Deep Dive
Shownotes Transcript
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大家好，StarTalkians。我们偶尔会深入我们的档案，选择过去的一些我们最喜欢的节目。现在，我向你提供我和 Jana Levin 的对话。她是一位宇宙学家，也是我的朋友和同事，她将向我们更新关于黑洞的最新思考，以及整个宇宙是否是全息图。请查看。♪
这里是 StarTalk。我是你的主持人尼尔·德格拉斯·泰森，你的私人天体物理学家。今天的节目是《宇宙探秘》，也就是“遥远之处”版。我们讨论的不仅仅是天体物理学，还有空间、时间和维度方面的天体物理学极限。
虽然我对这个话题有一些专业知识，但我没有足够的专业知识来完成这项工作。所以我们邀请了我的朋友和同事 Jana Levin。Jana！嘿，好的。好的，谢谢你过来。我爱你。
不是你的第一次牛仔竞技表演？是的，不是我的第一次牛仔竞技表演，但我很久没来你的办公室了。好的，它变得更乱了，你知道的。以一种好的方式，几乎像一种，我不知道，策展的方式。策展的方式。帮助我为这个话题带来一些轻松的是唯一一位哈里森·格林蒙特。哈里森！你好吗？欢迎！我认为我们需要让近藤麻理惠来这里。你必须看看哪些东西能带来快乐？哦！
所有的一切都带来快乐。这是一场快乐的火灾。滚出我的办公室。没错。我们会把它封锁起来。我们会把它封锁起来。所以你是一个喜剧演员和魔术师？是的，绝对是。太疯狂了。哦，是的。伙计，待在这里。我不想让你消失。经典的双重威胁。今天不要让我的客人消失，对吧？绝对的。我将我的力量用于正义。我是一个善良的女巫。
所以你可以在 HarrisonGreenbaum.com 找到你。是的，绝对的。你的巡演日程安排等等。也许喜剧中心也会预订我，如果这是我的网站.com，我已经注册了。哦，真的吗？好的。我们都愣了一下。好的。这是一个非常长的域名。出于某种原因，它是可用的。那里有一个真正的节拍。所以，Jana，你是一位大型宇宙、黑洞方面的专家。太棒了。
最喜欢的。你最近的书是《黑洞布鲁斯》？是的。你知道，你比任何人都说得更好。我曾经让你说出完整的标题，你可能不记得了，是《黑洞布鲁斯及其他来自外太空的歌曲》。你使用了你最好的 DJ 语气，尼尔。我甚至不知道我是否录制了它。真的吗？是的。好吧，让我再试一次。《黑洞布鲁斯及其他来自外太空的歌曲》。
这对你来说有效吗？好的，你明白了。把它设为你的铃声。没错。我总体上非常喜欢布鲁斯，所以我被这个标题迷住了。所以，哈里森，如果你记得的话，这也不是你的第一次牛仔竞技表演，但你不是节目的常客。对于《宇宙探秘》，我们通过所有社交媒体渠道以及其他一些渠道向我们的粉丝群体征集问题。而你，作为联合主持人，是唯一一个看过这些问题的人。我没有看过。Jan 也没有看过。你只需要读出来。
然后我和 Jen 会尝试回答它们。我们无法回答。我会说，我不知道。她不会说，我不知道。哦，是的。我可能会编造一些东西。编造一些东西。谁会揭穿我？也许我会揭穿你。到那时，我已经回家了。所以，哈里森，你有什么要告诉我们的吗？既然你没有看过这些，我可能只是在编造这些。
这也是真的。不过，我认为这很难。是的，是的。好吧。好吧，我们从……开始。我们有很好的人收听我们的节目，所以……第一个问题是，你怎么让哈里森成为常客？这是我妈妈提的。肯定在单子上。不，这是一个 Patreon 的问题。Patreon？是的。哦，所以你在所有这些问题中，你找到了 Patreon 的问题并把它放在了第一位。绝对的，每次都是。这是拍马屁。你意识到这一点。必须这样做。好的。来自 Patreon 的 Zachary Spradlin，感谢你的支持。问题……
问题是，鉴于你渊博的物理学知识，我相信他们是在跟我说话。你对全息宇宙有什么看法？100% 的经验性证据证明全息宇宙会改变你日常的行为方式吗？想象一下，如果我们可以访问宇宙全息数据库。哇。
这是一个好问题。它就像一个三部分的问题。我试图完全理解全息宇宙，但我只是略读了一下。它非常壮观。如果你对此有更深入的了解，我绝对想知道。是的，这不是我专门研究的东西，但我非常关注它
