愛因斯坦相對論給了我們一個全新的時空觀,認(rèn)為時空也屬于物質(zhì)范疇,而我們通常所說的物質(zhì)都在時空中運(yùn)動,都被時空給“兜住”了,時空堪稱世界上最“堅硬”的物質(zhì)。
那么,宇宙中無數(shù)星球真的漂浮在太空中嗎?不是墜落?
感覺告訴我們,天空中的所有星星都漂浮在天空中,好像它們不為地球引力所動。事實(shí)上,地球太渺小了,引力微不足道。宇宙中有更強(qiáng)大的引力在拉拽著它們朝著引力源飛奔,只不過任何天體都有一個初速度,所以會圍繞著引力源做類似圓周運(yùn)動。
拿我們的太陽舉例子,地球圍繞著太陽運(yùn)動,而太陽攜帶著八大行星也在一路狂奔,圍繞著銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞運(yùn)動。
我們都知道,衛(wèi)星圍繞行星運(yùn)動,行星圍繞恒星,恒星圍繞星系核心運(yùn)動。說白了,月亮不斷墜向地球,地球墜向太陽,太陽墜向銀河系核心,那么銀河系又會墜向哪里呢?
如果按照傳統(tǒng)思維方式,這個問題會無窮無盡并最終墜向死胡同。不過如果以愛因斯坦的時空觀來思考這個問題,就顯得簡單多了:時空告訴物質(zhì)如何運(yùn)動,物質(zhì)告訴時空如何彎曲。
說白了,在相對論的時空觀里,沒有所謂的引力,有的只是時空。時空包裹著其中的一切物質(zhì),包括星球本身,都在時空中運(yùn)動。
任何物質(zhì)都會對時空造成影響,不過只有大質(zhì)量的天體對時空的影響才比較明顯。大質(zhì)量天體能擠壓,扭曲,甚至撕裂時空。舉個通俗的例子,時空就像彈性布料,物質(zhì)就像布料上的鐵球,鐵球會壓縮時空(當(dāng)然,這種比喻并不嚴(yán)謹(jǐn),只是更容易讓我們理解的通俗解讀)。
天體的質(zhì)量越大,對時空造成的影響越明顯。日常生活中,我們根本不可能感受到這種影響,哪怕是地球?qū)r空的影響也是微乎其微的。
時空為何能承受物質(zhì)的壓縮和拉伸呢?它到底有多堅硬?
科學(xué)家給出這樣的比喻來理解時空的硬度。假設(shè)橡膠墊的硬度是1的話,鋼鐵的硬度大約是10的11次方,時空的硬度是多少呢?
10的43次方!簡直就是天文數(shù)字,我們很難想象到時空的硬度到底有多強(qiáng)(說點(diǎn)題外話,10的43次方剛好是另一個數(shù)的倒數(shù):普朗克時間,是巧合還是必然呢?)!
按照傳統(tǒng)思維,我們很難理解“時空也有硬度”這種觀點(diǎn),那是因?yàn)椤皶r空是空的”這種觀點(diǎn)在我們心里面太根深蒂固了。
時空硬度如此高,有時空兜不住了物體(質(zhì)量)嗎?
確實(shí)有,這種物體就是黑洞,也是時空位移“兜不住”的物體。黑洞不同于一般天體,它非常奇特,就在于黑洞的奇點(diǎn),我們無法從物理法則去討論的奇點(diǎn)。
巨大的質(zhì)量把黑洞壓縮成一個無限小的點(diǎn),奇點(diǎn)。黑洞能無限拉伸周圍的時空。那么問題來了,奇點(diǎn)最終能通向哪里呢?
沒有任何人知道,我們只能去猜測,可能是另一個時空,另一個宇宙!說白了,黑洞的奇點(diǎn)已經(jīng)不屬于我們所在的時空,所以不遵循我們世界的大自然法則。