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208 神秘之球-第章

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  诺曼点点头。他觉得也真有意思,大家的脾气性格竟会如此不同。特德是个乐天派,就像小孩子一样精力旺盛。哈里则总是那么冷冰冰的,爱挑剔,但头脑却十分冷静,眼睛几乎眨都不眨。贝思不那么有学问,也不太肯用脑子,但却身强力壮,感情比较丰富。这也就是为什么大家都很疲劳的时候,她能倒头就睡。

  “我说,诺曼,”特德说道,“我想是你说的,说我们此行总是令人毛骨悚然。”

  “我觉得是这样的。”诺曼说道。

  “唔,在所有对这次考察探险可能作出错误判断的人中,我很高兴的是,是你说了这话。”

  “我也为此感到高兴。”

  “虽然,对于你为什么把像哈里·亚当斯这样的人选到考察队中来,我实在难以想象。这倒并不是说他没有名气,可是……”

  诺曼不想议论哈里。“特德,记得刚才在太空船上的时候,你说时间和空间是一件事物的两个方面,是吗?”

  “是的,时空问题。”

  “对这个问题我从来也没有弄懂过。”

  “是吗?其实这个问题很简单。”

  “你能解释给我听听吗?”

  “当然可以。”

  “用英语?”诺曼问道。

  “你是说不要用数学来解释?”

  “是的。”

  “唔,我试试看吧。”特德皱了皱眉头,不过诺曼知道他的心里很高兴,因为他就是喜欢卖弄自己的学问。特德略微停了停,然后说道:“好吧,我们来看看从哪儿开始。引力是可以用几何方式表示的,这你熟不熟?”

  “一窍不通。”

  “时空是弯曲的,懂不懂呢?”

  “不行,也不大懂。”

  “唔,那么爱因斯坦的广义相对论呢?”

  “很遗憾。”诺曼说道。

  “那也没关系。”特德说。他们面前的桌上有一碗水果。特德把水果倒了出来,把它们放在桌上。

  “好了,这张桌子是空间,一个平坦的空问。”

  “对。”诺曼说道。

  特德开始在桌上摆起水果来。“这个柳橙代表太阳。这些是它的行星,是绕着太阳旋转的。这张桌子上的水果摆法代表了太阳系。”

  “我明白。”

  “好,”特德指着桌子中央的那个柳橙说道,“太阳非常大,所以说它具有很大的引力。”

  “对。”

  特德递给诺曼一粒轴承中的钢珠。“这是一艘太空船,我要你把它送出太阳系。让它贴近太阳飞,行吗?”

  诺曼接过钢珠,让它从那个柳橙旁边滚了过去。“好了。”

  “你注意到没有,钢珠是笔直地从桌上滚过去的。”

  “是的。”

  “可是实际上,当你的太空船在贴近太阳的地方飞过时,会出现什么情况呢?”

  “会被太阳吸进去。”

  “对了,我们说它‘掉进’太阳里了。这艘太空船将偏离原先的直线方向,向太阳偏转,最后撞击太阳。不过你的太空船没有发生这种情况。”

  “是没有。”

  “所以我们知道这张平面的桌子有毛病,”特德说道,“真正的空间不可能像桌面这样是平的。”

  “不可能?”

  “不可能。”特德肯定地说。

  他把那只空碗拿过来,把那个柳橙放在里面。“现在把钢珠从太阳边上滚过去。”

  诺曼把钢珠弹进碗里、那钢珠不是笔直地前进,而是沿着碗的内壁向下作弧形滚动,然后撞在柳橙上。

  “好了,”特德说道,“太空船撞到太阳上了,在实际中发生的情况就跟这个一样。”

  “但是如果我给它一个比较快的速度,”诺曼说道,“它就会从柳橙旁边滚过去。它会先滚下去,然后从碗的那边滚出去。”

  “对呀,在实际中也是如此。如果太空船达到了一定的速度,它将逃过太阳的引力场。”

  “是的。”

  “所以说,”特德说道,“我们刚才看到的情况,说明在实际生活中,当一艘太空船从太阳附近飞过时,它就好像进入了太阳周围的弯曲空问。太阳四周的空间就像这只碗一样,是弯曲的。”

  “唔……”

  “如果你那颗钢珠的速度比较适当,它就不会逃出这只碗,而只会绕着碗内侧无休止地旋转。太阳的行星就是这样旋转的。它们在太阳生成的这样一个碗当中,永无休止地旋转着。”

  特德把抑橙放回桌子上。“实际上,你应当把这张桌子想象成橡胶制成的,这些行星都会在橡胶上留下凹痕。空间实际也是这种情况;真正的空间是弯曲的——而空间的曲度则是随引力的大小而变化的。”

  “唔……”

  “所以说,引力使空间发生弯曲。”特德说道。

  “唔……”

  “这也就是说,你可以认为引力只不过是弯曲的空问。地球有其引力,是因为地球使它周围的空间发生了弯曲。”

  “唔。”

  “当然那也不像我说的这么简单。”特德说道。

  诺曼叹了口气说:“我也不认为是那么简单。”

  哈里走进房间,看见桌上摆着的水果,却一声未吭。

  “当你让小钢珠从碗边上往下滚的时候,”特德说道,“你注意到它不仅是滚下去的,而且会愈滚愈快,对吧?”

