2019年4月16日 星期二

《黑 洞》


《黑 洞》

五六十年前,黑洞是一個廣義相對論場方程式裏的奇特解,只存在於數學的討論中,今天我們可以看得見圍繞著一個黑洞之事件地平線(event horizon)的影像,這的確是一個相當偉大的科學成就。因此在要取得這一些照片的過程中,許多人屏息等待,為要見證這歷史的一刻。

有人問,這黑洞關我何事?我每天的生活行動,受到這厮甚麼樣的影響?有必要那麼關注這條新聞嗎?當然有必要,也不一定有必要。對於一些關心的人,當然有必要,對於一些不關心的人,太陽明早還是得從東邊升起,黑洞於我何有哉?我身邊的兩隻貓和一隻狗,每天盯著我瞧,也不會去看那張圍着一圈亮光,裏面黑漆漆的照片。

銀幕上終於出現那張呼喚已久的照片,底下坐在會議桌旁的專家學者們交頭接耳一番,臉上都帶著歡欣的笑容。這種笑容,也可以在各式的餐廳裏看見,只要是吃飽了飯,口中啣著一根牙韱,臉上就會有那種笑容。

可見,我們内心裏的深處,都有一種需要。口中的食物,滿足我們肚腹的需求,這個所謂的"黑洞",滿足我們的好奇心。

黑洞的特徵非常引人入勝。首先,我們無法觀察黑洞本身,因為没有東西可以跑得出來。唯一能知道它的存在的,就是藉著其巨大的質量。這一張黑洞的照片被稱為M87,最近科學家給了一個富有思想的名字,叫它是Powehi,意思是"無窮創造的深美源頭"。這個名字,出自於18世紀以夏威夷語寫的一首頌歌,描述夏威夷版的宇宙創生過程。很顯然的,科學家的心靈,有時候也可以很羅曼蒂克。對於詩人和文學家,黑洞可以是一個發揮想像力的地方。

人絕對不能失去想像力。我是一個學物理的人,當然注重科學事實,但不知怎麼的,只要一件科學事實被證實出來,那件事就似乎冷冰冰地被雕刻成像,擺列在博物館内供人憑弔。我們面對這些“雕像”,仍然心血澎湃,但似乎少了一種“迷人的想像”,一種所謂的“fantasy”。“黑洞”這個近百年來,讓科學家們搔破頭的東西,仍然具有一種令人思之而不可得的一種想像魅力。

想一想這是一個具有65億倍太陽質量的龐然大物,大小卻只和太陽系相當,實在是很難想像黑洞裏頭是甚麽樣的景象?我們只能看得見黑洞周圍的事件視界(event horizon),但看不見黑洞本身。事件視界,是一個圓球表面,在這個表面上的任何一個地方,只要可以跑得和光一樣快,就可以不被黑洞吞噬掉。

黑洞的質量,大到可以把平坦的時空扭曲成我們很難想像的程度。首先我們知道它可以將光跑的路徑偏折,所以在我們看來,光跑出一條曲線,有一點像折射。遠處星體所發出來的光線經過偏折之後,我們在地球上看起來,已經不是原來的形貌,而是偏折過後的形貌。一個星體可以偏折成數個影像,我們稱之為“重力透鏡成像”。

另外,愈靠近黑洞,時間過得愈慢,因此有人想說,黑洞可以是一個回到過去的時間機器,而且如果根據一些科學家所指稱的說,物質接近黑洞進入事件境界時之信息量(或稱熵,entropy)不改變的話,我們或許可以回到過去。我們所看見的這個黑洞驚人影像,距離我們有5500萬光年。換句話說,是一張5500萬年前的照,那個時代,也許地上還能看見恐龍,以它們巨大的龍脚在地上奔馳。

黑洞所能引起的話題,實在太多了,就此打住,就讓年青一代的科學家,為我們披荊斬棘,帶大
家進入更深一層的視野。

2019/04/17





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