黑洞的数量比这多得太多了！在宇宙的漫长历史中，很多恒星肯定烧尽了它们的核燃料并坍缩了：黑洞的数目甚至比可见恒星的数目要大得多。仅仅在我们的星系中，大约总共有1000亿颗可见恒星。这样巨大数量的黑洞的额外引力就能解释为何目前我们的星系以现有的速率转动：仅用可见恒星的质量是不足以说明这一点的我们还有某些证据表明，在我们星系的中心有一个大得多的黑洞，其质量大约是太阳的10万倍。星系中的恒星若十分靠近这个黑洞时，作用在它的近端和远端上的引力之差或潮汐力会将其撕开。它们的遗骸以及摆脱其他恒星的气体将落到黑洞上去。正如在天鹅X-1的情形那样，气体将以螺旋形轨道向里运动，并且被加热，虽然没有到那种程度。它没有热到足以发出X射线，但是它可以用来说明在星系中心观测到的非常致密的射电波和红外线源。在极早期宇宙的高温和高压条件下可能产生这样小质量的黑洞。为了说明恒星和星系的无规性是否导致形成相当数目的“太初”黑洞，依赖于早期宇宙中条件的细节。这样，如果我们能够确定现在有多少太初黑洞，我们就能对宇宙的极早期阶段了解很多。质量大于10亿吨（一座大山的质量）的太初黑洞，只能通过它们对其他可见物质或宇宙膨胀的影响被探测到。然而，正如我们
2022-06-29 11:05:08
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第七章　黑洞不是这么黑的：黑洞辐射
0.黑洞：定义为不能逃逸到远处的事件集合。落入黑洞将怎么样？光为什么逃不出黑洞？恒星收缩到某一临界半径，其表面的引力场如此之强，使得光锥向内偏折的如此厉害，以至于光线再也逃不出去。事件视界面积的非减性质给黑洞的可能行为加上了重要的限制。事实上，每当物质或辐射落到黑洞中去，这面积就会增大（图7.2）；或者如果两个黑洞碰撞并合并成一个单独的黑洞，这最后的黑洞的事件视界面积就会大于或等于原先黑洞事件视界面积的总和（图7.3）。1 信息量+信息熵（无序度的量度）=恒量（只黑洞面积定量：只要物体落入黑洞，黑洞的时间视界面积就会增加，那么事件视界的面积即是黑洞熵的量度）2.黑洞边界——即事件视界——是由刚好不能从黑洞逃逸，而只在边缘上永远盘旋的光线在时空里的路径形成的。（图7.0）这有点像从警察那里逃开，但是仅仅维持比警察快一步，而不能彻底逃脱的情景！宇宙视界——一个时间刚好能被观察到的时空界面。3. 黑洞辐射的存在似乎意味着，引力坍缩不像我们曾经认为的那样是最终的、不可逆转的。如果一个航天员落到黑洞中去，黑洞的质量将增加，但是最终这额外质量的等效能量将会以辐射的形式回到宇宙中去（图7.12）。这样，此航天员在某种意义上被“再循环”了。然而，这是一种非常可怜的不朽，因为当航天员在黑洞里被撕开时，他的任何个人的时间的概念几乎肯定都达到了终点！甚至最终从黑洞辐射出来的粒子的种类，一般来说都和构成这航天员的不同：这航天员所遗留下来的仅有特征是他的质量或能量。图7.8　如果黑洞存在，虚对的一个成员会落入黑洞并且成为实粒子另一成员会从黑洞邻近逃逸。图7.9　黑洞发出辐射，因此丧失能量和质量，黑洞变得更小，其辐射率随之增大。人们认为，黑洞最终在一次巨大的爆炸中完全消失。
2022-06-30 10:44:16
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第八章　宇宙的起源和命运
