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第二百七十一章

    “好的,谢谢你,许教授!”

    量子教皇玻尔:“当所有人都不去看月亮的时候,谁能够证明它存在?”仿佛冥冥之中,有一双“神奇”的眼睛在盯着我们。当我们不观测时,一切都是一种混沌的存在,电子、质子、光子等微观粒子按照自己的波函数弥散在时空中。当发现我们观测时,所有混沌存在的概率波,唰~从无影无形的波,变成了客观存在的微观粒子。

    20世纪初,物理学的大厦雄伟壮阔,金碧辉煌。经典力学、经典电磁学、经典热力学等共同构筑了物理学大厦的坚实基础。小到烧开一壶热水,大到宇宙星系的运行,仿佛一切都在人类的掌控之中。物理学家们不仅感叹,物理学已发展到尽头,以后只需要修修补补,或者将物理常量测量的更精确一点而已。

    然而,天有不测风云,量子力学的横空出世,将当时科学界拍的一脸懵逼。

    他站起来,出乎意料地拥抱了一下许韵之,告辞了。

    1917年,光电效应证明能量是量子化的。这是第一个反直觉的存在:直觉上,光是一种连续的存在;但试验证明,它是由光子构成,是离散的。但正是这个反直觉实验,正式宣告了量子力学开始登上历史舞台。

    接下来,就是物理学历史上十大经典试验之首:电子的双缝干涉实验。它所揭示的微观世界法则,足以撼动整个经典物理学大厦,甚至颠覆了人类对物质世界的认知。平行宇宙理论、多维空间理论、全息宇宙理论等匪夷所思的科学理论,都是由它开始。在这个实验之后,绝对客观存在的物质世界崩塌了!

    在这个试验之前,电子是一种粒子,是当时科学界的共识。康普顿散射实验深刻证明了这一点,他用电子束去撞击原子核,发现许多电子发生了偏转,甚至反弹。通过计算,偏转角度和经典弹性粒子的相撞规律符合的很好。

    他带着安妮回到自己的房间,张静怡正在等他:“你去哪了,我等你好一会儿了!”

    近距离伽马暴可能灭绝任何比微生物更加复杂的生命形式。由此,两位天文学家声称,只有在大爆炸发生50亿年之后,只有在10%的星系当中,才有可能出现类似地球上这样的复杂生命。

    宇宙或许比先前人们想象的要更加孤单。两位天体物理学家声称,在可观测宇宙预计约1000亿个星系当中,仅有十分之一能够供养类似地球上这样的复杂生命。而在其他任何地方,被称为伽马暴的恒星爆炸会经常性地清除任何比微生物更加复杂的生命形式。两位科学家说,这些的爆炸还使得宇宙在大爆炸后数十亿年的时间里,无法演化出任何复杂的生命。

    科学家一直在思考这样一个问题,伽马暴有没有可能近距离击中地球。这种现象是1967年被设计用来监测核武器试验的人造卫星发现的,目前大约每天能够检测到一例。伽马暴可以分为两类。短伽马暴持续时间不超过一两秒钟;它们很可能是两颗中子星或者黑洞合二为一的时候发生的。长伽马暴可以持续数十秒钟,是大质量恒星耗尽燃料后坍缩爆炸时发生的。长伽马暴比短伽马暴更罕,但释放的能量要高大约100倍。长伽马暴在短时间内发出的伽马射线,可以比全宇宙都要明亮。

    持续数秒的高能辐射本身,并不会消灭附近一颗行星上的生命。相反,如果伽马暴距离足够近,它产生的伽马射线就有可能触发一连串化学反应,摧毁这颗行星大气中的臭氧层。没有了这把保护伞,这颗行星的“太阳”发出的致命紫外线就将直射行星地表,长达数月甚至数年——足以导致一场大灭绝。

    这样的事件发生的可能性有多高?在即将发表在《物理评论快报》(PhysicalReviewLetters)上的一篇论文中,以色列希伯莱大学的理论天体物理学家斯维·皮兰(TsviPiran)和西班牙巴塞罗纳大学的理论天体物理学家保罗·希梅内斯(RaulJimenez)探讨了这一灾难性的场景。

    天体物理学家一度认为,伽马暴在星系中气体正迅速坍缩形成恒星的区域里最为常见。但最近的数据显示,实际情况要复杂许多:长伽马暴主要发生在“金属丰度”较低的恒星形成区域——所谓“金属丰度”,是指比氢和氦更重的所有元素(天文学家所说的“金属”)在物质原子中所占的比例。