希望有一天我能有足够好的想法来真正参与其中。好的。需要明确的是，当你做你的工作时，你是一位理论家。是的。完全是笔和纸。老式的。老式的笔和纸。所以你真的很便宜。是的。你是一位不花钱的科学家。如果你想给我一笔拨款，我可以进行我的研究。几千美元。说真的，设备和支持方面处于最低水平。
我认为有人会给你买一台 MacBook。我觉得外面有人。至少是一台 iPad。是的。这只是为了检查我的社交媒体。一部非常大的 iPhone。我们可以做到这一点。我和你一起可以做到。我们可以做到。所以，让大家知道，你是一位巴纳德学院和哥伦比亚大学的天体物理学教授。是的。就在这条街的上面。就在这条街的上面。好的。继续。所以——
全息宇宙。所以全息图，全息图的整个想法是，你实际上拥有二维信息，但它创造了三维的错觉。这只是全息图的含义。是的，因为当你看着它时，你的信用卡上可能有一只全息鸟。对，但它是一个二维物体。当然它是二维的，因为它很平。它是平的，但它看起来像一个完整的立体的东西。所以物理学家称它为全息的原因正是因为
他们想象着理解宇宙所需的所有信息都可以编码在一个表面上，而不是在整个空间中。对于黑洞来说，这是因为如果你观察，黑洞在其表面实际上没有任何东西，但我们将事件视界想象成一个表面，在这个表面之外，没有任何信息可以逃逸。其想法是，关于黑洞的一切，黑洞可能包含的所有信息，
相当于可以打包在表面上的信息量，仅此而已。而且你不能，他们在多年来已经证明了这一点，从霍金开始，你不能拥有超过你可以打包在表面上的信息量。而之所以会这样——你是在说进入黑洞的信息不能超过事件视界表面所能存储的信息。是的，你可以证明黑洞的信息含量与黑洞的表面积，即事件视界成比例，而不是与体积成比例。
所以这个想法是，好吧，我们也许可以制造一个物体。他会摇摇头。是的，我会这么做的。我看到了。我做了那个计算。我以前有那种猫的全息贴纸。是的。这能让我更接近理解吗？你知道，考虑一下是一回事。但后来像莱昂纳德·萨斯坎德这样的人花了数年时间才开始说，哦，等等。他是斯坦福大学的物理学家吗？他是斯坦福大学的物理学家，也是一位非常有创造力的思想家。
莱昂纳德·萨斯坎德。是的。来自布朗克斯的伟大纽约人，是一位水管工的儿子。布朗克斯万岁。是的。布朗克斯的全息图。他仍然保留着那种硬汉口音。所以他真的开始思考这个问题。比如，假设我试图拥有实际上与体积成比例的信息。比如，那将比你想象的可以打包在表面上的信息要多得多。你可以证明，好吧，那么你只需要制造一个黑洞。我们从根本上了解黑洞，你不能。
不能拥有比你放在表面上的信息更多的信息。- 但是，将信息放在不存在的表面上是什么意思？- 这非常微妙。所以它实际上，它真的是这个想法。有两种说法。一种是说，哦，黑洞的信息含量已被证明与面积成比例。
然后弦理论家开始思考，好吧，也许这在物理上意味着它们就像在视界上。事件视界。事件视界，当某些东西落入黑洞时，对于认为自己正在落入黑洞的可怜宇航员来说，他们似乎已经越过了事件视界并在内部遇到了他们的命运。但对于我们外部的人来说，它可能看起来像，这是一个弦理论的建议，它实际上在外部的量子弦空间中物理地涂抹开来
允许在外部，并且它永远不会进入内部。那么，如果我看着某人落入黑洞，我看到他们的时间变慢了呢？是的。在事件视界，它已经停止了。没错。所以我们可以说，就我所看到的而言，所有这些都在黑洞处停止了吗？我的意思是，它当然是由一些早期的……
关于这一点。所以，就我们而言，它似乎从未穿过。对。但对于宇航员自己来说，他们只是直接掉进去。他们直接穿过。所以它实际上暗示了量子互补性创造了整个，有两件事似乎是不相容的，但可以同时存在。它实际上暗示宇航员既掉进去了，又没有掉进去。并且涂抹在表面上。并且涂抹在表面上。但是宇宙中没有一个人能够体验到
体验这两件事。所以没有一个人会产生矛盾。当你谈到在表面上编码信息时，你的意思是像亚当·莱文身上有加州纹身一样吗？我们知道他来自加州？他只有表面的纹身。他就是这样。它看起来像一个三维的身体。但这实际上只是皮肤纹身。所以告诉我一些事情。如果我认为人们在表面冻结，那么他们就不会过他们的生活。
我们正在过我们的生活。我们怎么能……我见过的每一个全息图，它都是一个冻结的图像。或者它以某种微不足道的方式重复。所以我们会看到这种情况。我们会看到他们冻结。
但我没有冻结。那么我怎么可能是全息图呢？所以，哦，我明白了你的意思。所以它将是……等等，等等，我认为我没有冻结。所以……这就像玛丽·泰勒·摩尔开场片尾的结尾，她冻结了她的帽子。哦，当她掀起帽子时，她在那里冻结了。我们是在谈论这个吗？你多大了？我没有年龄。
