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第十九章太阳的声音
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如果太空中满是气体,那会如何?
科幻片里有一个典型错误:某个物体在太空爆炸,而我们观众能够听见声音。
为什么说它错了呢?因为要听见声音,必须得有声波从源头通过介质传播到我们的耳朵里。
地球上有种介质能传播声波:空气。
但太空中没有空气,也没有任何其他介质。
而没有介质就没有任何声波。
做一个合理的设想:纵使你们看见了一起太空爆炸,那也听不见爆炸声。
但如果太空中也有空气,那会发生什么?肯定有听见太空船爆炸的可能。
但可惜不会有太空船,也不会有我们,更主要的是,宇宙本身都不会存在。
问题不在于空气本身,而是它的质量。
这里需要提到一位不同寻常的先生,名叫阿尔伯特(Albert)。
这个人的职业是物理学家,姓爱因斯坦(Einstein),他在1915年完善的理论无疑是其代表作:广义相对论。
这是一条关于引力的理论,描述了质量(以及能量)与时空几何的关系。
爱因斯坦认为,引力并非传统意义上的力,而是时空扭曲的结果。
有质量的物体扭曲周围时空,进而改变附近物体的运动轨迹。
这些物体穿梭的那部分时空是弯的,而不是平的。
树上掉下来的苹果是因为地球产生的时空扭曲;月亮绕地球转动,是因为虽然它原本想走直线,但其轨道最终却被困在一个弯曲的时空里,有点像一颗弹珠落在了一张因放置重物而下沉的塑料皮上。
有质量的物体控制着时空曲率,而时空曲率又控制着这些物体的轨道。
不过,会移动的并不仅仅是有质量的物体:光也在运动,所以它也受引力作用改变方向。
宇宙自身也是运动的:它在膨胀。
而引力一点也不喜欢这样,它“喜欢”
的是附近的物体,并尽可能把物体留在附近。
跳跃时,重力阻止我们离开地球,它希望我们离地球重心越近越好。
同样的道理,引力对时空所起的作用是阻碍其膨胀。
宇宙的质量越大,引力就越大;引力越大,宇宙膨胀得就越慢。
超过一定质量时,引力作用便会战胜膨胀的倾向,最终使宇宙收缩成一个奇点,类似于导致宇宙大爆炸的那个奇点。
“一定质量”
是多大?能算出这个质量数,正要归功于广义相对论。
我们说的质量大约为1054千克,也就是10万亿亿亿亿亿亿千克。
宇宙中现有物体的实际质量小于这一极限,正因此,宇宙依然存在并继续膨胀着,而且非常健康。
但如果宇宙中满是气体呢?在这种情况下,宇宙的质量应远远超出上述极限。
这里的“远远”
是指1000亿亿亿倍。
如果宇宙诞生时的质量就是这个数值,那它应该会迅速塌陷,甚至没有时间形成第一颗恒星,更别说太空船爆炸了。
暂且抛开相对论,假设一个充满气体的宇宙有可能存在,那么,天体向我们传递信息不仅能通过光和其他粒子,还能通过声音。
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