在科学家中,霍金应该是最喜欢打赌的,他曾经4次豪赌四次,但全都输掉,而他的赌注也是千奇百怪。今天我们就来了解一下。

天鹅座 X-1 双星是否包含黑洞

天鹅座X-1是一个位于天鹅座方向的双星系统。它于1965年被发现,是个很强的X射线源。该黑洞从邻近轨道运行的蓝色超级巨恒星中吸取气体,它向内螺旋式释放着巨大热量,喷射出高能量X射线和伽马射线,

霍金认为天鹅座 X-1 双星不包含黑洞,但是物理学家基普·S·索恩却认为天鹅座 X-1 双星包含黑洞。

1974年12月10日,霍金与索恩就黑洞是否存在立下赌约。如果黑洞并不存在,索恩将给霍金订阅4年的英国讽刺杂志《Private Eye》;反之,霍金将给索恩订阅1年的美国成人杂志《阁楼》。

然而根据实际观测显示这些双星系统中致密天体的质量都大大超过中子星质量上限,因此只能是黑洞。

1990年,在第二版的《时间简史》中,霍金承认输掉赌约,他很爽快地给索恩订阅1年的美国成人杂志《阁楼》。然而索恩开不开心我不知道,但是索恩妻子十分愤怒却是人尽皆知。

霍金在第二版的《时间简史》写到:

“尽管从打赌至今,天鹅座X-1的身份仍未盖棺定论,但其他一些黑洞观测证据使我愿赌服输。我把《阁楼》杂志一年的订阅和妻子的愤怒送给索恩了。”

宇宙中有没有裸奇点

1991年,在看完了一年份的《阁楼》之后,索恩又和霍金打了个赌,还捎上了加州理工教授、“量子霸权”提出者普雷斯吉尔(John Preskill)。这次的争论焦点,是裸奇点。

索恩和雷斯吉尔认为裸奇点存在,但是霍金认为不存在,黑洞周围连光都无法逃逸的区域被称为事件视界。在事件视界之内发生的事情,也会留在事件视界之内,任何光、物质或是信息都无法从此逃脱。

黑洞的事件视界不仅困住了这些信息,还避免了宇宙中物理定律广泛失效的情况出现。所有进入黑洞的物质的最终归宿都是奇点,在这里,时空曲率极大,爱因斯坦广义相对论方程失效。

但是,有没有可能存在不被视界包裹的,“赤裸”的奇点——“裸奇点”呢。如果裸奇点真的存在,那么在我们所处的时空中,现有的物理定律也将失效,我们将失去利用广义相对论预测未来事件的能力。

霍金认为裸奇点不存在,为此,霍金的搭档彭罗斯提出了宇宙监督理论,认为宇宙中存在一位“监督”,它禁止裸奇点的出现。如果这一理论成立,那么那些广义相对论失效的区域就都被限制住了,在这些区域之外,广义相对论仍然有效。

索恩认为存在,赌约写道:“输者要给赢家用以遮蔽裸体的衣服,上面印有愿赌服输的信息。”

不列颠哥伦比亚大学的物理学家马特·乔普图克用数值模拟的方法研究爱因斯坦的理论。他证明,如果初始条件调配得恰到好处,我们所处的四维宇宙中也能形成裸奇点。但如果初始数据偏离一丝一毫,裸奇点就无法形成——黑洞会在它的周围形成,对周遭进行审查。

霍金又赌输了,他也确实为普雷斯基尔提供了衣服,但衣服上的图案是一名几乎一丝不挂的女人。穿着这样的衣服,索恩在加州理工学院,面对1000人发表讲话,这让他尴尬至极。

信息能否逃出黑洞

不知道是不是玩上瘾了,普雷斯吉尔、索恩又和霍金打了第三个赌,那就是信息能否逃出黑洞。霍金认为被吸入黑洞的物体会真正在外部世界“消失”,不留一点痕迹,即使黑洞蒸发了,也不会再出现。索恩这次和霍金站在了一起。

而普雷斯吉尔认为,信息不会消失,而总是能以某种微妙的形式释放出来。这次的赌注是,“赢家从输者那里拿到一本他想要的百科全书,从而自由获取他想要的信息。”

然而2004年霍金的态度令人吃惊的逆转,他在都柏林举行的“第17界国际广义相对论和万有引力大会”上,他表示自己对有关信息,问题的看法错了,因而上了纽约时报的头版,他重新地进行了某些他早期的计算,得出结论说:信息不会被黑洞毁灭。

为此他向普雷斯吉尔送上一本2688页、重达7公斤的棒球百科全书,里面记录了16000名职业棒球运动员的生涯,这半书非常难找,然而普雷斯吉尔是棒球迷,霍金想混过去却没有成功,找了好久才找到这本书送给普雷斯吉尔。

然而索恩却不认同霍金的解释,认为霍金的解释站不住脚。

是否存在希格斯玻色子

希格斯玻色子,量子物理的标准模型中最后一个未被试验证实的基本粒子,由英国物理学家希格斯(Peter Higgs)及其他几位物理学家共同提出,用来解释标准模型中的基本粒子为何具有质量。

这次和霍金打赌的是戈登•凯恩,霍金认为不存在希格斯玻色子,戈登•凯恩认为存在。赌注是100美元。

2021年,欧洲核子研究组织宣布,紧凑μ子线圈发现质量为125.3±0.6GeV的新玻色子,标准差为4.9;超环面仪器发现质量为126.5GeV的新玻色子标准差为4.6。经过研究证实,这就是希格斯玻色子,霍金又赌输了。


总结

霍金虽然身躯被囚禁在轮椅上,但却拥有一个非常有趣的灵魂,如果你想了解更多关于霍金的人生,可以看一下史蒂芬·霍金唯一亲自授权个人传记《霍金传:我的宇宙》。

与霍金结识的30多年里,作者不断地探究他的前沿科学理论,并在霍金本人及其家人、亲密伙伴的鼎力协助下,创作了这部完整记录霍金一生的经典传记——从追溯他的出生到出席他的葬礼,作者为我们还原了一个拥有非凡成就和世俗烦恼的本真霍金。

霍金无疑是一个传奇。深邃的思想和不屈的精神使他影响了一代又一代的人。多少年以来,霍金仍然不断以他独到的见解给我们带来新的惊喜,在物理学发展前景以及人类的未来等一系列重大问题上激发我们思考。

希望这本书也可以激发你学习、探索的动力。

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