宇宙已经存在137亿年。太阳可存在50亿年（目前是第2代或第3代）。宇宙始于奇点？奇点不一定存在（量子力学）。奇点：数学上坟墓为0，其值趋近无穷大的点。由于这个奇点，在大爆炸之前即使存在事件，人们也不能用它们去确定其后所要发生的事。霍金的贡献——1引入量子力学，与引力理论结合，来考虑宇宙的诞生于演化。2如果存在奇点，则需要造物主；引入量子力学，则不需要造物主。目前基本认为奇点不存在。从爱因斯坦广义相对论本身就能预言：时空在大爆炸奇点处开始，并会在大挤压奇点处（如果整个宇宙坍缩的话）或在黑洞中的一个奇点处（如果一个局部区域，譬如恒星坍缩的话）结束。任何落进黑洞的东西都会在奇点处毁灭，在外面只能继续感觉到它的质量的引力效应。另一方面，当考虑量子效应时，物体的质量和能量似乎会最终回到宇宙的其余部分，黑洞和在它当中的任何奇点会一道蒸发掉并最终消失。量子力学对大爆炸和大挤压奇点也能有同等戏剧性的效应吗？在宇宙的极早或极晚期，当引力场如此之强，量子效应不能不考虑时，究竟会发生什么？宇宙究竟是否有一个开端或终结？如果有的话，它们是什么样子的？引自 第八章 宇宙的起源和命运“热大爆炸模型”：被广泛接受的宇宙历史在大爆炸时，宇宙体积被认为是零，所以是无限热，但是，辐射的温度随着宇宙的膨胀而降低。大爆炸后的1秒钟，温度降低到约为100亿度，这大约是太阳中心温度的1000倍，亦即氢弹爆炸达到的温度。（1）为何早期宇宙如此之热？（2）为何宇宙在大尺度上如此均匀？为何它在空间的所有点上和所有方向上看起来相同？尤其是当我们朝不同方向看时，为何微波辐射背景的温度几乎完全相同？在上述的模型中，从大爆炸开始光还没有来得及从一个遥远的区域到达另一个区域，即使这两个区域在宇宙的早期靠得很近。按照相对论，如果连光都不能从一个区域到达另一个区域，则没有任何其他的信息能做到。所以，除非因为某种不能解释的原因，导致早期宇宙中不同的区域刚好从同样的温度开始，否则没有一种方法能使它们达到相互一样的温度。（3）为何宇宙以这么接近于区分坍缩和永远膨胀模型的临界膨胀率开始，这样即使在100亿年以后的现在，它仍然几乎以临界的速率膨胀？如果在大爆炸后的1秒钟那一时刻其膨胀率哪怕小十亿亿分之一，那么在它达到今天这么大的尺度之前宇宙早已坍缩。（4）尽管宇宙在大尺度上是如此的一致和均匀，它却包含有局部的无规性，诸如恒星和星系。人们认为，这些是从早期宇宙中不同区域之间密度的细小差别发展而来的。这些密度起伏的起源是什么？图8.5　强人存原理假设，存在许多具有不同初始膨胀率和其他基本物理性质的不同的宇宙。只有一些适合于生命。人存原理可以解释为：“我们看到的宇宙之所以如此，乃是因为我们的存在。”人存原理有弱的和强的意义下的两种版本。弱人存原理是讲，在一个大的或具有无限空间和/或时间的宇宙里，只有在某些时空有限的区域里，才存在智慧生命发展的必要条件。因此，在这些区域中，如果智慧生物观察到他们在宇宙的位置满足他们存在必要的条件，他们就不应感到惊讶。这有点像生活在富裕街坊的富人看不到任何贫穷。强人存原理（图8.5）。按照这个理论，要么存在许多不同的宇宙，要么存在一个单独宇宙的许多不同的区域，每一个都有自己初始的结构，或许还有自己的一组科学定律这些宇宙中的大多数，不具备复杂机体发展的合适条件；只有在少数像我们的宇宙中，智慧生命才得以发展并能质疑：“为何宇宙是我们看到的这种样子？”答案很简单：如果它不是这个样子，我们就不会在这里！图8.8　宇宙在最初时的快速膨胀将宇宙展平，而且使膨胀率几乎成为临界值。奇点定理真正揭示的是，引力场变得如此之强，使量子引力效应变得十分重要：经典理论已经不能很好地描述宇宙。这样，人们必须用量子引力论去讨论宇宙的极早期阶段。正如我们将会看到的，在量子力学中，通常的科学定律有可能在任何地方都有效，包括时间开端这一点在内：不必针对奇点提出新的定律，因为在量子理论中不必存在任何奇点。
2022-07-01 11:28:08
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虚时间
