原標題:黑洞是世界上最大的洞嗎?不,是索恩的腦洞丨天幕穿越者

原創 木木 世界頂尖科學家論壇

論壇 · 看點

「黑洞是世界上最大的洞嗎?」

「不,是索恩的腦洞。」

「有什麼力量能對抗黑洞的引力?」

「索恩的想像力。」

……

基普•索恩(Kip Stephen Thorne),因在LIGO探測器和引力波觀測方面的決定性貢獻獲得2017年諾貝爾物理學獎,《信條》、《星際穿越》的構造師,自由穿行於天幕與銀幕之間的男人。

他也將參加第三屆世界頂尖科學家論壇。

01

不拘時空,想穿就穿

2020年,克里斯托弗·諾蘭(Christopher Nolan)執導的大片《信條》(Tenet)全球上映。素有「一遍看懂電影算我輸」之稱的諾蘭再次刷新三觀,觀眾跟著主角一起在時間的順流逆流中精神錯亂。

《信條》(Tenet) 圖 | 網路

這位天才導演的第一部科幻大片,是2014年全球轟動的《星際穿越》(Interstellar)。裏面對於黑洞真容的幻想,以及穿梭宇宙的航程,喚起了大眾對於探索神秘宇宙的興趣。

而基普•索恩,正是這兩部電影的科學顧問,同時還是《星際穿越》的製片人兼編劇。

《星際穿越》(Interstellar) 圖 | 網路

基普•索恩在接受WLF專訪時說:「《星際穿越》里,我與克里斯托弗和他弟弟喬納森•諾蘭一起進行頭腦風暴。絕妙的想法往往出自這樣的合作,由知識和技能迥異的人共同完成。我具備科學知識,而諾蘭兄弟則擁有傳媒、溝通以及講述故事的精湛技巧。」

這部刷新了人們宇宙觀的科幻冒險電影的故事架構,最初是索恩和當時的女朋友Linda一起構思出來的;而《信條》里的逆熵、時間倒轉、鉗形運動、祖父悖論等概念、視覺形象,也是基於索恩的科學支持,才得以有精彩的影像詮釋。

02

捕捉引力波

天馬行空的銀幕幻想背後,真實世界的索恩是一名嚴謹的理論物理學家,開創了引力波探測的新紀元。1984年,索恩與其他人合作創建了激光干涉引力波天文台(LIGO)計劃,運用激光干涉的方法測量引力波引起的微弱時空擾動。這個彙集數十個國家、上千名科研人員的國際大科學計劃,於2015年成功地捕捉到了13億光年之外的引力波——這一引力波信號來自兩個黑洞之間的激烈碰撞。

引力波(Grativational wave) 圖 | symmetrymagazine

憑藉對引力波探測平台的開創性壯舉,2017年索恩獲得了諾貝爾物理學獎。《星際穿越》中讓人一眼萬年的黑洞圖片,就是根據索恩大腦里的設想形象化的展現。

黑洞(Black holes):作為吞噬一切光源輻射的黑洞,它本身並不能反射光線,而在其周圍卻形成一個強大的引力場作為人類觀測的事件視界,俗稱黑洞的邊界。依靠附近的一圈光亮,人們實現了「看見」黑洞的跨時代成就。 圖|sciencealert

03

物理學界「交際花」

索恩的交友範圍很廣。2020年新科諾貝爾物理學獎得主羅傑·彭羅斯(Roger Penrose),就是索恩的多年好友。當年彭羅斯與「蘇聯學派」就奇點和黑洞展開大論戰,最後蘇聯學派承認錯誤的手稿,就是經由訪問蘇聯的索恩之手,才得以發表。

羅傑·彭羅斯(Roger Penrose) 圖|wikiquote

索恩和霍金(Stephen William Hawking)也是認識了近半世紀的摯友,而這兩位的友誼最出名的事情卻是幾次打賭。

第一次是在1974年12月,他們為「天鵝座X-1中是否包含黑洞」打賭。當時,索恩打賭天鵝座X-1包含黑洞,而霍金則站在了索恩觀點的反面。其實,按照霍金本人的黑洞理論,天鵝座X-1中是應該有黑洞的,但他故意把賭注下在「沒有黑洞」上。結果自然是索恩贏了,他按時收到了霍金為他訂的1年份的《閣樓》雜誌,而這也恰巧說明了霍金的黑洞理論是正確的。

霍金在後來1988年出版的《時間簡史》中解釋當時的做法:「對我來說,打這個賭就像買一種保險。我做了很多關於黑洞的研究,如果黑洞根本不存在,這些研究就都白費了。如果真是這樣的話,我起碼還賭贏了,能得到安慰獎:他將給我訂閱4年的《私家偵探》雜誌。」

第二次的打賭發生在1991年平安夜這天,索恩去拜訪霍金的時候兩人聊到了「裸奇點」(裸奇點指的是「沒有事件視界」包圍的裸露的奇點),這次兩人打賭的焦點則變為:「宇宙中是否存在『裸奇點』」。霍金是彭羅斯的支持者,彭羅斯提出了「宇宙監督猜想」,他認為宇宙中不可能形成裸奇點。索恩則認為裸奇點是有可能被探測到的。他們為了打賭甚至還按了手印。

1997年物理學家馬特·喬普圖克(Matt Choptuik)證明裸奇點存在,霍金又一次輸了,他賠了錢並送了基普·索恩一件T恤,身上畫了一個裸女,身上勉強批了一塊布,布上寫著:大自然厭惡裸奇點。

霍金(Stephen William Hawking) 圖|Britannica

文章的最後,附上被影迷們視作「信條」的《星際穿越》經典台詞以及索恩對此的解讀:

「Love is the one thing that transcends time and space.」

—— Interstellar

「唯有愛能夠超越時空。」

——《星際穿越》

「科學不會被愛或任何其他人類情感左右。

只有一種維度,愛可以改變科學,

那就是人們對科學的熱愛。」

——基普•索恩

在天幕與銀幕間瀟洒穿越的索恩,最終也逃不脫愛的吸引力。

《星際穿越》經典台詞 圖|pinterest

重磅預告

在定於10月30日召開的第三屆世界頂尖科學家論壇(WLF)上,索恩將參加世界頂尖科學家引力波峰會,暢聊引力波與黑洞!

排版|木木

編輯|羽華

責編|小文

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