第462章 无远弗届
唐宁曾经发明了legopress，能够迅速拼装出立体的ppt，不过，现在才是他第一次使用立体的手段来展示东西，而且并非积木。大家定睛一看，居然是一张巨大的布。 这块巨布足足有5*5米那么大，有六个角，每个角有一个支点，紧紧地把布拉成一张膜。所有人都丈二和尚摸不着头脑，不知道这张布膜跟模拟太阳系和星系有什么关系。 在摄像机的镜头下，唐宁在大布膜上的一举一动都能通过银幕传送到观众的眼前，也能传送到全世界的互联网终端上。全世界都被唐宁吊起了胃口，前提是你理解了他提出的问题，一个万有引力的发现者牛顿也费解的问题：为什么引力可以无远弗届地扩展到全宇宙？ 当大布膜部署好了，唐宁终于开口了，说：“我在这张布安置了软性磁，所以给上面运行的一个圆盘磁铁一个初速，它就能够做近似的匀速直线运动，像牛顿描述的那种。” 他拿出一个小圆盘磁铁，轻轻一推，果然小圆磁匀速飞到了布膜的另一端。这种东西并不稀奇，在唐宁的主持下，魔鞋什么的都普及了，大家对这种物理现象已经见怪不怪了。 他继续说：“刚才模拟的是没有引力的情况下物体会有什么表现，现在，引力来了！” 这时，他从布膜旁边的桶中拿出一坨大圆盘，有帽子大小，也有帽子高，看上去就很沉，其重量能够在布膜的中间压出一个大坑。可以想象这样的大坑必是中间最深，离大圆盘越远越浅。 这个时候，他在浅浅的布膜边缘放下一个小圆盘，小圆盘就顺着浅浅的坑之边缘滑向了大圆盘，正像是被引力吸引了过去，大伙儿终于有点明白怎么模拟引力了。 唐宁：“看到了吗？越接近大圆盘，小圆盘受到的引力就越大，可不是正像是我们地球或者太阳的引力？” 在布膜的边缘，小圆盘加速度很慢，被引到接近深坑时，加速度明显大多了，很直观地展示了引力的属性，唐宁一次又一次地放小圆磁块，让大家看得清楚。 原来“坑越大”就是引力越大，这个“隐喻”真巧啊。这个时候，物理学家们都以为这只是一个隐喻而已。 刚才唐宁仅仅是把小磁块放在布膜的边缘，现在模拟要更进一步了，他给了小磁块一个与“坑引力”方向相切的初速，结果小磁块拥有了一个角动量，不再掉进大坑里，而是绕着大坑在旋转，这正像地球绕太阳公转。 真是越来越有意思了啊，物理学家们似乎捕捉到了什么，好像这个模拟系统并不像是逗你玩儿的性质啊。 当然了，现在唐宁再加一把劲儿，释出更小的磁块。刚才的小磁块我们改称中磁块。 中磁块围绕着大磁块转，中磁块本身也在磁布膜上制造出坑，足以对小磁块形成坑引力，结果就是大家看到了神奇的现象，小磁块围绕着中磁块在转，中磁块围绕着大磁块在转，跟太阳、地球、月球的表现几乎完美地相像。 唐宁这个实验巧妙就巧妙在用磁力把“天体”悬空，使它们的转动很长时间都不会因为与布膜的摩擦力而损失能量被停止，给观众们强烈的印象，这简直是小太阳系，真实太阳系的迷你版。 唐宁还嫌这样的模拟不够真，抓了一大把中磁块一洒，迷你太阳系顿时拥有了十几颗迷你行星。这时，他说：“现在向大家展示为什么我们太阳系中的行星的公转方向大部分都是一致的。” 接着，他又抓了一大把中磁块，这一次给的角动量与刚才相反，代表公转相反的行星们。布膜中立即掀起了大量的天体相撞事件，原来相反的公转极易引起行星相撞，然后失去角动量，掉入深坑。 经过不长的时间之后，几乎所有的公转方向全部都统一了！这一次演示更深刻，物理学爱好者纷纷赞叹不已。 下一步，唐宁要演示的就是跟最初的问题有关的系列，他又拿一个小太阳放在在布膜中，结果当然是造就一个大坑，靠近的行星纷纷坠入，这时，他说：“看高速摄影机的回放，大家能通过观看新大坑的形成而想象引力场是如何形成的。” 在高速摄影机回放的过程中，自然能够看到随着小太阳的出现，布膜上的坑越来越大。坑引力出现的速度非常快，但也是有数的，高速摄影机不就能看出来吗？但是，只要大坑一旦出现，以后对膜上所有的“天体”的引力就是即时的，不论天体在膜上的哪个位置都会立即往坑中掉。 唐宁：“大家仔细想想，这像不像速度为‘瞬间’的引力？我们可以猜想天体出现在空间中，就像压扁了空间，而这个压扁的速度可以用光速计，可是一旦空间被天体压扁，引力的传播就不再受传播速度的限制，整个宇宙都在受到它的影响，瞬间的。” 这个时候，物理学家们已经有点领悟的苗头，不过，这个猜想太过荒诞，再机智的科学家一时也无法把握其中的奥妙，只能由唐宁亲口一字一字地说明白：“其实，这不是相似的问题，这是唯一的解。 是的，我们的空间就是一张膜，可以被有质量的任何东西压扁，质量越大，空间就被压得越扁，然后这个坑空间对宇宙中所有的东西有引力，不论它有多远。不过，这张膜是三维的，我们身在其中，无法直观地看到它。” 