物理世界奇遇记7：黑洞、热寂和喷灯（上）

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2、切地互相问好。　　　　“你在这里购置的房地产实在太大了，”他羡慕地说，“我没想到画家的收入有这么多。你不认为阁楼上会太冷，不利于你从事美术创作吗？”　　　　最初，她似乎显得有些莫名其妙，然后突然爆发出一阵响亮的笑声。“这一切都属于我吗？”她大声说道，“我倒希望是这样。但是不，它已经四分五裂了——从诺尔顿家族离开这里以后就一直是这样。它现在分隔成了好几个单元。这是我得到的那一小部分。”她指着不久以前才扩建的一座小屋。“请进去吧，随便一点，就像在家里那样。”　　　　在他们等待壶中水烧开的时候，她带他迅速地浏览一遍她那小小的、布置得很舒适的房子，然后在起居室的沙发上坐下，品

3、尝起咖啡和饼干来。　　　　“那么，你觉得昨天晚上那台歌剧怎么样？”她问道。　　　　“啊，它大有趣了，”他说，“当然，我还没能理解它的全部涵义。不过，我很喜欢它。谢谢你建议我去看它。只有一件事……”　　　　“什么事？”　　　　“没什么大事。只是回到家里以后，我不由自主地为定态理论所碰到的遭遇感到惊讶。它似乎是一种通情达理的理论呀。”　　　　“可别让我爸听到你说这种话。”她微笑着说，“不知道花了多少时间才说服他让那台歌剧上演呢。他不愿意学生们被弄糊涂的。关于科学必须建立在实验上——而不是建立在美学上，他自己编了一大套歌舞。不管一种理论怎样吸引你，只要实验结果同它相对立，你

4、就必须把它甩掉。”　　　　“反对定态理论的证据真的像你前几天所说的那么有力吗？”他问道。　　　　“是的，”她答道，“所有证据都以压倒优势支持大爆炸理论：首先，我们知道，宇宙已经随着时间的推移而改变了——我们可以看出，它是已经改变了。”　　　　汤普金斯先生皱着眉头问：“我们看到了吗？”　　　　“是的。你应该记住，光的速度是有限的；光从遥远的天体传到我们这里是要花一些时间的。当你在考察空间遥远的深处时，你也就是在考察时间遥远的过去。举例来说，”她望着窗外说：“太阳发出的光要花8分钟才能到达我们这里，这就是说，我们现在看到的太阳光是它在8分钟以前的模样——而不是此时此刻的模

5、样。对于像仙女座中的星系那些更为遥远的天体，情况也是这样。你一定看见过那个星系的照片，你可以在各种天文学书籍中找到它们。那个星系离开我们大约有100万光年，所以，那些照片所表现的是它在100万年前的模样。”　　　　“你想说明什么问题呢？”　　　　“我想说明的问题是，”她接着说，“马丁·赖尔发现，他越深入地探索空间的深处，换句话说，他越深入地回顾时间的过去，在给定的体积内存在的星系数量就越多。如果宇宙确实随着时间而逐渐变得稀松的话，那么，这正好是我们应该预料到的结果——宇宙在过去要比现在更密实一些。”　　　　“在昨天的歌剧快结束时，他们提到过这一点，对吗？”汤普金斯先生

6、问道。　　　　“对极了。不仅如此，我们现在还知道，就连星系自身的性质也随着时间而改变了。有一个时期，也就是星系在大爆炸后刚刚形成不久，它们燃烧发出的光要比今天亮得多；当它们处在这种状态中时，我们便管它们叫做类星体。类星体只出现在很遥远的地方，这就意味着，它们只存在于非常遥远的过去，目前并不存在——这又一次违背了宇宙不变的想法。　　　　“得，我开始被你说服了。”他承认了。　　　　“不过，我还没有说完呢，”她坚持要说下去，“就拿原初原子核丰度来说吧……”　　　　“那是什么？”　　　　“是来自大爆炸的各种不同粒子的比例。你知道，在大爆炸的早期阶段，所有的东西都是非常热的，每

7、一种东西都随意快速地运动，彼此迎头撞击。在那个阶段，宇宙中存在的一切都是亚原子核粒子、电子和其他基本粒子。你找不到任何重原子的原子核。不久，由于中子和质子聚合在一起，形成了第一个原子核，但是，在紧接着的一系列碰撞中，它又被击开而破坏掉了。后来，随着宇宙的膨胀和冷却。碰撞变得不像过去那样频繁，也不那么猛烈，只有到这个时候，新形成的原子核才能一直存在下去。于是，我们就有了这种原初核合成——这是物理学家们给它起的名称。　　　　“但是，原子核吸收越来越多的中子和质子，从而组成越来越大的原子核这种过程，是不可能永无止境地进行下去的。”她继续说，“这是一种同时间