第17章 宇宙崩於前而不動色
在艾弗森教授的狐疑中,顧玩把他新投的論文繼續往下翻,指着其中一個關鍵點解說。
“教授,‘虛粒子對’這個概念,你應該不陌生吧?雖然,這只是一個基本粒子領域的物理概念,不是天體物理方面的。但我相信你應該有所涉獵。”
“虛粒子對?”艾弗森教授認真思索了幾秒,“這個我當然知道,這不是反物質領域的前沿研究么。嗯,其實也不算太前沿,十幾年前就有人提出了,七八年前,就有人在實驗室里捕捉到過虛粒子對——你現在跟我聊的是黑洞,跟虛粒子對、反物質這些有什麼關係?”
艾弗森教授跟顧玩的對話當然是非常言簡意賅的,因為大家都懂行。不過外行人只聽這種程度的對話,肯定會一臉懵逼。
所以稍微翻譯一下。
“虛粒子對”,是對反物質研究的一種前沿表現。
反物質這個名詞,科技小白應該也都聽說過,最初是對愛因斯坦質能轉換表現的一種推演。
核物理的基礎,就是愛因斯坦認為的“物質只是一種高密度的能量,所以物質可以損失質量而轉化為能量”。
比如氫彈就是氫元素(氕氘氚)聚變成氦核的時候,損失了千分之七的質量,才釋放出了那麼多能量。而重核裂變的質量虧損效率比輕核聚變低得多,所以能量釋放也低得多。
而反物質就是在人類研究質量虧損時,想到尋找的一類存在:世界上有沒有可能產生一些正物質和一些反物質,兩者相遇的時候,能夠直接互相“湮滅”,讓質量100%虧損掉,把所有質量都轉化為能量呢?
如果可以的話,豈不是意味着這種質量虧損的能量釋放效率,要比核聚變還大150倍?(一個是100%虧損,一個才虧損0.7%,所以近似150倍。)
還別說,反物質這東西,無論是在地球上還是在藍洞星,都在實驗室里被瞬間製造出來過。
製造過程是很複雜艱辛的,也跟基本粒子對撞機還有其他一些高能設備有關。但是在沒有大型粒子對撞機的前提下,也不是完全弄不出反物質。只要符合“不擇手段把巨量的能量匯聚到某些粒子上,然後讓它們相互如何如何一番”,就有可能瞬間製造出反物質的基本粒子。
說白了,就是製造反物質耗費的能量,可能比反物質湮滅釋放的能量還多。(質能當然還是守恆的,多花掉的能量是耗散在別的冗餘中了)
所以,哪怕藍洞星上目前還沒有國家投大型基本粒子對撞機,反物質的概念,也已經被學界略有認可了。
只不過這玩意兒基本上只有物理層面的觀測記錄,沒法保存。因為地球上充滿了正物質,所以反物質只要一出現,或許質能存在幾個飛秒,就被正物質重新湮滅了。
顧玩跟艾弗森教授提到的“虛粒子對”,也是反物質研究的一種前沿表現。
大約90年代初,大洋國科學家在實驗室里弄出了虛粒子對,由一個“虛粒子”和一個“虛反粒子”構成。這倆貨在實驗室里也是一出現,就會被瞬間湮滅,一樣無法保存。
艾弗森教授剛才的疑問,只是沒想到“反物質”和“虛粒子對”這兩個基礎物理方面的研究前沿成果,怎麼會跟天體物理領域有瓜葛的呢?
這明明應該是物理學兩個分叉領域的成果,顧玩卻偏偏想到了左右逢源、觸類旁通,腦洞倒是挺可以的。
顧玩很快徹底解開了謎底。
……
“虛粒子對在正常環境下確實無法長期存在,可如果是在黑洞的邊界呢?在地球上,我們製造虛粒子對時的賦能條件,您應該是清楚的。
而在黑洞那種極端環境下,比如一顆恆星墮入黑洞的時候,巨大的重力勢能瞬間被歸於虛無,恆星本身原本哪怕是處在紅矮星狀態,也還是帶有巨大的熱能的。
而這些勢能、熱能統統因為黑洞的吞噬,無法釋放出來,無法輻射出來。在哪個通過史瓦西半徑視界的瞬間,被湮滅的能量之強、環境之極端,難道還不足以催生虛粒子對嗎?
