每
日学冷知识:黑洞的“无发现奇迹”
在宇宙中,存在着一种现象异常的天体,它可以吞噬一切,包括光线,这个神秘的物体被人们称之为黑洞。在科学家们的研究中,黑洞常常被提及,但很少有人会想到黑洞对科学界的一项重大贡献——证明“无发现奇迹”定理。
简单来说,“无发现奇迹”指的是一个命题:如果某个假设在未来被发现是正确的,则其必须在过去已经被简单证明过了。这个定理出现的原因是因为科学中有太多的假设,有些假设在现有的技术和工具下无法被验证。但随着科学技术的进步,这些假设可能会被验证,所以“无发现奇迹”定理便提醒科学家们,在考虑未来发现的同时,必须先考虑已经被证明的东西。
现在,我们回到黑洞。黑洞的第一个描述来自于爱因斯坦的广义相对论,他认为,一旦星体的质量密度足够大,就会产生引力场,在极致情况下,质量密度会趋近于无穷大,形成了一个“奇点”。黑洞形成的过程并不稳定,所以每一个黑洞都有其特殊的“事件视界”,即物体被其吸入黑洞的范围,超出这个范围,物体就能够逃脱引力场。
黑洞的存在,能够被我们发现吗?史蒂芬·霍金——著名的物理学家,就曾经反驳了这个问题。他认为,黑洞可以吞噬一切,包括物质和辐射等等能量,它也可以通过“黑洞位移定理”进行隐形。这个定理表示,一个黑洞的质量和自旋可以被决定,但是无法确定它的状态,即使你想通过某些方法测量它,也不会有任何有意义的结果。
这就和“无发现奇迹”定理密不可分了。因为黑洞的特性无法被验证,所以在未来我们也不可能发现一些新的假设。尽管如此,在黑洞的研究中,我们可以学习许多关于理论物理的知识,这些知识也会极大地帮助我们理解宇宙的本质。
总之,“无发现奇迹”定理提醒我们,科学是极度谨慎和精密的。即使有些东西我们无法直接观测,但是我们可以通过一些理论去揣测其存在。科学是不断发展的,尽管我们无法证明某些假设,但我们可以通过科学的方式去推测和探索,这也是科学的魅力所在。