霍金的寶貴遺產
2018年3月14日,300年的今天,「現代科學之父」伽利略終因教廷折磨,因病離世;139年前的今天,科學界收到了一份貴重的禮物——愛因斯坦呱呱墜地,為人類帶來了光子假設和相對論。而在139年後的今天,科學界迎接的「傳承」卻是苦澀的。據多家媒體報道,英國著名物理學家霍金於自己家中去世,享年76歲。作為現代最偉大的物理學家之一,霍金對科學界做出的貢獻,足以望愛因斯坦之項背。受盧伽雷氏症折磨的他,以黑洞和量子理論為主要研究領域,提出了「霍金宇宙模型」,為統一相對論和量子力學做出了卓越貢獻;所著《時間簡史》一書,更是成為現代科學著作的里程碑。而在他浩若星海的研究成果中,黑洞是最為耀眼的一顆。
那麼,讓我們懷帶敬仰之心,一同伸手碰觸那道光,把握其中所蘊藏的奧妙。
從宏觀上看,宇宙中最神秘的天體——黑洞,具有終結者和創造者雙重身份。先說終結者。假如一個物體被黑洞捕獲,就會向黑洞加速運動,越靠近黑洞,加速度就越大,它前端的加速度即會始終大於尾端。因此,它會被一直拉長,分解成一連串的原子甚至更小的物質,最終難道被吞噬的命運。而在早期宇宙當中,黑洞會不斷地將附近的物質「吞噬」,從而使自己的「體重」漲至天文數字,成為「超級黑洞」。它們的引力範圍很廣,會不斷把越來越多的氣體拖入引力範圍之中。數億年間,這些氣體會演變成數千億顆恆星,直至形成原始星系。自此,年輕的星系裡會不斷有氣體誕生。在新的星系中心,通常會有一個年輕的黑洞,持續吞入氣體以成長壯大。在大快朵頤一段後,它就「吃飽」了——其內部不再有空間容納更多的熾熱氣體。而在星系中有一種名為類星體的天體,它會將多餘的氣體噴入太空,形成規模龐大的能量流。在這一過程中,黑洞周圍會產生巨大的熱量,氣體則會受熱膨脹——有點類似於風,但規模要大得多,這些就是所謂的黑洞風。
再說「創造者」。黑洞的破壞力雖然巨大,但也有著創造生命的神奇力量。如氣體般的物質終結於黑洞,卻又迎來了新的開始,超大質量黑洞的噴流會促進恆星的形成,同時,它承載的能量可以調節星系演化。眾所周知,宇宙中有無窮多的星系,每個星系中央都有一個超大質量的黑洞,整個星系圍繞它運轉,包括人類所在的銀河系。而當星系中再沒有多餘的氣體供黑洞製造恆星時,星系就會停止成長。
如果沒有黑洞的存在,銀河系不知會在兵荒馬亂中掙扎多久。正是黑洞的存在,讓宇宙歸於秩序和規則之下。而在「上帝想給愛因斯坦找個伴,就把霍金帶走了」的今天,希望浩瀚宇宙中那些巨大的「秩序者」,能夠用生生不息的星辰世界,告慰霍金的在天之靈。


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