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00000 黑洞

2023-03-26脑洞 来源:百合文库
 “黑洞是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速……”,教授停顿了一下,说道:“同学们,可以计算一下,地球要成为一个黑洞,那它的半径有多大?”。
“根据史瓦西半径计算公式r=2GM/C² ,半径0.88厘米”MR迅速而精确的给出了答案。
教授接道:“正确,黑洞的密度极为巨大,地球要缩小到指甲盖这么大,才有可能形成黑洞……”。课堂上大多数人都在玩着自己的手机,少部分人昏昏欲睡,极少部分人正在认真听课。一门公共选修课,哪有微博,空间,推特和游戏那么有吸引力呢?
“确认一下,这位同学应该不是学数学的吧?”教授突然问到。
“我是L大学 理学院 物理系的学生”,MR回答。
“计算功底不错!”,教授接着说:“说到数学就想到一个有关数学家,物理学家和工程师的故事。说出来给大家轻松一下。”
“是这样的,有个房子着火了,火势很大,消防员找来一个工程师、一个物理学家和一个数学家问他们需要多少个灭火器才能灭掉房子里的火。工程师点燃了附近的20座房子进行了测试,说需要10个。物理学家经过一番计算说需要3个,但同时指出自己的计算仅适用于真空中的各向同性球形房子。数学家经过一番计算,高兴地说,需要的灭火器的个数小于[e⁷⁰⁰]。”
教室里传来一阵笑声,课堂气氛活跃了些许。有同学提出质疑:“老师,请问物理学家该怎么证明3个灭火器可以熄灭真空中的各项同性球形房子?”
“那消防员可能还需要要找来一位实验物理学家。”教授解释到:“或许一个数学家也可以”
同学们接着问到:“为什么数学家算出了那么奇怪的答案?”
教授答:“因为他们往往会费劲心思得出一个准确的答案,虽然这个答案往往没有什么用。”
教室里传来了大家的笑声,酣睡的同学也抬起来了头,睡眼朦胧的询问周围。
“当然,这只是个笑话。学物理的最尊重还是数学家啦……” 教授喝了口水 ,接着说:“言归正传。我们在前面提到,宇宙是在在加速膨胀的。注意:这里膨胀的含义是,新的空间从每一处空间中产生。”
“注意,是每一处空间。大家想象一个气球,吹气会使其膨胀,而我们的宇宙就在气球的表面上。但是严格来说,这是不对的,因为气球表面是二维空间,而宇宙是三维空间。”教授叹了口气:“再精妙的比喻也只不过是近似,人类说不定也只是鱼缸中的金鱼…”
“咳,扯选了,让我们回到上面所说。这导致的结果,宇宙中的物体都在相互远离,也就是说,距离我们越远的物体,远离我们的速度也就越快。由此我们不难想象,距离我们足够远的星系,远离我们的物体会达到光速。”
“这个距离被称为哈勃半径。而在哈勃半径以外的星系,远离我们的速度超过光速。”还是有部分“顽固派”不愿意听课,教授有些许不悦,向其中一人提问到:“这位同学,请回答一个问题,可观测宇宙的静态总质量大约是多少?”
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