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- 霍金是穿越过来的人吗
- 星际穿越是霍金指导的吗
- 霍金假说
- 人类唯一可以穿越时空的方法
- 霍金和杨振宁有交集吗
霍金并不是穿越过来的人,他是一个伟大的物理科学家,他提出了很多著名的理论,尤其是黑洞理论,在学术界有一个非常大的影响力。
星际穿越是霍金指导的吗不,星际穿越并非由霍金指导。霍金是一位著名的理论物理学家和宇宙学家,他在科学界有着重要的贡献,尤其是在黑洞和宇宙起源等领域。然而,星际穿越是由导演克里斯托弗·诺兰执导的科幻电影,虽然电影中涉及了一些物理概念,但并没有直接得到霍金的指导。电影的科学顾问是物理学家基普·索恩,他为电影提供了一些科学建议和背景知识。
不是。只是利用了霍金的理论。电影特地找来科学顾问,确保提及的虫洞、黑洞等理论,准确地计算出来。
《星际穿越》的中心主题也离不开霍金理论,一个稳定的虫洞将我们的太阳系连接到另一个具有潜在可居住性的太阳系星球,但霍金曾指出,由于稳定虫洞不会自然地发生,可能还有一段时间才能证实。
霍金假说霍金悖论,由英国理论物理学家斯蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942-2018)提出的一个科学悖论:黑洞不可能透露出东西,所有那些被黑洞吞噬的东西将永远置身于我们的宇宙之外。
为了解决这个“霍金悖论”,引发了平行宇宙的概念,或者说有多个宇宙共存的说法。霍金悖论与量子理论相抵触。
霍金的第一大理论便是“奇点定理”。1965年,当时博士还没毕业的霍金准备找一个博士论文题目,结果他看到了英国物理学家罗杰-彭罗斯发表的一篇关于黑洞的论文。黑洞是一种引力极大的天体,引力大到连光都无法逃脱,研究认为,大质量恒星在生命的尽头,恒星内核会因为引力而坍缩,发生超新星爆发,所残留的部分便是黑洞。黑洞的表面被称为“事件视界”,掉入事件视界以内的任何物质都无法逃离出来。同时,这些物质或光会被强大的引力压缩到位于黑洞中心的、密度无穷大的一个点,这个点被称为“奇点”。令人难以理解的是,一切已知的物理理论在奇点处都会失效,其中也包括相对论。于是科学家猜测,实际上可能并不存在所谓的奇点。不过彭罗斯却在这篇论文中严密地证明:一旦形成事件视界,在视界内部必然会产生一个奇点。
博士时代的霍金
彭罗斯
读了彭罗斯的论文后,霍金敏锐地意识到,如果时间反演的话,那么彭罗斯的证明其实也同样适用于宇宙的开始。我们知道,现在的宇宙依然在不断膨胀,如果时间能够倒流的话,那么可以想象,现在的宇宙会不断缩小,最终坍缩为一个密度无穷大的点。就这样,通过将时间反演,霍金从数学上证明了,根据广义相对论,宇宙诞生时也必然存在一个奇点,这就是奇点定理。
是不是感觉太简单了,别慌,霍金的第二大理论我估计你就听不懂了,因为我压根就说不明白,这就是“无边界假说”。刚才说到,如果只是根据广义相对论考虑的话,那么宇宙必定诞生于一个奇点,虽然证明没什么问题,但是奇点的存在却给物理学家带来了无尽的烦恼,原因就在于在奇点处,广义相对论会失效,也就是说,我们永远也无法弄清楚在宇宙诞生的瞬间到底发生了什么。那么该怎么办呢?霍金想到了量子论。量子论研究的是微观物理世界的基本规律,而奇点正是这样一个极其微小的点,于是,霍金深入贯彻落实将量子论与广义相对论结合起来的指导方针,开展了有关宇宙起源的研究。
