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爱因斯坦的广义相对论,连他自己都不曾预料到,一个可怕的前景

爱因斯坦的广义相对论,连他自己都不曾预料到,一个可怕的前景
2021年04月04日 18:49 新浪网 作者 树林里的声音交

  爱因斯坦在提出广义相对论诠释引力时,恐怕连他自己都不曾预料到,他的理论会预言出这么一个可怕的前景。在广义相对论之前,大多数物理学家和哲学家都认为,时间是一种放之四海而皆准的鼓声,是宇宙要与之同步的一种稳定节律,不会变化,不会摇摆,也不会停止。

  爱因斯坦则证明,宇宙更像是一场盛大的复合节奏爵士摇滚即兴演奏会。时间可以变慢,可以拉长,可以被“撕成碎片”。

  

  我们感受到引力的同时,也在感受着时间节律的即兴演奏;下落的物体被拖到了时间流逝更加缓慢的地方。时间不仅会影响物体的运作,反过来,物体在做什么也会影响到时间,就像鼓手和舞者彼此激发,共同演绎一段变奏热舞一样。

  不过,事情一旦失去控制,时间也可能灰飞烟灭,就像一位兴奋过头的鼓手突然暴毙一样。

  出现这种情况的那些时刻,被称为奇点(singularity)。这个术语实际所指的正是时间的边界,可能是开端,也可能是终点。最著名的奇点当数宇宙大爆炸(big bang),也就是137亿年前我们这个宇宙(以及其中的时间)无中生有并开始膨胀的那一瞬间。如果宇宙有一天停止膨胀,转而开始收缩,最终就会发生某种与大爆炸相反的过程,称为大挤压(big crunch),给时间“压”出一个终点。时间不一定非得在所有地方同步终结。

  

  相对论说,时间会在黑洞内部走到尽头,而在黑洞之外,宇宙绝大多数其他地方,时间仍将继续。黑洞的破坏力名不虚传,甚至超过你对它的所有想象。如果你落入一个黑洞,不仅你的身体会被撕成碎片,这些碎片最终还会撞上黑洞中心的一个奇点,你的时间线(timeline)也就此走到了尽头。你的灰烬中再也诞生不出新的生命,你的分子也不会再得到任何回收利用。就像小说中的某个角色走到了这本小说的最后一页,你遭遇到的不仅仅是死亡,还有彻底的“不复存在”。

  相对论会预言诸如死后无法“再生”这么令人不安的事情,这一点物理学家花了几十年才逐渐接受。直到今天,他们还是不太确定,这到底是怎么回事。

  奇点可以说是物理学家追寻物理学大统一理论的主要原因——他们将爱因斯坦独创的广义相对论与量子力学结合,试图创造出一种量子引力理论。在某种程度上,他们希望这一理论能够令人满意地解释奇点。不过对于“希望”二字,你必须慎之又慎。时间终结令人难以想象,但时间没有终点或许同样矛盾重重。

  

  时间的边界

  无论是在哲学还是在现代物理学中,时间有终点也好,没有终点也罢,都会带来一大堆难题。

  在爱因斯坦出现之前很久,各个时代的哲学家就已经为时间是否终有一死而争论不休了。康德(Immanuel Kant)认为,这个问题是一个“二律悖反”(antinomy)——这个哲学术语指的是怎么说都有理,让人不知道该如何思考。

  

  如某天晚上有个人赶到机场,却发现他要坐的航班很久之前就已经起飞了。值机柜台的工作人员责备他说,他应该知道预定起飞时间“12 a.m.”指的应该是当天凌晨的12点。不过,我岳父的困惑是可以理解的。

  严格说来,“12 a.m.”这样的时刻根本就不存在。午夜零点既不属于午前(antemeridiem,a.m.),也不属于午后(postmeridiem,p.m.)。这既是前一天的终结,又是后一天的开始。在24小时制中,它既是24点整,又是0点整。

  时间本身是双向的;我们感受到的时间箭头,只是物质从有序过渡到凌乱的一种自然退化,任何家里养着宠物或者小孩的人对此都会深有感触。(整齐、简洁及有序的起源,可能要归功于麦金尼斯推测的那个几何原理。)如果这一趋势持续下去,宇宙最终将达到一种平衡态,又被称为“热寂

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