而虛粒子對,如果是產生在其他地方,當然是無傷大雅的,因為產生之後也會瞬間湮滅。可是在黑洞邊緣產生的虛粒子對,如果讓黑洞遵循熱力學第二定律的話,顯然被黑洞拖過史瓦西半徑視界的那個離子,應該是帶着負能量的虛反粒子。
而與那個虛反粒子對應的虛正粒子,應該是被史瓦西半徑視界外的超高動能和輻射賦能,給甩出去了。這個被甩出去的粒子的質量、能量,承載的應該就是被黑洞吞噬的那部分世界所攜帶的熵。
所以,熱力學第二定律並未被違反,整個封閉系統並沒有出現熵減。那些本該被吞噬而消失的輻射,以被製造出來的反物質對中的虛正粒子的形態,帶出來了。
同時這個虛正粒子本身並沒有進入被吞噬的邊界,所以它能跑出來也是合情合理的,也不違反對黑洞的定義。黑洞只是在自己的邊界上不斷製造反物質,然後把反的吞掉,把正的在死亡邊緣噴出來。因為被黑洞永隔,這些正反粒子對也無法再湮滅了。
甚至可以說,我們現在存在的這個世界裏,有大量的正物質都是被黑洞噴出來的,沒有黑洞的話,我們這個宇宙原先沒有那麼多正物質。而與這些正物質相對的反物質,統統被黑洞吸住在裏面,所以沒法來湮滅。”
很大膽的猜想,邏輯上乍一看匪夷所思。
但至少讓“黑洞能夠吞噬一切,進入黑洞裏的物質不可能再向外發出輻射”這個鐵律,與“封閉系統內不能自發熵減”這個更鐵的、基於熱力學第二定律的鐵律,能夠共存了。
原本物理學家迴避談黑洞,關鍵就是找不到讓兩條鐵律並存的自洽解釋,兩條鐵律擺在一塊兒,就成了悖論。
艾弗森教授的瞳孔,縮放數次,驚疑不定,似乎見到了鬼。
“你這個解釋,完全沒有任何實驗和觀測的支持!沒有任何證據,完全是一個空想的思想實驗而已!”他下意識驚叫反對,有些失態,就像是一個當了一輩子神職人員的傢伙,被靈異現象打擊得信仰崩塌時的狀態。
所以說,這世上本沒有涵養高到見到一切都寵辱不驚的人。
泰山崩於前而不動色,不過是因為泰山對某些人而言還是太過渺小罷了。
如果換成宇宙在他面前崩塌,說不定他就動色了。
所以,顧玩決定等艾弗森教授冷靜一點,再繼續交流。
他足足等了兩分鐘,一句話都沒說,直到對方看起來自己悟到了什麼,然後才好整以暇地繼續開口:
“我本來就是猜想,但是,這是一個目前為止唯一自洽的猜想。我覺得這也沒什麼問題吧。
根據理論計算,逃逸速度超過光速的緻密天體,確實是應該存在的。目前的任何模型,都無法讓這種存在於熱力學第二定律並存。我提出了第一個,也是目前為止唯一一個雖然匪夷所思、但卻可以兼顧這兩個悖論的模型,先放在那兒又有何不可?
就算,五十年,一百年,都沒人能觀測到黑洞視界邊緣創造出來的那些反物質虛粒子的輻射,也沒什麼大不了嘛。”
解釋一下,如果顧玩這個理論是對的(或者說,地球上霍金的這個理論是對的),那麼,黑洞邊緣製造並噴射出來的這些虛粒子對中的虛正粒子,是有可能通過千萬光年的宇宙、到達地球的,也有可能被地球人捕捉到。
但問題在於,根據這套理論,這些虛粒子對被創造出來時,是正物質的那個粒子被噴出來了,反物質那個虛負粒子是被黑洞吸收進去的。
所以,就算你在地球上觀測或者捕捉到了其中那個虛正粒子,你也不知道它是虛正粒子。
因為跟它成對的那個虛負粒子在千萬光年外的黑洞裏,沒有成對的反物質,那麼這個虛正跟普通的、常見的正物質是區別不開來的。
所以,現實世界中,確實有可能我們身邊的某一個粒子,最初就是來源於千萬光年外黑洞製造的那對正反物質中的正物質,但我們不知道。除非哪天你能看到黑洞裏那個跟它成對的反物質,你才能說你身邊那個是成對粒子中的那個正。
而人類在有限未來內,都是不可能把假設存在在黑洞裏的反物質摳出來的,所以顧玩這套猜想就極度榴芒了,實驗物理學家根本沒法通過設計任何實驗來證明他和反駁他。
你總不能到黑洞裏去看一看吧?就算你進黑洞了,瞬間被秒殺了,你也出不來啊,看到了啥,也沒法告訴外面的人呀。
簡直永遠無法證明,也永遠無法證偽,聽起來,已經不像是科學的範疇了。
艾弗森教授:“這篇論文,不可能這麼輕易讓你發表的。《天體物理》的名聲,不會容許他們發表這種明顯都已經自絕了科學證明可能性的猜想!哪怕這個猜想是唯一的自洽!”
顧玩:“我沒讓他們當成結論來發表,我只是讓他們當成猜想來發表,明說是猜想了。這有什麼不可以么?
當然,我已經做好被交叉審核的專家質詢的準備了,我知道,後續還要補充很多定量計算性的工作。”
()
搜狗