    利用我们银河系中的平均金属丰度和恒星的大致分布,皮兰和希梅内斯估算了银河系内两类伽马暴的发生几率。他们发现,能量更高的长伽马暴可以说是真正的杀手,地球在过去10亿年间暴露在一场致命伽马暴中的几率约为50%。皮兰指出,一些天体物理学家已经提出,可能正是伽马暴导致了奥陶纪大灭绝——亿年前的全球灾变,消灭了地球上80%的生物物种。

    接下来,这两位科学家估算了银河系不同区域内一颗行星被伽马暴“炙烤”的情形。他们发现,由于银河系中心恒星密度极高,距离银心6500光年以内的行星在过去10亿年间遭受致命伽马暴袭击的几率高达95%以上。他们总结说,复杂生命通常只可能生存于大型星系的外围。(万光年。)

    其他星系的情况更不乐观。与银河系相比,大多数星系都更小,金属丰度也更低。因此,两位科学家指出,90%的星系里长伽马暴都太多,导致生命无法持续。不仅如此,在大爆炸后大约50亿年之内,所有星系都是如此,因此长伽马暴会导致宇宙中不可能存在任何生命。

    90%的星系都是不毛之地吗?美国沃西本恩大学的物理学家布莱恩·托马斯(BrianThomas)评论道,这话说得可能有点太过。他指出,皮兰和希梅内斯所说的伽马射线照射确实会造成不小的破坏,但不太可能消灭所有的微生物。“细菌和低等生命当然有可能从这样的事件中存活下来,”皮兰承认,“但对于更复杂的生命来说,伽马射线照射确实就像按下了重启按钮。你必须一切重头开始。”

    皮兰说,他们的分析对于在其他行星上搜寻生命可能具有现实意义。几十年来,SETI研究所的科学家一直在用射电望远镜,搜寻遥远恒星周围的行星上可能存在的智慧生命发出的信号。不过,SETI的科学家主要搜寻的都是银河系中心的方向,因为那里的恒星更加密集。而那里正是伽马射线导致智慧生命无法生存的区域。皮兰说,“或许我们应该朝完全相反的方向去寻找。”

    “我去了下科学院,”他说:“怎么啦,你等我有事?”

    广义相对论告诉我们:在非球对称的物质分布情况下,物质运动,或物质体系的质量分布发生变化时,会产生引力波。

    在宇宙中,有时就会出现如致密星体碰撞并合这样极其剧烈的天体物理过程。过程中的大质量天体剧烈运动扰动着周围的时空,扭曲时空的波动也在这个过程中以光速向外传播出去。因此引力波的本质就是时空曲率的波动。打个比喻,如果将时空看成一张大橡胶膜,用小球代替天体,被放在橡胶膜上时,球的质量会把橡胶膜往下压。这时,如果在旁边再放一颗球,两颗球分别造成的“时空弯曲”会让它们逐渐滚向对方。当它们互相加速运动时,产生的“涟漪”就是引力波。宇宙中大质量天体的加速、碰撞和合并等事件都会形成强大的引力波。由此,在物理学上,引力波被赋予如诗般的名字——宇宙中泛起的“时空涟漪”。

    1915年,爱因斯坦提出的广义相对论,认识到引力是一种非常特殊的相互作用。广义相对论论证的一个重点就是,引力的本质是时空几何在物质影响下的弯曲。1916年,爱因斯坦又在广义相对论框架下发表论文,论证了引力的作用以波动的形式传播。这就是引力波的由来。引力波最初只是爱因斯坦的一个理论构想,来源于方程式的推导,而非真实的实验观察。

    力的传导是靠引力波,那么引力波是什么?

    “到你这里来坐坐不可以吗?”张静怡笑道。一转眼,她看到跟在他身后的安妮了:“她是谁?”

    戴森球“理论是美国杰出的物理学家、曾经爱因斯坦的助手弗里曼·戴森1960年提出来的,是一种宇宙文明发展到一定程度建造的巨大人造天体的理论。

    这种理论的内容是在距恒星1-2亿公里的轨道,建造一个包围恒星的巨大人造结构,最大限度的利用恒星能源,形成巨型的核聚变能源装置,是文明获得恒星系统最大的能源能力。

    “她叫安妮,是贞姐身边的人,”他说。

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