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愛(ài)丁頓（Eddington，1882-1944），相信相對(duì)論，決定去完成愛(ài)因斯坦交給天文學(xué)家的這個(gè)使命，驗(yàn)證星光實(shí)驗(yàn)的預(yù)測(cè)到底準(zhǔn)不準(zhǔn)確。為了使觀測(cè)的誤差降到最低，同時(shí)也為了取得更多的公信力，愛(ài)丁頓還以他的號(hào)召力還邀請(qǐng)到了很多出名的天文學(xué)家，比如柯庭漢、克羅姆林、戴維森等。他們分成了兩個(gè)遠(yuǎn)征觀測(cè)隊(duì)，一個(gè)隊(duì)遠(yuǎn)赴巴西的索布拉爾，另一個(gè)隊(duì)由愛(ài)丁頓親自率領(lǐng)，遠(yuǎn)赴西非的普林西比島。1919年5月29日，日全食如約而至，雖然當(dāng)時(shí)天公不作美，兩支遠(yuǎn)征隊(duì)都遇到了陰天，但是在最關(guān)鍵的時(shí)刻還是拍到了至少八顆恒星的照片。他們把照片帶回英國(guó)后，和半年前拍攝的照片仔細(xì)比較，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)五個(gè)月的數(shù)據(jù)分析，同時(shí)邀請(qǐng)了全世界的天文學(xué)家齊聚英國(guó)皇家研究所一起分析與計(jì)算，最后他們宣布，愛(ài)因斯坦的理論取得了完美的證實(shí)，觀測(cè)值與理論計(jì)算值吻合得非常好！“這是一次徹底而滿(mǎn)意的結(jié)果?！睈?ài)因斯坦自己說(shuō)。

讓我們順著時(shí)空彎曲這條道路繼續(xù)往下，看看還有什么驚人的推論等在前方。

通過(guò)水星進(jìn)動(dòng)現(xiàn)象和星光實(shí)驗(yàn)，我想我大概已經(jīng)讓你相信引力確實(shí)可以使空間彎曲了。那么什么東西產(chǎn)生引力？對(duì)，是質(zhì)量。質(zhì)量越大，引力越強(qiáng)，引力越強(qiáng)，空間彎曲得越厲害。請(qǐng)把我們的宇宙空間想象成一張細(xì)密的網(wǎng)，任何有質(zhì)量的物體就像一個(gè)球放在這張網(wǎng)上，這個(gè)球質(zhì)量越大，體積越小，則在這張網(wǎng)上下陷得就越深。剛開(kāi)始只是像一個(gè)小小的凹陷坑，但是隨著下陷的深度越來(lái)越大，就會(huì)越來(lái)越像一個(gè)空間中的“洞”。

圖5-12質(zhì)量越大的物體在空間上形成的洞越深

任何掉進(jìn)這個(gè)洞里面的東西想要出來(lái)，就好像井下的青蛙想要跳出來(lái)，必須達(dá)到一個(gè)能逃出來(lái)的最低速度才行，這個(gè)速度我們稱(chēng)之為逃逸速度。那么要從地球上逃逸出去的速度是多少呢？這個(gè)在牛頓時(shí)代人類(lèi)就會(huì)計(jì)算了，是11.2千米/秒，這也叫做第二宇宙速度。逃逸速度的值取決于天體的質(zhì)量和半徑這兩個(gè)參數(shù)，用個(gè)形象的比喻，就是同樣重量的木球和鐵球，因?yàn)殍F球的體積要小得多，所以造成的洞就會(huì)深得多，因此要從這個(gè)洞中逃出來(lái)的速度也會(huì)大得多。大家想想，宇宙中跑得最快的東西是什么？是光，沒(méi)有什么東西比光的速度還快。那么有沒(méi)有一種可能，這個(gè)洞是如此之深，深到令它的逃逸速度比光速還要大，那就意味著連光都休想從洞里面逃出來(lái)，更別提其它任何東西了。如果真有這樣的洞存在，那么這個(gè)洞可真夠黑的，永遠(yuǎn)是只進(jìn)不出。德國(guó)天體物理學(xué)家史瓦西（Schwarzschild， 1873-1916）首先開(kāi)始思考這個(gè)問(wèn)題，他仔細(xì)研究了廣義相對(duì)論，通過(guò)廣義相對(duì)論的引力場(chǎng)方程算出了名垂千古的“史瓦西半徑”。史瓦西半徑一公布出來(lái)，立即引起了包括愛(ài)因斯坦在內(nèi)的很多天文學(xué)家和物理學(xué)家的興趣，吸引了一大批科學(xué)家去深入研究這個(gè)恐怖的黑洞，只是我們可憐的史瓦西先生在算出史瓦西半徑的當(dāng)年就死于意外，年僅43歲，真是科學(xué)界的一大損失，為了紀(jì)念他，就把這個(gè)天體要成為黑洞的臨界半徑稱(chēng)作“史瓦西半徑”。