虚时间：可能听起来像是科学幻想，但事实上，它是定义得很好的数学概念。如果你取任何平常的（或“实的”）数和它自己相乘，结果是一个正数。（例如2乘2是4，但-2乘-2也是这么多。）然而，存在一种特别的数（叫虚数），当它们自乘时得到负数（叫做i的数自乘时得-1，2i自乘得-4，等等）。欧几里得时空：我们利用虚的时间和欧几里得时空，可以认为仅仅是一个计算有关实时空的答案的数学手段（或技巧）。为了计算的目的，人们必须用虚数而不是用实数来测量时间。这对时空有一有趣的效应：时间和空间的区别完全消失。事件具有虚值时间坐标的时空称为欧几里得型的，它是采用建立了二维面几何的希腊人欧几里得的名字命名的。我们现在称之为欧几里得时空的东西，除了是四维而不是二维以外，其余的和它都非常相作为任何终极理论的一部分而不可或缺的第二个特征是爱因斯坦的思想，即引力场由弯曲的时空来代表：粒子在弯曲空间中试图沿着最接近于直线的某种路径走。但是因为时空不是平坦的，它们的路径看起来似乎被引力场折弯了。——这些弯曲的时空必须采用欧几里得模型。也就是，时间是虚的并和空间的方向不可区分。为了计算找到具有一定性质的，例如在每一点和每一方向上看起来都一样的实时空的概率，人们把和所有具有这性质的历史相关联的波叠加起来即可。在广义相对论的经典理论中，可能有许多不同的弯曲时空，每一个对应于宇宙不同的初始态。如果我们知道我们宇宙的初始态，我们就会知道它的整个历史。类似地，在量子引力论中，宇宙可能存在许多不同的量子态。同样地，如果我们知道在历史求和中的欧几里得弯曲时空在早先时刻的行为，我们就会知道宇宙的量子态。引自 第八章 宇宙的起源和命运时空没有边界（时空是有限而“无界”的思想）——量子引力论开辟了另一种新的可能性，在这里时空没有边界，所以没有必要指定边界上的行为。这里不存在在该处科学定律崩溃的奇点，也就是不存在在该处必须祈求上帝或某些新的定律给时空设定边界条件的时空边缘。人们可以说：“宇宙的边界条件是它没有边界。”宇宙便是完全自足的，而不受任何外在于它的东西影响。它既不被创生，也不被消灭。它就是存在。(时间和空间共同形成一个在尺度上有限却没有任何边界或边缘的面)时空有可能在范围上是有限的，却没有形成边界或边缘的奇点。时空就像是地球的表面，只不过多了两维。地球的表面在范围上是有限的，但它没有边界或边缘：如果你朝着落日的方向驾船，你不会掉到边缘外面或陷入奇点中去。（因为我曾经环球旅行过，所以知道！）引自 第八章 宇宙的起源和命运我近期的工作似乎使我早期研究奇点的工作成果完全付诸东流。但是正如上面指出的，奇点定理的真正重要性在于，它们指出引力场必然会强到不能无视量子引力效应的程度。这接着导致也许在虚时间里宇宙的尺度有限但没有边界或奇点的观念。然而，当人们回到我们生活其中的实时间时，那里仍会出现奇点。陷进黑洞的那位可怜的航天员的结局仍然是极可悲的；只有当他在虚时间里生活，才不会遭遇到奇点。——上述这些也许暗示所谓的虚时间才是真正的实时间，而我们叫做实时间的东西恰恰是子虚乌有的空想的产物。在实时间中，宇宙具有开端和终结的奇点，这奇点构成了科学定律在那里失效的时空边界。但是，在虚时间里不存在奇点或边界。所以，很可能我们称作虚时间的才真正是更基本的观念，而我们称作实时间的反而是我们臆造的，它仅仅有助于我们描述我们认为的宇宙模样，如此而已。科学理论只不过是我们用以描述自己观察的数学模型：它只存在于我们的头脑中。所以去问诸如这样的问题是毫无意义的：“实的”或“虚的”时间，哪一种是实在的？这仅仅是哪一种描述更为有用的问题。如果宇宙的的确确是完全自足的，没有边界或边缘，它就既没有开端也没有终结：它就是存在。那么，还会有造物主存身之处吗？
2022-07-01 15:19:34
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第九章　时间箭头（三种）
