黑洞是世界上最大的洞嗎？不，是索恩的腦洞丨天幕穿越者

2020-10-24 22:29

來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客

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。”

“有什么力量能對抗黑洞的引力？”

“索恩的想象力。”

……

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，自由穿行于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。

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 | 網絡

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）。里面對于黑洞真容的幻想，以及穿梭宇宙的航程，喚起了大眾對于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》的制片人兼編劇。

《星際穿越》（Interstellar）圖 | 網絡

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，也是基于索恩的科學支持，才得以有精彩的影像詮釋。

捕捉引力波

天馬行空的銀幕幻想背后，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臺（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。這個匯集數十個國家、上千名科研人員的國際大科學計劃，于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

憑借對引力波探測平臺的開創性壯舉，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，它本身并不能反射光線，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

物理學界“交際花”

索恩的交友范圍很廣。2020年新科諾貝爾物理學獎得主羅杰·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，最后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。

羅杰·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》雜志，而這也恰巧說明了霍金的黑洞理論是正確的。

霍金在后來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。我做了很多關于黑洞的研究，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》雜志。”

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，他賠了錢并送了基普·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。