根据量子论,微观粒子具有类似波的性质,这种粒子的状态就是所谓的“波函数”。霍金利用波函数表示坍缩成极其微小的宇宙整体,从而研究了宇宙的规律。利用波函数来研究宇宙规律,有一个前提,那就是首先必须确定波的另一端,也就是宇宙的另一端是怎样的,而在这里,宇宙的边界便是指宇宙的开始。于是,霍金提出了一个具有划时代意义的猜想,他认为,宇宙的边界条件就是宇宙没有边界,这样一来,就可以去除掉宇宙诞生时所必须存在的奇点。
好了问题来了,宇宙没有边界这句话到底是什么意思呢?霍金认为,宇宙之初流逝的并不是普通的时间,而是虚数时间。我们知道,虚数的平方是负数,当然了虽然我们了解这一点,但虚数时间是什么却说不清,总之,如果是这种特殊时间的话,那么就没有时间与空间的区别,也就无从得知到底哪里是边界,这就是无边界假说。霍金认为,宇宙始于时间与空间没有任何区别的状态,当普通的时间,也就是实数时间在某一时刻开始流逝之后,宇宙才开始了急剧膨胀,并最终形成了我们今天的宇宙。是不是没听懂,没听懂那就对了,我都不知道我刚才说了什么。没听懂也不要紧,你反复仔细琢磨几次,琢磨琢磨就睡着了。
霍金的第三大理论便是大名鼎鼎的“霍金辐射”。前面说过,按照过去的理论,物质一旦掉入黑洞,就再也无法逃逸出来。所以人们都认为,黑洞的质量只能不断增加,它的欲望是无穷的。不过霍金却认为,如果应用量子论的话,黑洞有可能释放出光子等各种粒子而丧失质量,就像一杯水一样,最终它会蒸发消失。那么为什么会这样呢?还得靠量子论来解释。
量子论认为,宇宙空间中并非空无一物,即便是在去除所有物质与电磁波的真真空中,也蕴藏着巨大的能量,而且能量还在不断地涨落。如果在基本粒子水平的微观尺度上观察真空的话,粒子借助于能量涨落,时时刻刻都在成对地生成与成对地湮灭。
而在黑洞表面附近,同样的事情自然也在发生。不过情况还稍有不同,那就是粒子对中的一个会进入事件视界的内侧,并不断地坠向黑洞的中心,此时的它就再也无法与它的基友相遇了。这样一来,剩下的一个粒子就会失去湮灭的对象,于是这哥们就向黑洞外侧逃逸,看上去就像是黑洞向外发射粒子,这就是所谓的“霍金辐射”。
霍金辐射
此时,坠入事件视界内的粒子由于受到巨大引力的影响而获得“负能量”,剩下的另一个粒子则获得正能量。根据质能方程,能量与质量在本质上是相同的,是可以相互转换的,所以,吞噬了携带负能量粒子的黑洞就会减少相应的质量,一点点地将自己蚕食殆尽。
人类唯一可以穿越时空的方法第一种 虫洞穿越(连结两个遥远时空的多维空间隧道) 虫洞是1916年由奥地利物理学家 路德维希 ·弗莱姆首次提出的概念,1930年由 爱因斯坦 及 纳森·罗森 在研究 引力场方程 时假设的,认为透过虫洞可以做 瞬时 的 空间转移 或者做 时间旅行 。 很多科幻电影中多多少少都有飞船横穿虫洞的镜头(如星际穿越、星际迷航),主角驾驶飞船穿越虫洞以到达另一个时空、时间点,霍金曾经说过,其实虫洞就在我们周围,只是小到肉眼无法看见,据相传历史上很多起离奇的飞机穿越事件的根本原因就是虫洞,著名案例有914航班(无法确定真实性,理性看待)
