黑洞中心到底是什麼,是時間的終點還是新世界的入口?
2020-11-24 前瞻網黑洞中心到底是什麼，是時間的終點還是新世界的入口？
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布萊恩·格林(Brian Greene)是個大忙人。除了在紐約市的哥倫比亞大學任教外，這位理論物理學家還寫了四本書，在一些電視專題中擔任主角，並成為世界領先的科學傳播者之一。
格林還與他的妻子特雷西·戴(Tracy Day)一起擔任世界科學節的負責人。該活動每年春天在紐約舉行，今年已經是第11年了。這個活動匯聚了頂尖的科學家和思想領袖，討論人類面臨的最有趣的問題和挑戰——從物質結構到尋找外星生命等。
MACH的丹尼斯·周(Denise Chow)最近與格林談到了黑洞、對暗物質的搜尋以及2016年對引力波的探測，他說引力波的發現「震撼了科學界」。
為了簡明扼要，採訪經過編輯。
MACH：過去兩年科學界最大的進步之一是發現引力波，引力波由13億年前兩個黑洞碰撞而產生，並在時空中以漣漪的方式傳播。這一發現的意義是什麼?有人說我們進入了一個天文學的新時代。這是一種誇張的說法嗎?
格林：有時人們確實對事態進步過於熱情，但是對這個發現人們有理由感到熱情。引力波的發現真的震撼了科學界，因為幾千年來，我們探索宇宙的唯一途徑就是光，而現在突然之間，通過探測我們已經確定了我們有一個全新的工具來觀察和探索宇宙，所以這不是誇張。
有什麼可以與這種範式轉變相提並論的嗎?
想像一下，你經歷了沒有聽覺的生活，你只用眼睛看過世界，所以你只用了一種特殊的方式來體驗這個世界。但如果你突然有了聽覺，你了解世界和參與世界的方式就會變得更加豐富。這就和引力波發現差不多。我們也獲得了一種聽覺，之前我們只能看見宇宙，現在我們也能聽到宇宙了。
引力波的發現如何改變我們對黑洞的理解?
首先，這是證明黑洞真實存在的有力證據。黑洞早在20世紀早期就出現在理論學家的黑板上，而且有很多間接證據表明它們確實存在。我們曾預測過當兩個黑洞碰撞時他們產生的輻射會是什麼樣子，並且把這種預測搬到了課本上，然後LIGO(雷射幹涉引力波天文臺)檢測出了輻射的模式——它和我們在課本上看到的一模一樣。黑洞是真實存在的，這是一個完美的佐證。
另一件改變我們對黑洞看法的事情就是我們以前不清楚它們是否成對出現的，如果有可能成對出現的話，黑洞會在太空中表演二重奏——互相跳舞。在數學上這是可能發生的，但我們不知道它是否真的發生過。如果是的話，那可能是非常罕見的。但是現在，通過對兩個黑洞進行二重奏並相互碰撞的檢測，以及對這一過程的後續時間觀察，我們清楚地認識到，雙星，即進行這種二重奏的一對黑洞，是一種相當普遍的結構。這對於我們來說是一個驚喜。
你認為黑洞最有趣的是什麼?
我對黑洞的興趣在於了解空間和時間的本質和黑洞的邊緣，以及量子物理如何影響空間和時間。這是我們可以通過觀察極端環境如黑洞的邊緣來深入了解的。
但更重要的是，我們夢想有一天我們將真正了解黑洞深處發生的事情。雖然黑洞邊緣是很酷，但是黑洞中間更加瘋狂，中間是愛因斯坦的數學和量子力學的碰撞和衝突的地方，在碰撞中有激烈的反應，方程式會崩潰。這就是我們所說的奇點，但奇點其實就是「我們不知道到底發生了什麼」的委婉說法。這是最令人興奮的事情，因為人們推測黑洞深處可能是時間的終點，他們推測那可能是通往另一個宇宙的門戶，或者它可能是嶄新的我們從未想像過的物理規則發揮作用的地方，這就是黑洞真正奇妙的奧秘。
暗物質被認為是構成宇宙的大部分物質，對於理解暗物質到底是什麼我們是否又更近了一步?
我認為我們現在要已經發現暗物質了才對，我想很多同事都同意這個說法。但是暗物質比我們預想的要難發現。這可能意味著我們找錯了對象。也許原因並不是某種我們看不到的物質形式，也許是我們對重力本身的理解需要修正。這是一個可能性。
也可能是暗物質確實存在，它在等著我們去發現，我們只是還沒有發現。因此，我想說的是，我們並不比(幾年前)更接近發現暗物質，但我們排除了當時仍被認為可能的某些可能性。
你認為我們能夠理解為什麼宇宙以它現有的方式存在嗎?為什麼宇宙幾乎完全由物質組成，而不是物質和反物質的混合物?
更深層次的問題是，物質和反物質是否可以相互壓制，如果你認為在大爆炸中產生了等量的物質和反物質，那為什麼還會有物質存在?反物質都去了哪裡?有一些方法可以解決這個問題，但是每一個都涉及異物理學。但是很高興我們有嚴格的可測試想法。我們會有一天解決這個問題嗎?我相信我們會的。
這些想法有哪些呢?
有兩種可能性。也許宇宙有很多反物質只是我們還沒發現——某種意義上來說有點像暗物質。也可能是在早期宇宙中，物質和反物質之間的出現不平衡，物質和反物質都湮滅了，但是還有一點物質殘留下來——那可能就是我們，我們可能是所有其他物質大滅絕之後遺留下來的物質。
如果你能在你的一生看到三個物理奧秘被解開，你希望是哪三個?
其中有一個肯定會是：宇宙是如何開始的?下一個問題是：時間在基本層面上是什麼?第三個問題我想我會離開物理學的範疇，我想知道：什麼是意識?
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