圖5-13 黑洞原理

黑洞在一開(kāi)始僅僅是作為一個(gè)方程的解而存在，也就是說(shuō)黑洞僅僅是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，宇宙中到底有沒(méi)有這樣恐怖的洞存在，誰(shuí)也不知道，因?yàn)榧热皇呛诙绰铮褪峭耆话l(fā)光的，那么天文學(xué)家當(dāng)然也就認(rèn)為黑洞是永遠(yuǎn)無(wú)法觀測(cè)到的。不過(guò)后來(lái)隨著研究的深入，人們漸漸發(fā)現(xiàn)其實(shí)黑洞也是能觀測(cè)到的，并且有很多方法，這些方法都已經(jīng)在這最近的幾十年來(lái)被天文望遠(yuǎn)鏡所證實(shí)。為了便于大家直觀理解，我們來(lái)看一些經(jīng)過(guò)藝術(shù)加工和夸張后的黑洞圖片：

圖5-14電影《星際穿越》中的黑洞，計(jì)算機(jī)逼真模擬

黑洞還有個(gè)特別有趣的性質(zhì)，它的質(zhì)量大到把時(shí)間和空間都扭曲成了一個(gè)洞?？臻g被弄成一個(gè)洞還好理解，不就是進(jìn)去的東西出不來(lái)嘛；那時(shí)間被扭曲成一個(gè)洞你能想象是怎么回事嗎？在黑洞里面，時(shí)間停止了，準(zhǔn)確的說(shuō)，時(shí)間不存在了，時(shí)空在這個(gè)地方被打了一個(gè)死結(jié)，人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)止步于黑洞的“視界”。假設(shè)有一個(gè)倒霉的宇航員不幸掉入一個(gè)黑洞，他在掉入黑洞的一剎那，從外面的觀察來(lái)看，這個(gè)倒霉宇航員的時(shí)間停止了，他的動(dòng)作也停止了，他就像照片定格一樣被永遠(yuǎn)定格在了黑洞的邊緣，宇航員的親人們永遠(yuǎn)也看不到他掉進(jìn)去，宇航員的子孫后代世世代代都可以看到這幅定格的恐怖畫(huà)面。但是，如果你是那個(gè)倒霉的宇航員，時(shí)間對(duì)你自己來(lái)說(shuō)仍然是一樣流逝的，你仍然會(huì)感到自己掉了進(jìn)去。至于到底掉進(jìn)去以后會(huì)發(fā)生什么，誰(shuí)也不知道。如果你去問(wèn)霍金，他會(huì)這么回答你：“所謂黑洞，就是一切永遠(yuǎn)無(wú)法了解的事件真相的集合。”

讓我?guī)е憷^續(xù)沿著上面的線(xiàn)索往下想，更神奇的事情馬上就要發(fā)生了。

黑洞就是宇宙這張大網(wǎng)中時(shí)間和空間形成的一個(gè)洞，越看越像一個(gè)漏斗。你有沒(méi)有想過(guò)，如果宇宙中有兩個(gè)這樣的漏斗，剛好漏斗嘴對(duì)漏斗嘴接上了，會(huì)發(fā)生什么情況？

圖5-17 蟲(chóng)洞原理

愛(ài)因斯坦和另外一個(gè)叫羅森的美國(guó)物理學(xué)家一起研究發(fā)現(xiàn)，廣義相對(duì)論的方程中有一個(gè)解可以從理論上允許這種情況的發(fā)生，物理圈子里面的人把它稱(chēng)之為“愛(ài)因斯坦—羅森橋”，說(shuō)這個(gè)連接部位就像一座橋一樣連通了宇宙空間中兩個(gè)本來(lái)相隔得非常非常遙遠(yuǎn)的區(qū)域。但很快人們就覺(jué)得，這情景還是更像一個(gè)洞，只不過(guò)這個(gè)洞就好像一只蟲(chóng)子咬穿了一只蘋(píng)果一樣。這個(gè)比喻更形象，更深入人心，因此，這個(gè)愛(ài)因斯坦—羅森橋大多數(shù)情況下都被叫做“蟲(chóng)洞”。