第二种 黑洞穿越(克尔黑洞) 根据爱因斯坦的理论,时间流逝并不是一成不变的,在有的地方时间过得慢,有的地方时间过的快。霍金也曾在文章中写过,时间就像是一条河流,在不同的地段会有不同的流速,而这正是实现通往未来之旅的关键。 星际穿越克尔黑洞假想图 霍金认为超大黑洞就是一部天然的时间机器,在黑洞周围会明显的降低时间的流速,至少比地球的时间要慢两倍。但是接近黑洞的危险非常的大,所以很难去实验。 想在科幻电影中了解克尔黑洞依旧可以看看上文体到的星际穿越,但是星际穿越里的黑洞穿越设定为了艺术性表现和各方面因素考虑并不是真实的,加之目前人类还没任何技术手段探索黑洞内部也没有决定证据能证明黑洞真的能穿越,克尔黑洞也只是建立在理论上(爱因斯坦引力方程式),所以宇宙中是否真的有克尔黑洞,这些都需要以后人类到达星际旅行阶段后才能论证。
超光速穿越(相对论)
著名科学家爱因斯坦曾发表言论:当人类在宇宙飞行的速度可以达到光速时,人类就能实现从现在去到未来的愿望。
霍金认为如果宇宙飞船的速度超过光速,那么宇宙飞船就能够避免被黑洞给吸入,从而舱内的时间也不会变慢。宇宙飞船以这种方式在黑洞圈飞行一个星期,地球上可能已经过去了100年,那么就可以去到未来了
方法,接近光速飞行。根据爱因斯坦相对论:物体速度越大,时间流逝就越慢,一旦物体运动的速度达到光速,时间就等于了零,也就意味着时间静止了!以接近于光速的速度旅行可以将你送达未来世界。
制造一艘接近光速的飞船,在太空中飞行
虫洞穿越(连结两个遥远时空的多维空间隧道)
虫洞是1916年由奥地利物理学家 路德维希 ·弗莱姆首次提出的概念,1930年由 爱因斯坦 及 纳森·罗森 在研究 引力场方程 时假设的,认为透过虫洞可以做 瞬时 的 空间转移 或者做 时间旅行 。
霍金和杨振宁有交集吗有的。霍金与杨振宁见过面,在霍金病重期间杨振宁还到医院看望过霍金。
杨振宁在物理学方面的成就非常高,尤其是在粒子物理学以及统计物理学方面。并在1957年获得过诺贝尔物理学奖。
霍金和杨振宁是两位非常著名的科学家,一个是英国物理学家,一个是中国物理学家。他们在各自的领域都取得了杰出的成就,但是并没有太多的交集。
霍金主要研究黑洞、宇宙起源等天体物理学问题,并提出了著名的霍金辐射理论。而杨振宁则主要研究量子力学、粒子物理学等基础物理学问题,并提出了革命性的左右称守恒、弱相互作用统一的理论。他们的研究方向不同,也没有涉及到彼此领域的交叉点,所以两人之间并没有太多的交集。
不过值得一提的是,霍金曾经在中国访问期间与杨振宁会面,并且两人进行了有关天体物理学、基础物理学等方面的交流。虽然两人研究领域不同,但是他们在科学精神、探索未知以及推动科学进步方面有着相通之处。
霍金与杨振宁有过交集,在霍金病重期间杨振宁还到医院看望过霍金。杨振宁和霍金毫无疑问是21世纪最出名的两位物理学家,即便是与人类历史中那些伟大的物理学家相比,二者都不遑多让。
霍金和杨振宁曾在科学会议上相遇,并进行了一些学术交流。据报道,杨振宁和霍金在科学会议上进行了深入的讨论,互相交流了彼此的研究成果。这些会议可能是由他们的共同好友,英国物理学家马尔科姆·麦克斯韦(Maxwell)组织的。除此之外,霍金和杨振宁没有其他私人交情或共同活动。
有交集
因为霍金和杨振宁都是在物理学领域有着深刻的研究,曾经一起参加过年的“未来世界科学大会”,此外,两位也曾在科学研究和学术交流上进行过合作
他们的合作不仅是物理领域的交集,也共同关注了数学、哲学等领域的交叉点,这为他们各自的研究和学术地位更加稳固奠定了基础