第一百章 黑洞宇宙
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物理系，办公室。
王文芳副教授正在批改大二学生们交上来的作业。
《大学物理》作为所有工科学生的必修课，王文芳也负责部分本科生的课堂教学工作。
“王教授？”
开着的办公室的门，被年轻学生所敲响。
“是来交作业的吗？”
看着来人有点面熟，王文芳以为是自己的学生。物理课是大班授课，绝大多数学生，王文芳都叫不出名字。
“不是，我是大一的，我们的物理课，要下个学期才开始。”
成兴赶紧解释。
“哦？那你找我......”
“是这样，关于天文物理，我有些想法，想写个论文，找您请教一下。”
受到了诸多刺激，再加上与云丽沟通之后，得到了鼓励。成兴越想，越觉得自己的理论，有道理。所以一不二不休，准备将其变成文字，发表出来。
让世人都能认识到自己的优秀。自己绝对不是什么人的影子。
“你想发表论文？”
王文芳吃惊的看着，对方年轻的面貌。大一的学生，想发表论文？莫非.....
“你是陈泉吧！”
王文芳一拍桌子。“怪不得我觉得你面熟。经常能在报纸和电视上，看到你的消息。”
要是别人说想大一就发表论文，肯定是痴心妄想。
但是刚刚在MEMS领域，领衔发表了一系列论文的陈泉，显然不在此列。更不要提，陈泉在高中阶段，就拿过物理奥林匹克的金牌。
“我...”
成兴差点一口气没有上来。
“我不是陈泉！我是成兴，检测专业的学生。”
“噢。成兴？你们两个长得还真有点像。”
王文芳马上失去了兴趣，但她还是礼貌性的问了一句：“你为什么想起发表论文了？”
虽然感知到对方的态度，从热情到冷淡，但成兴还是兴高采烈的，把对云丽说的那番话，讲了一遍。
“嗯...嗯...嗯...嗯...”
王文芳边听，边点头，算是给与鼓励。
“我就想着，会不会是大爆炸理论，本身根本就是错的。”
由于王教授一直是赞许的态度，成兴的信心又慢慢回升。
“这些都是你自己想出来的？”
虽然王文芳的信息资料来源，更加广泛，但成兴的某些看法，她还是首次听说，毕竟她不是搞天文方向。
“基本上都是。我只看过几本科普杂志，其他的资料，还没有查过。”
“那可真不错，不过.....”
“不过什么？”
成兴心中升起一股不祥的感觉。
......
“对大爆炸理论，其实早就有人不满。从大爆炸理论诞生的第一天起，就有人不停的攻击。但光靠指责是没有用的。”
常年与本科生打交道的王文芳，还是很有耐心的。“想推翻大爆炸理论，就需要更合理的替代性理论。而这种理论，我们目前并没有。”
“有的。有的。我就有一套替代性理论。”
成兴兴奋得两眼放光。
“哦？你有一套替代性理论？”
王文芳眯起了眼睛，再次打量起，眼前这位，由于陈泉的关系，有点面熟的面孔。“说说看！”
“您看啊，这是黑洞的示意图。”
成兴从包里拿出几张早就画好的白纸。
“按照传统的理解，黑洞是一个星体，不断被自身重力所吸引，不断坍塌而形成的。
当坍塌不断继续，最终小于史瓦西半径之后，坍缩还在继续吗？如果继续坍缩，不就形成了黑洞里面套黑洞的局面吗？
如果不继续坍缩，是什么力量制止了坍缩？”
成兴侃侃而谈。
（史瓦西半径，是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。物体的实际半径小于其史瓦西半径的物体被称为黑洞。）
“有意思，接着说。”
王文芳没有急于否定。毕竟成兴所说的问题，是物理界的一个经典难题。
奇点之内的世界，没有人可以解释。
广义相对论止于奇点。奇点之内，所有的物理定律一律失效。
爱因斯坦晚年，甚至因此否认了黑洞的存在。
“我还画了个示意图。”
成兴又拿出了一张纸。纸上有一个大圆，圆中有个点A。
“我们现在假设，A点是个发光物体。根据黑洞原理，它所发出的光，都会最终指向黑洞中心。因为所有光都无法逃离黑洞引力。对吧。”成兴在纸上，比比划划。
“对！”
王文芳来了兴趣。
“根据光路可逆原理，如果我们把A点的发光物体换成观察者，他看到的所有光线，实际上，都是从黑洞中心发射出来的。对不对？”
“嗯？...”