  “是的。”

  “当一个物体的运动速度愈来愈快的时候,在那个物体上,时间就变慢了。这一点爱因斯坦早在本世纪初就证明了。这意味着你可以把空间的弯曲看作是时间的弯曲。这只碗的弯曲度愈深,时间就变得愈慢。”

  哈里插上来说道:“不过嘛……”

  “外行人的话,”特德说道,“给我一次机会。”

  “是啊,”诺曼说道,“给他一次机会嘛。”

  特德把碗端起来。“现在,如果你用数字的方式来解决这个问题,你会发现这只弯曲的碗既不是空间,也不是时间,而是两者的结合,这就是所谓时空。这只碗就是时空,而在它里面运动的物体,就是在时空中运动。我们并没有以这种方式去认识运动,可是这却是运动时所发生的情况。”

  “是吗?”

  “是的,以棒球为例。”

  “白痴玩的游戏,”哈里说道,“我讨厌这种游戏。”

  “你懂不懂棒球?”特德问诺曼。

  “懂。”诺曼答道。

  “那好,想象一下击球手向中场手打出一个平飞球。那球几乎是笔直地飞了出去,比方说用了半秒钟时问。”

  “嗯。”

  “现在再想象一下,这位击球手向同一名中场手打出一个高飞球。这一回球冲天而起,中场手六秒钟之后才接住它。”

  “是的。”

  “那么这两种球——平飞球和高飞球——的运动轨迹看来是大不相同的。然而这两种球在时空中的运动都是完全一样的。”

  “不是的。”诺曼说道。

  “是的,”特德说道,“而且是以一种你已经知道了的方式。假定我让你向中场手打一个高飞球,但要让球到达中场手那边的时间是半秒钟而不是六秒钟。”

  “这不可能。”诺曼说道。

  “为什么?你打击的力度再大一点嘛。”

  “力度大了,球就飞得更高,结果时间就更长了嘛。”

  “好吧,那么向中场手打一个滚地球,让他在6秒钟内接住呢?”

  “这我也做不到。”

  “对了,”特德说道,“你实际是告诉我你无法做到随心所欲地击球。那颗球在时间和空间中的运动轨迹,是受到某种固定关系的制约的。”

  “是的,因为地球具有引力。”

  “对呀,”特德说道,“引力就像我们刚才看到的这只碗,是一种时空的曲面,这一点我们已经有了共识。地球上任何一颗棒球都必然是在同一个时空曲面中运动,就像钢球在碗里的运动一样。你再看。”说着他把柳橙放回碗里。“这是地球。”他把两个手指分别放在柳橙的两边。“这是击球手,这是中场手。现在让钢珠从一个手指向另一个手指滚动,你会发现你必须考虑这只碗的曲面。你轻轻地弹一下钢珠,它滚动的时候就向柳橙偏过去多一些,如果你用力弹,它就会向碗的另一侧上方滚,然后从另一侧滚下来。你不可能让这颗钢球依你想要的方式滚,因为它是在碗的曲面内运动的。你的那颗棒球也是这样,它是在弯曲的时空之中运动的。”

  诺曼说道:“我似乎有点明白了。可是这与时间旅行又有什么关系呢?”

  “这么说吧,我们认为地球的引力场很强——我们摔倒时,这个引力场使我们感到疼——不过实际上它很弱。它几乎不存在。所以地球四周时空的弯曲度很小,而在太阳四周时空的弯曲度就大得多了。在宇宙的其他地方,时空的弯曲很厉害,以致于产生环形滑车那样的起伏,并且发生各式各样的时间弯曲变形。其实,如果你考虑一下黑洞——”

  他忽然停了下来。

  “怎么啦,特德?黑洞怎么啦?”

  “哦,上帝呀。”特德轻声说道。

  哈里把鼻梁上的眼镜向上推了推,说:“特德,你这一生之中,这一次也许是正确的。”

  他俩都抓起一张纸,开始在上面涂涂画画起来。

  “它不可能是一个施瓦兹希尔德黑洞①——”

  【① Schwartzschild hole:根据施瓦兹希尔德1916年得到的爱因斯坦真空场方程式精确解所导出的无旋转、球对称黑洞。】

  “——不,不。一定是旋转的。”

  “——角动量可以保证——”

  “——可是你到不了奇点——”

  “——不,潮汐的力量——”

  “——把你撕碎——”

  “但是如果你仅仅低于黑洞表面……�
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