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天幕穿越者

来源:澎湃新闻 2020-10-24 22:28   /

原创 木木 世界顶尖科学家论坛

论坛 · 看点

“黑洞是世界上最大的洞吗?”

“不,是索恩的脑洞。”

“有什么力量能对抗黑洞的引力?”

“索恩的想象力。”

……

基普 索恩(Kip Stephen Thorne),因在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献获得2017年诺贝尔物理学奖,《信条》、《星际穿越》的构造师,自由穿行于天幕与银幕之间的男人。

他也将参加第三届世界顶尖科学家论坛。

01

不拘时空,想穿就穿

2020年,克里斯托弗·诺兰(Christopher Nolan)执导的大片《信条》(Tenet)全球上映。素有“一遍看懂电影算我输”之称的诺兰再次刷新三观,观众跟着主角一起在时间的顺流逆流中精神错乱。

《信条》(Tenet) 图 | 网络

这位天才导演的第一部科幻大片,是2014年全球轰动的《星际穿越》(Interstellar)。里面对于黑洞真容的幻想,以及穿梭宇宙的航程,唤起了大众对于探索神秘宇宙的兴趣。

而基普 索恩,正是这两部电影的科学顾问,同时还是《星际穿越》的制片人兼编剧。

《星际穿越》(Interstellar) 图 | 网络

基普 索恩在接受WLF专访时说:“《星际穿越》里,我与克里斯托弗和他弟弟乔纳森 诺兰一起进行头脑风暴。绝妙的想法往往出自这样的合作,由知识和技能迥异的人共同完成。我具备科学知识,而诺兰兄弟则拥有传媒、沟通以及讲述故事的精湛技巧。”

这部刷新了人们宇宙观的科幻冒险电影的故事架构,最初是索恩和当时的女朋友Linda一起构思出来的;而《信条》里的逆熵、时间倒转、钳形运动、祖父悖论等概念、视觉形象,也是基于索恩的科学支持,才得以有精彩的影像诠释。

02

捕捉引力波

天马行空的银幕幻想背后,真实世界的索恩是一名严谨的理论物理学家,开创了引力波探测的新纪元。1984年,索恩与其他人合作创建了激光干涉引力波天文台(LIGO)计划,运用激光干涉的方法测量引力波引起的微弱时空扰动。这个汇集数十个国家、上千名科研人员的国际大科学计划,于2015年成功地捕捉到了13亿光年之外的引力波——这一引力波信号来自两个黑洞之间的激烈碰撞。

引力波(Grativational wave) 图 | symmetrymagazine

凭借对引力波探测平台的开创性壮举,2017年索恩获得了诺贝尔物理学奖。《星际穿越》中让人一眼万年的黑洞图片,就是根据索恩大脑里的设想形象化的展现。

黑洞(Black holes):作为吞噬一切光源辐射的黑洞,它本身并不能反射光线,而在其周围却形成一个强大的引力场作为人类观测的事件视界,俗称黑洞的边界。依靠附近的一圈光亮,人们实现了“看见”黑洞的跨时代成就。 图|sciencealert

03

物理学界“交际花”

索恩的交友范围很广。2020年新科诺贝尔物理学奖得主罗杰·彭罗斯(Roger Penrose),就是索恩的多年好友。当年彭罗斯与“苏联学派”就奇点和黑洞展开大论战,最后苏联学派承认错误的手稿,就是经由访问苏联的索恩之手,才得以发表。

罗杰·彭罗斯(Roger Penrose) 图|wikiquote

索恩和霍金(Stephen William Hawking)也是认识了近半世纪的挚友,而这两位的友谊最出名的事情却是几次打赌。

第一次是在1974年12月,他们为“天鹅座X-1中是否包含黑洞”打赌。当时,索恩打赌天鹅座X-1包含黑洞,而霍金则站在了索恩观点的反面。其实,按照霍金本人的黑洞理论,天鹅座X-1中是应该有黑洞的,但他故意把赌注下在“没有黑洞”上。结果自然是索恩赢了,他按时收到了霍金为他订的1年份的《阁楼》杂志,而这也恰巧说明了霍金的黑洞理论是正确的。

霍金在后来1988年出版的《时间简史》中解释当时的做法:“对我来说,打这个赌就像买一种保险。我做了很多关于黑洞的研究,如果黑洞根本不存在,这些研究就都白费了。如果真是这样的话,我起码还赌赢了,能得到安慰奖:他将给我订阅4年的《私家侦探》杂志。”

第二次的打赌发生在1991年平安夜这天,索恩去拜访霍金的时候两人聊到了“裸奇点”(裸奇点指的是“没有事件视界”包围的裸露的奇点),这次两人打赌的焦点则变为:“宇宙中是否存在“裸奇点””。霍金是彭罗斯的支持者,彭罗斯提出了“宇宙监督猜想”,他认为宇宙中不可能形成裸奇点。索恩则认为裸奇点是有可能被探测到的。他们为了打赌甚至还按了手印。

1997年物理学家马特·乔普图克(Matt Choptuik)证明裸奇点存在,霍金又一次输了,他赔了钱并送了基普·索恩一件T恤,身上画了一个裸女,身上勉强批了一块布,布上写着:大自然厌恶裸奇点。

霍金(Stephen William Hawking) 图|Britannica

文章的最后,附上被影迷们视作“信条”的《星际穿越》经典台词以及索恩对此的解读:

“Love is the one thing that transcends time and space.”

—— Interstellar

“唯有爱能够超越时空。”

——《星际穿越》

“科学不会被爱或任何其他人类情感左右。

只有一种维度,爱可以改变科学,

那就是人们对科学的热爱。”

——基普 索恩

在天幕与银幕间潇洒穿越的索恩,最终也逃不脱爱的吸引力。

《星际穿越》经典台词 图|pinterest

重磅预告

在定于10月30日召开的第三届世界顶尖科学家论坛(WLF)上,索恩将参加世界顶尖科学家引力波峰会,畅聊引力波与黑洞!

排版|木木

编辑|羽华

责编|小文

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