王文芳越来越有兴趣了。“对!....接着说！”
“在黑洞内部的观察者A眼里，他会发现，无论向哪一个方向望去，上，下，左，右，前方，后方，都是黑洞的中心！对黑洞内的生物来说，黑洞实际是把黑洞内部的空间，给包围了！”
成兴越讲越兴奋。
“也就是说，在黑洞内的空间结构里，是黑洞的引力，把内部的空间，支撑了起来。黑洞的引力，不再使物体吸引在一起，而是使他们分开。
在广义相对论里，引力可以扭曲时空，在黑洞的内部，引力不仅是扭曲，而且塑造了时空。引力同时在所有方向上存在。黑洞也不再是三维概念上的一个点，它就是空间本身。”
.......
“很有意思的假说。”
王文芳点头赞许。“不过这个理论，跟你前面说的，大爆炸理论的一堆问题，有什么关系？”
“我认为，我们现在的宇宙，就处在一个黑洞里。”
“哦？”
王文芳听过类似的黑洞宇宙假说。其核心观点，即本宇宙，很多特征，都满足了构成黑洞的基础条件。
果然，成兴也把相同的观点，搬了出来。
“按照宇宙中的总质量计算，我们可以推算出，本宇宙黑洞的史瓦西半径为1500亿光年，已经远远超过了可观测宇宙的实际半径460亿光年。因此，我们的宇宙，就是处在一个黑洞里。”
说完，成兴用希望的目光，注视着王文芳，希望得到肯定的答复。
.......
“嗯....“
王文芳沉思片刻，同时也是筹措语言。
多年跟本科生打交道的经验，让她不会直接去打消学生的积极性。
“你的那个黑洞引力的设想，说实话，是个很有趣的假说，但也仅仅是假说，因为我们无法去证实它。”
“噢？”
成兴感到不妙。
“根据你的想法，如果我们的宇宙，本身就是个黑洞，同时也是闭合的三维空间，我们观测到的宇宙，就不应该是平直的。但这与目前的观测结果并不符合。”
（在平直空间的欧氏几何中，任何三角形的内角之和都是180°。但是如果在球面上或曲率为正的曲面上，内角加起来将超过180°。而在双曲面或曲率为负的曲面上，三角形内角加起来将小于180°。几何测量方法的原理是，以观测者作为一个顶点，再在空间选取2个点，构成一个三角形。如果我们能测出三条边的边长，在欧氏几何中就可以确定这一具有唯一性的三角形，其顶角的大小就可以计算出来。另一方面，我们也可以通过直接观测得到我们所在的顶角的大小，与计算值相比，就可以确定是否一致，还是更大或更小。
如果这个顶角的观测值和计算值（真实值）相等，表明宇宙是平直的三维欧氏空间；如果观测值大于计算值，则表明光线在一个正曲率面上穿行，即宇宙为球面；如果观测值小于计算值，则表明宇宙是负曲率的双曲面。）
“能不能，是因为当前宇宙的尺度过大，而我们的观测工具，精度不足，即使空间是闭合的，我们也观测不到？”
成兴猜测。
“也许吧。谁知道呢？”
王文芳耸了耸肩。“但到目前为止，所有的观测证据，对你的理论，是不利的。另外，你的理论，还解释不了，哈勃红移现象。宇宙是黑洞没有问题，但为什么这个黑洞会一直膨胀。而哈勃红移现象正是大爆炸理论的最强支持点。”
（哈勃红移现象：远离我们的恒星发出的光的光谱会向红色的一端移动，由哈勃证实。）
“可是大爆炸理论，有那么多问题！”
成兴试图争辩。
“大爆炸问题多，并不意味它是错的。除非你能另辟蹊径，把所有大爆炸理论解释过的问题，全解释一遍，这样才有取代大爆炸理论的可能。”
“好吧，我回去再研究研究。”
成兴没有继续顶牛。
这个宇宙红移，他要仔细看看，到底是怎么回事。
也许真的要去图书馆查查资料了。
“另外，大爆炸理论，解决的可不仅仅是宇宙膨胀这一个现象，它还解决了宇宙微波背景辐射问题。”
“什么是宇宙微波背景辐射问题？”
“你看，你连宇宙微波背景辐射问题都不知道，就贸贸然的想否定大爆炸理论，是不是有些想当然了？”
“......“
成兴被打击得，有点说不出话来了。
“除了宇宙微波背景辐射问题，大爆炸还对很多现象有良好的解释，例如宇宙中氢元素的丰度等。想推翻大爆炸理论，这些问题，都要给出替代解释。”
“噢。明白了。”
成兴彻底蔫了。
他甚至打算放弃了，直到王文芳教授的最后一句话：
“没有关系，不是每个人，都能成为陈泉的。不要太过于执着一时得失，目前你的任务，还是认真学习，打好基础。”
“明白。”
成兴嘴上说明白，但心底重新燃起了斗志。
就在他快要走出办公室的时候，背后又传来了王文芳的自言自语。“挺有灵气的一个孩子，要是报物理专业就好了。可惜了。”
成兴的脚下就是一凝，差点直接摔倒。
物理系，办公室。
王文芳副教授正在批改大二学生们交上来的作业。
《大学物理》作为所有工科学生的必修课，王文芳也负责部分本科生的课堂教学工作。
“王教授？”
开着的办公室的门，被年轻学生所敲响。
“是来交作业的吗？”
看着来人有点面熟，王文芳以为是自己的学生。物理课是大班授课，绝大多数学生，王文芳都叫不出名字。
“不是，我是大一的，我们的物理课，要下个学期才开始。”
成兴赶紧解释。
“哦？那你找我......”