蟲(chóng)洞這個(gè)洞太神奇了，不但可以連通相隔遙遠(yuǎn)的宇宙空間，讓你能突然從一個(gè)地方跨越幾百光年出現(xiàn)在另一個(gè)地方，而且它還能連通時(shí)間，讓你從一個(gè)時(shí)間突然出現(xiàn)在另外一個(gè)時(shí)間，不光是從現(xiàn)在到未來(lái)，也有可能是從現(xiàn)在到過(guò)去。蟲(chóng)洞成了現(xiàn)在關(guān)于宇宙旅行和時(shí)間旅行的科幻小說(shuō)的標(biāo)準(zhǔn)化理論，也成了地球上發(fā)生的無(wú)數(shù)古怪離奇的失蹤案件和穿越事件的元兇。反正一切不可思議的事情都能用蟲(chóng)洞來(lái)解釋?zhuān)?jiǎn)直“無(wú)所不能”。

但是讓我們從理性的角度再看一下這個(gè)蟲(chóng)洞，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)如果橋的兩頭都是兩個(gè)黑洞的話(huà)，那有什么意義呢？你從洞的這頭掉進(jìn)去，你也無(wú)法從洞的那頭出來(lái)，無(wú)非就是從宇宙的一個(gè)監(jiān)獄跳躍到了另外一個(gè)監(jiān)獄而已。除非，廣義相對(duì)論的另外一個(gè)叫“白洞”的推論也能存在。所謂白洞就是剛好跟黑洞性質(zhì)相反的一個(gè)洞，這個(gè)洞不停地把物質(zhì)以輻射的方式“吐”出來(lái)（迄今為止尚未有任何直接或者間接的觀測(cè)證據(jù)出現(xiàn)）。如果蟲(chóng)洞的一頭是個(gè)黑洞，另一頭是個(gè)白洞，那么你就有可能從黑洞這頭掉進(jìn)去，從白洞那頭被吐出來(lái)，不過(guò)即便被吐出來(lái)了，你也變成了輻射的形式，也就是被還原成了基本粒子?？磥?lái)，不論蟲(chóng)洞的兩頭是黑洞還是白洞，指望它來(lái)做真正的時(shí)間和空間旅行似乎死亡率都達(dá)到100%，看起來(lái)真是不夠給力。

講到這里，本章已經(jīng)接近尾聲，讓我們來(lái)梳理一下前面看過(guò)的那些風(fēng)景。首先，愛(ài)因斯坦從對(duì)狹義相對(duì)性原理的不滿(mǎn)意出發(fā)，把狹義相對(duì)性原理推廣到了等效原理加廣義相對(duì)性原理；然后從這兩個(gè)原理出發(fā)，推導(dǎo)出了引力使得時(shí)空彎曲，繼而又推導(dǎo)出了黑洞；再?gòu)暮诙聪氲搅讼x(chóng)洞，于是時(shí)空旅行有了理論可能性。這么一路走來(lái)，風(fēng)景越來(lái)越奇特，但都十分具有說(shuō)服力?？茖W(xué)的神奇就在于一步步往前走的時(shí)候，覺(jué)得每一步都是合理的，一段時(shí)間以后再回頭一看，發(fā)現(xiàn)連自己都快不相信腳下的這片神奇土地了。難怪愛(ài)因斯坦會(huì)講出下面這句名言：

“宇宙最不可理解之處在于它竟然是可解的?！?/p>

本章就到這里……

等等，等等，你突然大聲叫起來(lái)，作者，你忘記了一件重要的事情。

什么事？

壓軸大戲啊，壓軸大戲還沒(méi)上演呢，前面兩章都有壓軸大戲的，這章怎么可以沒(méi)有？

哈哈，就等你們這句話(huà)呢，壓軸大戲自然是早就準(zhǔn)備好了，而且這部壓軸大戲是絕對(duì)可以堪稱(chēng)壓軸的，我們要讓整個(gè)宇宙成為我們的演員，我們要對(duì)宇宙本身的生死做出終極思考。好戲這就上演！