完美的大统一理论可以看清量子世界,可否看到黑洞的本质?
大统一理论是发现光电效应的物理大师在余生为之努力的目标,试图用简单的物理原理来统一宏观与微观。
量子世界似乎没有一个人真正的看懂。在量子的微观世界,电和磁不再是两种事物,它是同一种原力纠缠在一起的两个相关状态,也是带电粒子的两种相互作用。万有引力在微观世界不起多大作用,宏观宇宙的规律不能解释量子的世界,这一直是物理学家探索的问题。
已知的四种自然作用力有:万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力。宇宙万物是运动的,与这四种作用力息息相关。
量子的不确定性原理相也称为测不准原理,令所有人困惑。如果说宏观世界是写实的,量子世界则是不可捉摸的。一个量子态,它仿佛是多维空间的组合体,当我们用身处的维度能量观察时,它的形态却只有一种。一旦发现,它其它状态去了哪里,继而有观点认为,在平行宇宙存在着不同的量子状态。
如果强相互作用力、弱相互作用力、电磁力、万有引力是四种原力,它们是如何左右世间万物的?
强相互作用力与上帝粒子相关,组合而成的强子结合在一起的作用力超级强,维持着原子核的稳定。
而正反夸克通过强作用力纠缠组合形成电荷粒子,产生电磁力,而夸克间的距离越近,强作用力却开始变弱,看起来像是自由粒子,称为渐近不缚性。这像是弹簧力一样,这时,夸克却拥有极高能量,相互间反而变成了自由粒子一样。
弱相互作用是指某物的衰变演化是极其缓慢的,正是原子核由于强作用力的束缚显得牢固无比,原子核的衰变则显得很弱。
通过对称性破缺,则可以在很多方面追溯源头。对称性破缺也是量子场论的重要概念,量子的不可预测就意味着对称性,可观测时就是对称破缺了。
爱因斯坦曾经一度认为,组成物质的基本粒子的形态应该非常简单。大统一理论就可以解释许多现象,他的余生曾致力于寻找本质性的东西来解开量子不可预测的奇怪现象。
相比较,电磁力与引力作用于宏观世界,强相互作用力与弱相互作用力统领微观世界,将它们耦合在一起就称为大统一,对称性破缺理论将是通向统一理论的一条道路。
宏观世界,黑洞在吸收与拉扯空间,它是一种超高密度天体,引力又展显得淋漓尽致。就像在量子世界的强作用一样,引力在黑洞存在的标准模样是与核子束缚等效的。
黑洞引力似乎是在抗衡宇宙膨胀,而强作用是用来束缚微观世界的,弱相互作用看起来是用于延伸时间的,电磁力也是自然基本力,也是长距离感应的,它看起来是来自微观世界,通过不断的电磁振动前往一个方向,没入黑洞之中推波助澜,专门传送能量的。
黑洞的神秘性源自于不可观测,当它还是恒星时,辐射量远大于黑洞。成为黑洞时,仅仅释放微弱的霍金辐射。在黑洞里面,所有物质会分解为超微粒子,重归量子态。
物质通过黑洞的重压碾碎,形成粒子态,在巨压超越能量时会从两极喷射出来。通过长时间的喷射,黑洞最终会变成虚无,会发出耀眼的光芒,体积会缩小,甚至会爆炸。
物理学家霍金预言:黑洞是宇宙最终的归宿。黑洞或许并不黑,其绝对温度并不高,由于压力巨大,或许是最热的地方。
这样,看起来黑洞实现了宏观与微观的统一,它既是量子态又是天体,既有强作用力的量子集结又是巨大引力的天体。而电磁波产生的光线又被完全吸收,这和黑体相似,元素衰变的过程又在延长它的生机。
黑洞与其他物体或其他黑洞相撞时,虽然黑洞自旋会消耗自身,而黑洞的旋转真的会逐渐慢下来吗?
过热的黑洞会继续收缩,而黑洞收缩又会延长寿命,直至宇宙终结。