“是这样，关于天文物理，我有些想法，想写个论文，找您请教一下。”
受到了诸多刺激，再加上与云丽沟通之后，得到了鼓励。成兴越想，越觉得自己的理论，有道理。所以一不二不休，准备将其变成文字，发表出来。
让世人都能认识到自己的优秀。自己绝对不是什么人的影子。
“你想发表论文？”
王文芳吃惊的看着，对方年轻的面貌。大一的学生，想发表论文？莫非.....
“你是陈泉吧！”
王文芳一拍桌子。“怪不得我觉得你面熟。经常能在报纸和电视上，看到你的消息。”
要是别人说想大一就发表论文，肯定是痴心妄想。
但是刚刚在MEMS领域，领衔发表了一系列论文的陈泉，显然不在此列。更不要提，陈泉在高中阶段，就拿过物理奥林匹克的金牌。
“我...”
成兴差点一口气没有上来。
“我不是陈泉！我是成兴，检测专业的学生。”
“噢。成兴？你们两个长得还真有点像。”
王文芳马上失去了兴趣，但她还是礼貌性的问了一句：“你为什么想起发表论文了？”
虽然感知到对方的态度，从热情到冷淡，但成兴还是兴高采烈的，把对云丽说的那番话，讲了一遍。
“嗯...嗯...嗯...嗯...”
王文芳边听，边点头，算是给与鼓励。
“我就想着，会不会是大爆炸理论，本身根本就是错的。”
由于王教授一直是赞许的态度，成兴的信心又慢慢回升。
“这些都是你自己想出来的？”
虽然王文芳的信息资料来源，更加广泛，但成兴的某些看法，她还是首次听说，毕竟她不是搞天文方向。
“基本上都是。我只看过几本科普杂志，其他的资料，还没有查过。”
“那可真不错，不过.....”
“不过什么？”
成兴心中升起一股不祥的感觉。
......
“对大爆炸理论，其实早就有人不满。从大爆炸理论诞生的第一天起，就有人不停的攻击。但光靠指责是没有用的。”
常年与本科生打交道的王文芳，还是很有耐心的。“想推翻大爆炸理论，就需要更合理的替代性理论。而这种理论，我们目前并没有。”
“有的。有的。我就有一套替代性理论。”
成兴兴奋得两眼放光。
“哦？你有一套替代性理论？”
王文芳眯起了眼睛，再次打量起，眼前这位，由于陈泉的关系，有点面熟的面孔。“说说看！”
“您看啊，这是黑洞的示意图。”
成兴从包里拿出几张早就画好的白纸。
“按照传统的理解，黑洞是一个星体，不断被自身重力所吸引，不断坍塌而形成的。
当坍塌不断继续，最终小于史瓦西半径之后，坍缩还在继续吗？如果继续坍缩，不就形成了黑洞里面套黑洞的局面吗？
如果不继续坍缩，是什么力量制止了坍缩？”
成兴侃侃而谈。
（史瓦西半径，是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。物体的实际半径小于其史瓦西半径的物体被称为黑洞。）
“有意思，接着说。”
王文芳没有急于否定。毕竟成兴所说的问题，是物理界的一个经典难题。
奇点之内的世界，没有人可以解释。
广义相对论止于奇点。奇点之内，所有的物理定律一律失效。
爱因斯坦晚年，甚至因此否认了黑洞的存在。
“我还画了个示意图。”
成兴又拿出了一张纸。纸上有一个大圆，圆中有个点A。
“我们现在假设，A点是个发光物体。根据黑洞原理，它所发出的光，都会最终指向黑洞中心。因为所有光都无法逃离黑洞引力。对吧。”成兴在纸上，比比划划。
“对！”
王文芳来了兴趣。
“根据光路可逆原理，如果我们把A点的发光物体换成观察者，他看到的所有光线，实际上，都是从黑洞中心发射出来的。对不对？”
“嗯？...”