这是石破天惊的物理学新说，涉及到物理中最基本的东西，万有引力，所有的有科学素养的人都应该对此感到震撼不已，事实上也是如此，从会场到全球互联网的各个节点，听懂了这段话的人都震惊不已。 如果在大家还有余力把注意力放到别人的表情上，会发现连唐师傅的两个高徒：麦克斯韦和法拉第小姐都对这个三维膜空间的新说感到无比地惊讶。唐师傅居然把这个奥秘藏到现在第一次跟人说。 也是，如果没有射电天文望远镜，把几十亿光年的宏伟宇宙图景展示在世人面前，又怎么能够显得膜学说的伟大光荣正确？没有坑一样的空间，怎么能把引力传到几百万光年之远的看似荒谬的距离？ 一个典型的非本星系团的超星系团，其直径达到了800万光年，达到银河系直径的80倍之遥，这个超星系团之所以能够聚集成团，当然是因为无所不在的万有引力。 只有可以被质量压扁的膜空间能解释如此广度的天体派对。从表面看起来，超星系团的引力能够瞬间跨越800万光年，无时不刻不对边缘的天体起吸引作用，否则天体的巨大角动量早就让天体逃离了超星系团。 这张布的威力就是这么大，一下子说服了大量的物理学家去相信不可思议的可伸缩的空间，罗恩公爵夫人那篇解释光速不变推导出来的空间可伸缩的论文却很少有科学家相信。 唐宁没有止步于此，他说：“相信已经有人买帐，认为万有引力确实是由于空间塌陷引起的，那么问题就来了——为什么世间只有万有的引力，而没有万有的排斥力？ 我们都知道，电磁场中又有吸引又有排斥力，分子间的弱作用力也是如此，为什么万有引力没有相应的排斥力？ 所谓的相对应，我们仍然可以在这张布膜上看出来！看！” 唐宁把早已经准备好的一根柱子塞到布膜底部，这一次造就了一座小布峰，与布坑刚好对应。在万众瞩目中，唐宁正如所有人预测中的那样，把小磁块放在布峰的山腰上，可想而知，小磁块迅速地滑下去，从布上的两个点来说，这正像是排斥力。 唐宁：“非常像是万有排斥力吧？不过，万有引力我们抬头看天空，低头瞅大地都能发现，为什么却没有看到万有排斥力？到底有没有？ 我认为：有。刚才我已经向大家展示了宇宙可以有多大，我们把目光再放远点，看看百万光年之上有什么现象。这么远的距离，我们又要引入新的测距方法。一种超越造父变星的方法，因为咱已经看不到具体的恒星了，只能看到星系整体发出来的光芒。 只看到整体的光也能测距？能的。大家看看这两幅光谱图，仔细研究下它们是不是有点细微的区别。” 他在大银幕上展示了两幅如彩虹般的遥远星系发出的光谱图，红橙黄绿青蓝紫，普通人99%的人看不出它们有什么区别。等大伙儿攒足了精神努力寻找光谱图的区别了半天之后，唐宁才把关键点出来。 他把图中颜色相等的关键值标出来，大家一下子就能看到了区别，第二幅图中的7条颜色值被整体往红端移动了一段。 唐宁：“光波的波长改变了，这是什么回事？1842年，奥地利的科学家多普勒发现了一种现象，他注意到飞速朝我们驶来的火车的汽笛的声音会变得尖细，而远离我们而去的火车汽笛声相反地会变得低沉、舒缓。 用物理学上的术语解释，那就是汽笛的声波被靠近与远离改变了。我们想想，波长是什么？我们可以想象波峰与波峰之间或者波谷与波谷之间的距离，那就是波长，当火车飞驰而来时，这段距离被缩短了。 意味着波长变短，声波的能量也是波长越短，振动的频率越高，能量就越大，敲击我们耳膜的时候就更剧烈，所以会出现变频现象。只有速度达到一定的程度，声波的变频才会被体会到。 这叫作多普勒现象。这种现象也能发生在光波上。前提是速度够快。只有天体之间的相互移动才能让我们的光谱分析仪出现明显的变频。如果光谱集体往红端移，代表波长变长，说明天体在远离我们，如果光谱往蓝端移，代表波长变短，说明天体在靠近我们。 我们对几十万个遥远的星系进行了光谱分析，发现远到了一定程度之后，在千万光年距离的时候，星系开始出现大规模的红移。红移越严重，说明天体退行越快速。 如果这些天文现象正是跟万有引力相对应的万有排斥力，它会出现这么一个现象——越远的星系退行越快，因为万有排斥力是把膜空间撑了起来，再远再快它也能瞬间施加排斥力，这种排斥力源源不断，所以远处的星系速度越快。 事实上，我们追踪的几十万个星系绝大部分符合这样的规律，我们可以比较确定地说，它们正是受与万有引力相反的力推动，从布膜的模拟我们可以推测，这两种力的本质是一样的。区别仅仅在于我们的膜空间是被质量塌陷还是被能量突起。 我们把质量看成是空间塌陷的源，则把能量看成是空间凸起的源，由于这个能量不是普通所见的能量，所以我又把它称为‘暗能量’。” 当唐宁展示这几十万追踪星系的数据之时，一些听懂了的天体物理学家不由自主地从坐位上站了起来，盯着银幕看，貌似想把那些数据看得更清楚一点。 唐大神居然发现了万有排斥力？这是可以比肩牛顿的伟大发现了。只有膜一样的空间能够完美地解释超远距离引力，同时膜塌陷预示着有膜凸起，这是很自然的推测。