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← Why Hasn't the Universe Collapsed Into a Giant Black Hole? - Ask the Expert #13

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Showing Revision 2 created 10/15/2014 by Hongchao Yang.

  1. 嗨 我是George Musser
  2. 我是科学美国人杂志的特约编辑
  3. 同时我也是《完全白痴指南弦理论》的作者
  4. 今天我来回答你们的问题
  5. 第一个问题是:
  6. 我们可以说, 我是一个在6500万光年以外飞船上的外星人
  7. 通过无线电,我看到了地球,也看到了有恐龙存在于他们的日常生活。
  8. 假如我的飞船以接近光速的速度飞向地球,
  9. 我能看到恐龙飞的会更快吗?
  10. 这是一个非常棒的问题,
  11. 也是一个微妙的问题
  12. 类似的事情会产生
  13. 在当你研究爱因斯坦相对论原理的时候。
  14. 实际上,我请教了一个天文物理学家来确定可以得到这件事情的正确答案。
  15. 因此,答案是这样的:
  16. 恐龙将会比你在飞船上看到的快得多,
  17. 这件事情的原因是
  18. 当你出发的时候,你看到的是6500万年以前的恐龙
  19. 当你到达的时候,你的运行速度像光素一样,
  20. 你看到的是将来6500万年。
  21. 因此, 你一共经历1.3亿年。
  22. 根据恐龙的时间
  23. 你飞船上的事情就变得有些不同了。
  24. 在飞船上,距离看起来就会很短
  25. 是因为你的运行速度接近光速的事实,
  26. 假如你运行的速度大约是光速的99%,也就是距离看起来只有1000万光年
  27. 因此你的需要经历1000万年去穿越这段距离
  28. 我们可以说地球上的1.3亿年,在飞船上只需要1000万年;
  29. 恐龙的就会以地球运行速度的13倍飞行。
  30. 他们在飞行的过程中飞行,然后停下来捕猎,
  31. 你在飞船上看到他们的行为都会比他们真是的要快13倍。
  32. 好的! 下一个问题,第二个问题:
  33. 假如,所有的动作时相对的,
  34. 那怎么会有速度的极限呢?
  35. 为了测算速度,你需要找到测算速度的参照物,
  36. 因此,那么速度的极限是根据什么样的参照物测算出来的呢?
  37. 因此,这真的是一个很好的问题,
  38. 因为这个问题问到了爱因斯坦相对论的核心部分,
  39. 和这个相对论是什么意思以及相对论阐述的奇怪的预测是什么。
  40. 实际上,光速对于每个人来说都是一样,
  41. 至于它是根据什么测算的并不重要。
  42. 你可以根据太空飞船,火车,汽车,轮船来测算,
  43. 或者在树下行走的,站立的,任何你想根据的实物。
  44. 对于每个人来说你们将会看到一样的光速。
  45. 总之,结果会完全区别于你在自然界看到的其他事物。
  46. 在一辆行驶中的汽车上我透出一个球, 为了把球的达到一定的速度,我们需要提高或降低这辆车的速度。
  47. 但是,光速不是这样的。
  48. 假如,我从这辆车上发出一束光,
  49. 这个光的速度是想对于我在车上来说的
  50. 或者想对于在路上的行人来说,
  51. 或者是在轨道上的某人来说,
  52. 这个人是一个距离地球一定距离的外星人。
  53. 没个人看到我从车上发出的这个光的光速将会是一样。
  54. 这就是一个比较让人费解的事实:
  55. 光的速度对于每个人来说是一样,
  56. 但是这就是每个人从爱因斯坦相对论原理听到的。
  57. 相对论强调了时间的运转是根据不同的观察者而变化的,
  58. 时间的长短是根据不同的观察者而不同的。
  59. 空间和时间他们本身结合在一起就成了一种叫做“时空”的实物。
  60. 你绝对不可以把时间和空间独立的对待,
  61. 他们在“时空理论”下是一个整体。
  62. 因此,结果就是光速对于每个人来说都是一样。
  63. 第三个问题虽然有点跑题,但是我真的也很喜欢这个问题。
  64. 假如,一个黑洞的范围变得越来愈大,那么每次它的密度也变得越来越大,
  65. 比如,黑洞吸收了很多物质。
  66. 为什么整个宇宙没有被破坏,变成一个巨大的黑洞?
  67. 难道这个扩张的黑洞不是在以指数扩大的方式在变化吗?
  68. 还有这个黑洞将会是这个宇宙的结束,下一个新的宇宙的诞生吗?
  69. 或者说,我们从哪里来? 来源于宇宙大爆炸?
  70. 这是一个非常敏锐的问题,因为这就是事实。
  71. 当黑洞吸收物质的时候,它将逐渐变大。
  72. 因此,你可以想象它是以指数的形式增大的。
  73. 他们变得随着吸收更多的物质变得更大,逐渐的它们变成了一个愈来愈大的目标。
  74. 这样继续下去,它们一直是以指数的方式增加,
  75. 我要说,事实就是这样黑洞确实是以指数形式增加,
  76. 只要你一直给它们物质来吸收。
  77. 事实上,在天文物理学上有一个叫做“Salpeter” 的时期,
  78. 这是一个大约几千多万年以前的时期。
  79. 在这个时期,黑洞的规模在以很快的速度翻倍。
  80. 就这样,一直在翻倍持续了几千万年。
  81. 假如有东西被吸入,
  82. 但是我要说这个假设是一个很大的假设。
  83. 即使,黑洞想一个野兽一样
  84. 想一个真空吸尘器一样不断地吞噬,
  85. 但是从银河系的范围来说,它们还是很小的,
  86. 这样说来他们不是那么大的目标。
  87. 在这里面,它是位于银河系的中心,
  88. 他们是很难吸收足够的物质,
  89. 因此,基本上来说他们很可能是自己被掐住,停止了增长
  90. 而不是因为不能轻松吸收为止,但是因为黑洞也在积极的改变着它周围的环境,
  91. 它也在不断地喷放物质到周围的空间,实际是把物质又释放了出去,
  92. 它在不断地加热物质,纺织物质坠落
  93. 可以说它们自己在影响自己的增长。
  94. 因此,它们很难一直变大,
  95. 很难以指数形式增大。
  96. 它们最初可能在不断增长,但是它们能力有限,
  97. 它们达到了某种程度,
  98. 比如是整个银河系物质百分之几十。
  99. 黑洞有它们自己的影响机制。
  100. 很感谢你们这么好的问题
  101. 假如你对下一个专家还有其他问题,
  102. 请在下面留言
  103. 此外,别忘了挑战他们,
  104. 就像给我提这么难的问题一样,也问问他们。
  105. !@#¥%……&*