王文芳越来越有兴趣了。“对!....接着说！”
“在黑洞内部的观察者A眼里，他会发现，无论向哪一个方向望去，上，下，左，右，前方，后方，都是黑洞的中心！对黑洞内的生物来说，黑洞实际是把黑洞内部的空间，给包围了！”
成兴越讲越兴奋。
“也就是说，在黑洞内的空间结构里，是黑洞的引力，把内部的空间，支撑了起来。黑洞的引力，不再使物体吸引在一起，而是使他们分开。
在广义相对论里，引力可以扭曲时空，在黑洞的内部，引力不仅是扭曲，而且塑造了时空。引力同时在所有方向上存在。黑洞也不再是三维概念上的一个点，它就是空间本身。”
.......
“很有意思的假说。”
王文芳点头赞许。“不过这个理论，跟你前面说的，大爆炸理论的一堆问题，有什么关系？”
“我认为，我们现在的宇宙，就处在一个黑洞里。”
“哦？”
王文芳听过类似的黑洞宇宙假说。其核心观点，即本宇宙，很多特征，都满足了构成黑洞的基础条件。
果然，成兴也把相同的观点，搬了出来。
“按照宇宙中的总质量计算，我们可以推算出，本宇宙黑洞的史瓦西半径为1500亿光年，已经远远超过了可观测宇宙的实际半径460亿光年。因此，我们的宇宙，就是处在一个黑洞里。”
说完，成兴用希望的目光，注视着王文芳，希望得到肯定的答复。
.......
“嗯....“
王文芳沉思片刻，同时也是筹措语言。
多年跟本科生打交道的经验，让她不会直接去打消学生的积极性。
“你的那个黑洞引力的设想，说实话，是个很有趣的假说，但也仅仅是假说，因为我们无法去证实它。”
“噢？”
成兴感到不妙。
“根据你的想法，如果我们的宇宙，本身就是个黑洞，同时也是闭合的三维空间，我们观测到的宇宙，就不应该是平直的。但这与目前的观测结果并不符合。”
（在平直空间的欧氏几何中，任何三角形的内角之和都是180°。但是如果在球面上或曲率为正的曲面上，内角加起来将超过180°。而在双曲面或曲率为负的曲面上，三角形内角加起来将小于180°。几何测量方法的原理是，以观测者作为一个顶点，再在空间选取2个点，构成一个三角形。如果我们能测出三条边的边长，在欧氏几何中就可以确定这一具有唯一性的三角形，其顶角的大小就可以计算出来。另一方面，我们也可以通过直接观测得到我们所在的顶角的大小，与计算值相比，就可以确定是否一致，还是更大或更小。
如果这个顶角的观测值和计算值（真实值）相等，表明宇宙是平直的三维欧氏空间；如果观测值大于计算值，则表明光线在一个正曲率面上穿行，即宇宙为球面；如果观测值小于计算值，则表明宇宙是负曲率的双曲面。）
“能不能，是因为当前宇宙的尺度过大，而我们的观测工具，精度不足，即使空间是闭合的，我们也观测不到？”
成兴猜测。
“也许吧。谁知道呢？”
王文芳耸了耸肩。“但到目前为止，所有的观测证据，对你的理论，是不利的。另外，你的理论，还解释不了，哈勃红移现象。宇宙是黑洞没有问题，但为什么这个黑洞会一直膨胀。而哈勃红移现象正是大爆炸理论的最强支持点。”
（哈勃红移现象：远离我们的恒星发出的光的光谱会向红色的一端移动，由哈勃证实。）
“可是大爆炸理论，有那么多问题！”
成兴试图争辩。
“大爆炸问题多，并不意味它是错的。除非你能另辟蹊径，把所有大爆炸理论解释过的问题，全解释一遍，这样才有取代大爆炸理论的可能。”
“好吧，我回去再研究研究。”
成兴没有继续顶牛。
这个宇宙红移，他要仔细看看，到底是怎么回事。
也许真的要去图书馆查查资料了。
“另外，大爆炸理论，解决的可不仅仅是宇宙膨胀这一个现象，它还解决了宇宙微波背景辐射问题。”
“什么是宇宙微波背景辐射问题？”
“你看，你连宇宙微波背景辐射问题都不知道，就贸贸然的想否定大爆炸理论，是不是有些想当然了？”
“......“
成兴被打击得，有点说不出话来了。
“除了宇宙微波背景辐射问题，大爆炸还对很多现象有良好的解释，例如宇宙中氢元素的丰度等。想推翻大爆炸理论，这些问题，都要给出替代解释。”
“噢。明白了。”
成兴彻底蔫了。
他甚至打算放弃了，直到王文芳教授的最后一句话：
“没有关系，不是每个人，都能成为陈泉的。不要太过于执着一时得失，目前你的任务，还是认真学习，打好基础。”
“明白。”
成兴嘴上说明白，但心底重新燃起了斗志。
就在他快要走出办公室的时候，背后又传来了王文芳的自言自语。“挺有灵气的一个孩子，要是报物理专业就好了。可惜了。”
成兴的脚下就是一凝，差点直接摔倒。