被黑洞的科学

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/28 05:17:08
(2010-11-18 00:42:49)

我发明了一个网络词,“被黑洞”,有狭义和广义两种定义。狭义的定义是:【媒体和科学界有意无意地误导大众】。广义的定义是:【宇宙级的大忽悠】。不幸的是,被黑洞已是当今社会的挣脱不了的一大潜规则。
这项“被发明”的来龙去脉是这样的。
十一月十四日,我结束了在中国为期一个月的工作,乘飞机回加拿大,行程总共二十八个小时。一下飞机,看见微博上网友@MRRSPEAKING的留言:“NASA說明天要透露个全人类震惊的消息??迫切想知道!!透露下(好)吗?”
因工作关系,我对NASA公关内幕有所了解,虽然二十八小时与世隔绝,不知道这次它又打算如何去“震惊世界”,凭经验发了一篇回复答道:“不抱震惊人类的希望,NASA公关人员一般不是科学家,容易激动。能震惊我的发现是证明李刚同志是个黑洞。”后来果不其然,NASA公布的发现确实是有关黑洞,可惜和李刚无关,是个名叫SN 1979C的同志。有关消息也没有震惊全人类,西方媒体的报道非常轻描淡写,绝对没有爱尔兰的财政危机给力。
那么“被黑洞”的公众该如何看待这个“非震惊”呢?
后来我发现,“震惊全人类”的说法并非来自NASA,而是媒体和网络上容易受惊人士的自我恐吓,但NASA确实参与了炒作,提前公布新闻发布会,积极吊人胃口,因此不可以逃避批评。
SN 1979C的发现具有真实的科学意义,NASA也确实是个非常值得尊重的、在科学上作出了重大贡献的组织。但由于在宣传上过分炒作,拿科学来作秀,有把严肃问题庸俗化的危险。
科学界和媒体的关系是个相互利用的关系。在西方,特别是美国,科学拨款需要议会批准,所以纳税人的支持非常重要,媒体就变成了科学家和NASA一类科学机构影响公众的重要渠道。媒体呢?在西方民意调查中,记者的声誉不很好,几乎和狗仔队差不多,而科学家信用度很高。因此,和科学家来点“近朱者赤”,也符合媒体的利益。由于利益上的凸凹,齿轮自然咬合,成了一个小“利益集团”。
我无意批评这种关系。和任何关系一样,合理的使用,它可以给双方带来互益,值得提倡。但如果过分,甚至走火入魔,就会走到事情的反面,影响科学的声誉。这次“非震惊”的黑洞事件就是一个例子。
NASA虽然没有直接说“震惊人类”,但在SN 1979C上有些说法值得商榷。例如,说SN 1979C是“最年轻”的黑洞是不准确的。这点微博网友@Boom92就看出来了:“有个问题:因为相距五千万光年,那么这个30岁是按我们的时间来看的,还是说按所观察到的时间来看的,也就是实际上它是30+5000万岁?”我假设@Boom92同志不是物理学家,是革命群众,但“革命群众的眼睛是雪亮的”:SN 1979C的年龄正如他所说。如果中国人在奥运体操选手年龄上被美国指控作假,美国人在黑洞年龄上手脚有些不干净了。Cygnus X-1一般被认为是离地球最近的黑洞,距离为6000光年,年龄约500万年,只是SN 1979C的十分之一。当然,由于时间回溯的原因,“钱德拉”等确实看见了一个可能的黑洞最初形成的30年,但科学家有责任解释清楚时间回溯和最年轻的差别,不能因为对“最”的盲目追求,去“黑洞”公众。
作为公众,我们也应该像@Boom92一样,拒绝“被黑洞”。
虽然“被黑洞的科学”值得警惕,真正的黑洞科学则值得了解。
黑洞对人类有什么意义呢?这要看我们如何定义意义。如果我们关心的是现实,黑洞没有任何意义。如果我们关心的是知识,黑洞给我们带来了认知的喜悦和力不从心的感慨。
黑洞形成的机理不难理解:一般星体是靠内部核聚变产生的光辐射平衡自身引力的。当能够聚变的物质用完后,没有力量平衡引力,星体向内坍塌。如果星体质量小于一定极限,坍塌到一定程度,原子核间的排斥(术语叫泡利不相容性),形成一种类似超流体的介质,又可以平衡引力,形成中子星。如果质量大于此极限,原子核也顶不住,坍塌持续到底,形成黑洞。
黑洞常常被认为是一个奇点,其实不完全是。在所谓“事件地平线”以内,所有的信号,包括光,都无法逃离。如果事情仅止于此,也许我们真让黑洞黑去了。但英国科学家霍金在1974年提出,黑洞其实不全黑,有微弱的辐射。这中间的蹊跷是:在黑洞巨大的力场下,引力也会被量子化。被量子了的引力,可以瞬时在“事件地平线”产生一对虚粒子,在地平线外侧的一个可以逃离黑洞,产生“辐射”。只是这一辐射量极小,小于一千万分之一度的温度,远低于宇宙背景辐射的2.7度,几乎没有可能测量到。所以人们用黑洞验证量子引力理论只是梦想,除非…
除非找到低质量的黑洞。霍金辐射的温度和星体的质量成反比,这也就是前面为什么说,如果李刚同志被证明是黑洞将是震惊人类的发现,因为他的辐射温度将会是火热的40万亿亿度,不愁你不熔化,不愁你不感动。
引力的量子化是物理统一场论的最后关键,黑洞是我们猜测的量子化会出现的场所,但这一猜测又不可以测量,于是导致了醉心于黑洞研究的科学家为释压而制造的种种儿童不宜的笑话。比如,黑洞研究有一项定理,说的是黑洞性质可以完全由其质量,电荷和角动量决定。如果一个黑洞不旋转,它便具有完美的球对称性。这对物理学家本来是很好理解的。可著名天体物理学家魏勒(Wheeler)偏偏把它搞成了一个成人笑话:Black holes have no hair (中文我就不翻了)。

好在科学家有许多是不知道绝望是何物的人。引力量子化的验证可能和天体物理另外一个未解决的重大问题,引力波探测有关(见所附动画gif)。如图示,当引力波和一个巨大的黑洞碰撞时,波前会因此扭曲变形。量子化的力场会不会在这一过程中体现出来呢?我们拭目以待,至少引力波的探测比标准霍金辐射要现实的多。
只是希望NASA下次公布引力波发现时,不要被黑洞。
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