虚时间是不能和空间方向区分的。如果一个人能往北走，他就能转过头并朝南走；同样的，如果一个人能在虚时间里向前走，他应该能够转过来并往后走。这表明在虚时间里，往前和往后之间不可能有重要的差别。宇宙的无边界条件和弱人存原理一起能解释为何所有的三个箭头指向同一方向。时间之沙只往一个方向流动，当宇宙的更漏倒置时，这个方向会改变吗？
2022-07-01 17:13:14
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第十章　虫洞和时间旅行
宇宙弦：是弦状的物体，它具有长度，但是截面很微小。实际上，它们更像在巨大张力下的橡皮筋，其张力大约为1亿亿亿吨。把一根宇宙弦系到地球上，就会把地球在三十分之一秒的时间里从每小时零英里加速到每小时60英里。宇宙弦初听起来像是科学幻想物，但有理由相信，在早期宇宙中由在第五章讨论过的那种对称破缺机制可以形成宇宙弦。因为宇宙弦具有巨大的张力，而且可以从任何形态起始，所以它们一旦伸展开来，就会加速到非常高的速度。如果宇宙初始就没有时间旅行必需的曲率，我们能否随后把时空的局部区域卷曲到这种程度，直至允许时间旅行？——飞船的速度<光速虫洞：就是一个时空细管，它能把两个相隔遥远的几乎平坦的区域连接起来（图10.4）。时空不同区域之间的虫洞的思想并非科学幻想作家的发明，它的起源是非常令人尊敬的。1935年爱因斯坦和纳珍·罗森写了一篇论文。在该论文中他们指出广义相对论允许他们称为“桥”，而现在称为虫洞的东西。虽然在通常的空间中地球和半人马座α相隔20万亿英里，而通过虫洞的距离却只有几百万英里。这样，虫洞正和其他可能的超光速旅行方式一样，允许人们逆时旅行。图10.5　一位空间旅行者可以利用相对于地球静止的虫洞作为从事件A到B的捷径，然后通过一个运动的虫洞返回，并且在他出发之前回到地球。在平板之间存在更少虚光子的事实意味着，它们的能量密度比它处更小。选择历史假说。其思想是，当时间旅行者回到过去，他就进入和记载的历史不同的另外历史中去（图10.9）。这样，他们可以自由地行动，不受和原先的历史相一致的约束。史蒂芬·斯匹柏十分喜爱影片《回归未来》中的创意：玛提·马克弗莱能够回到过去，而且把他双亲恋爱的历史改得更令人满意。
2022-07-01 18:18:25
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黑洞是物质基本粒子结构坍缩形成的，而物质基本粒子也是由能量坍缩形成的，宇宙有两阶段的坍缩，第一阶段是宇宙诞生时的坍缩，诞生了物质基本粒子，第二阶段是物质基本粒子的坍缩，诞生了黑洞。1. 质能方程揭示的黑洞爱因斯坦的质能方程 E_{0}=m_0 c^2 描述了动辐射与静质量的相互转化，如果假设宇宙诞生于似动若静的虚无态，这个虚无态的极限值为零，则质能方程也描述了从虚无中对称诞生的静物质与动辐射，质能方程可改写为 m_0 c^2+m_0i^{2}=0 ，其中 i 为虚数单位，因为动与静的性质相反。由质能方程的改写表达式可知，宇宙诞生于动静的相对性，从虚无中坍缩出物质的同时，也发散出引力波，当物质裂变为正反物质时，引力波对称地裂变为左右旋的背景辐射。新诞生的物质接近于零速度，由强劲的背景辐射将它们推离，背景辐射推离物质粒子后，宇宙大爆发才开始。当中子星支撑不了自己的质量后，物质基本粒子就坍缩了，中子星蜕变为黑洞。根据质能方程的改写式，黑洞诞生过程中对称地产生了新的物质静能和辐射动能，但两种能量的代数和仍然为零。中子星众多的基本粒子坍缩为一个物质粒子，所以黑洞的本体尺寸不是无限小，由普朗克常数确定，而黑洞本体是一个普朗克作用量子。与物质坍缩对称的辐射动能是引力波，由于中子星均匀地向其核心坍缩，与其对称的引力波也是均匀地向空间扩散，引力波将一直保持其空间的连续性，而不裂变为引力子，宇宙中不存在引力子。引力波与引力场的方向相反，整体上可以看作是中子星爆发时引力场的波动，引力场波动之后，引力势将增强。引力波与光波有相干作用，所以能检测到引力波。引力波只在物质坍缩时对称产生，所以两个黑洞相撞时不会发出引力波。宇宙之初，物质粒子从接近于静止状态被背景辐射相互推离，没有机会再次坍缩，所以不存在宇宙初期的婴儿黑洞或原初黑洞。2. 宇宙观测中的黑洞下面的两张截图来自于李惕碚院士的讲座视频《 爱因斯坦弯曲时空陷阱与周培源—彭桓武时空观》，通过该图可以形象地理解黑洞。上图中最上面红黄蓝三色的椭球，红色区域对应着星系，蓝色区域对应星系际中心区域，绿色区域对应星系际过渡区域，黑洞居于星系的中心。最下面的椭球显示，宇宙由星系和星系际中心区相互缠绕着构成，仿佛海量的峰谷错落，每个谷底至少有一颗黑洞。彭罗斯认为，广义相对论必然使黑洞变成时空奇点，这是因为爱因斯坦的几何逻辑以魏尔斯特拉斯的极限取值法为基础，如何仍以牛顿的极限逼近法为基础，则黑洞受普朗克常数的限制，不会坍缩为无限小，而是坍缩为一个普朗克作用量子，黑洞巨大的引力静质量被一个作用量子的动能量聚散着，作用量子的时空元决定了黑洞的实体边界。下图中强烈的黑洞喷流，是黑洞蚕食物质时的动静相对效应，与宇宙和黑洞诞生时的动静相对一样，其原理都来自于形而上学的阴阳对称。黑洞蚕食物质是缓变的过程，不会辐射引力波，代之以粒子喷流，粒子喷流将与静质量相对产生的动能量带走。而缓慢跌落的“静质量”在黑洞视界处以接近光速围绕着黑洞本体转动，“静质量”与粒子喷流可以使用数学上的旋度公式来描述。与粒子喷流相对，黑洞的引力场也在缓慢地增强，与此相反，太阳的引力场是缓慢减弱的，因为太阳消耗的是本体物质。3. 黑洞视界处的景象任何物质结构在黑洞视界处都会被潮汐力扯碎，这种潮汐力是黑洞引力趋势与物质速度趋势相互作用形成的，其方向为向心径向与切向合成的圆周方向，引力趋势使物质聚合，切向速度趋势使物质散开，所以扯碎物质结构的不是引力，而是由引力趋势阴阳转化而成的速度趋势。黑洞引力场将物质加速到接近光速的状态，围绕黑洞本体以接近光速转动的物质之间将会发生对撞，这种对撞伴随着巨大的动能，与静态下正反物质吸合湮灭的景象不同，在进行着质能反复转化的同时伴随着众多的能量碎片，静质量、动辐射和能量碎片搅成了“一团浆糊”，静质量这团浆糊中缓慢地跌落。王贻芳院士搞的大型对撞机项目，基本粒子在接近光速状态下的对撞，类似于黑洞视界处的景象，因为宇宙诞生时物质是从接近静止状态被加速的，所以大型对撞机项目不能模拟宇宙之初的物质诞生，而只能模拟黑洞视界处的物质毁灭。大型对撞机中产生的希格斯粒子，在接近光速时诞生后马上就衰变，只留下湮灭时的遗迹，没有作为基本粒子的普朗克作用量子内含的时空元，所以希格斯粒子不是基本粒子而是能量碎片，“上帝粒子”只不过是能量碎片。4. 黑洞与白洞上图橙蓝相间的峰谷椭球中，橙色谷底处至少有一个黑洞，蓝色峰顶与之阴阳对称，其背景辐射强于引力场，物质粒子被加速散开，那么，其中心是否存在诞生物质和辐射的白洞呢？不会的。物质和辐射对称诞生的前提是阴阳未分，宇宙观察中能够测量到背景辐射的信息，其前提是阴阳已经区分了。宇宙遵循着量守恒原理，量守恒是宇宙秩序的最初源头，是数学的第一原理。宇宙诞生自虚无复归于虚无，其代数和总量一直是零；但其算术和总量，在宇宙之初有一个确定量，黑洞诞生后，这个确定量一直在增加，直到宇宙物质聚合为一个宇宙级黑洞，宇宙级黑洞关闭时空时，宇宙的算术量达到了最大值。宇宙级黑洞关闭宇宙之后，宇宙时空序列已经结束了，但阴阳的过程序列仍然存在，这个过程序列是形而上的。宇宙终结之后，根据阴阳的过程序列，宇宙级黑洞慢慢消融，消除到虚无之后，完成了阴阳演化的一个完整周期。宇宙从虚无中诞生，与宇宙级黑洞相对的白洞，其实质就是从老子的虚无中翻转而出的“玄牝”。背景信息请阅：人类有希望走出银河系吗?