我们只是玛丽·泰勒·摩尔的粉丝。我们处于黑洞的边缘，所以我的生活刚刚停止了。自 1872 年以来，该节目已经停播了。只想让你知道。所以我会说，全息图被冻结的想法只是一个技术问题。你当然可以制作一个更新表面信息并因此随时间推移的全息图。所以它不必被冻结才能成为全息图，但它必须是二维的，并且仍然看起来是三维的。为什么我们不能成为四维空间的三维全息图？
不错，对吧？嗯，还不错。如果全息图少一个维度……是的，情况可能如此。我们有四个维度吗？三个空间和一个时间？是的，所以……不要在这件事上反悔。我不会在这件事上反悔，但对时间维度有一些混淆。它是否表现为空间维度。在某种程度上，它显然是如此。它是否是一个成熟的空间维度。但在某种程度上它不是，因为我可以同时向左和向右转。
但我不能向前移动。我认为我的车没有这个设置。但我不能向前和向后移动时间，对吧？所以我不能同时做两个方向的时间。你在空间坐标中有移动性，但在时间上没有。我可以同时看到两个方向的东西。我可以看到右边的东西，也可以看到左边的东西。我可以看到过去的东西，光线穿过宇宙到达我这里，但我无法看到未来的东西。所以我们是现在的囚徒，永远被困在空间中。
在过去我们无法访问和未来我们无法看到之间。我认为这是《阴阳魔界》的一个新的开场。播放音乐。好的，这很酷。所以让我们回到这个问题。如果我们知道……这个问题可以让我们忙活整个时间。100%。如果我们100%确定我们是一个全息图，
我们应该表现得不一样吗？我们是谁的全息图？是的，所以这是……我们在谁的黑洞表面？对，那么，所以人们在远离黑洞的宇宙学背景下更难理解全息术。但其想法是黑洞是我们学习基本思维的场所。所以我们应该……
利用我们只能在那里学习的教训，那里才存在的证据来理解整个宇宙。作为线索。是的。作为代理。对。然后我们转向并说，哦，宇宙正在如此迅速地膨胀，我们有一个宇宙视界。我们有。我们有。有一个区域，只要宇宙以这种速度膨胀，我们就无法看到。光线永远无法到达我们，即使它可能很快，因为宇宙的膨胀将超过它。所以我们类似于。
宇宙学上类似于黑洞，我们处于它的事件视界内。是的，它就像一个反向的，我们处于事件视界内，并且有我们永远不会知道的东西，我们永远不会知道它们。那么我们可以制作这个的全息图吗？然后，是的，我可以制作一个关于……的全息图。
你和我。但是你看，我们拥有的信息比我们所能打包的最大信息量少得多，这就是为什么我们还没有测试我们是否是全息动物的原因。所以，你知道，全息术需要比仅仅在书中打印文字更复杂的东西，这并不是全息的。但这远小于你可以打包的最大信息量。全息图是打包更多信息的例子。
所以，如果你制造了一个人类，他们打包了他们可能拥有的最大信息量，他们就会变成一个黑洞。
或者他们会有一个装满东西的背包。所以全息术并没有说你不能拥有信息量较少的东西，只是说它们不是，你知道，那么非凡。它只是说，你知道，那是我们所能拥有的最大限度。所以这一切都是幻觉。我们确实是二维的。你让我有点不安了。所以让我说一下，我是一个天体物理学家，对吧？是的，对。那么，为什么你们在这个谈话中，没有经过任何人的允许，就将物质与信息等同起来呢？
因为当我想到物质、物质的浓度时，作为一个研究恒星的人，我研究恒星。你把物质打包进去，你就会得到一个黑洞。现在你说你要打包信息，你就会得到一个信息黑洞。这是同一回事吗？我认为我正在感受到的，以及我从其他人那里学到的转变是，物质就是信息。那么说……是什么意思？
电子是物质。我们的意思是它具有一定的电荷，它具有一定的自旋，它具有一定的量子特性数量，而这些量子特性构成了信息。它完全定义了事物是什么。没有一个电子比另一个电子稍微重一点或轻一点，自旋速度稍微快一点或慢一点，电荷稍微多一点或少一点。这很奇怪。没有这样的东西。每个电子都与其他每个电子相同。它实际上没有任何历史。这就像所有的致癌物。是的。
哪个是那个？我唯一需要知道的是它在空间中的位置。对，没错。所以那里的想法是电子只是关于它的信息集合。那就是它的身份。然后我们开始思考，好吧，在物理上真实意味着什么？它只是量子特性的列表。哇。
所以我认为这种转变是说，看，它只是数学和信息。我们必须停止如此具体的思考，你知道，感觉。就像，我们知道这是一个幻觉。我不能把手穿过你的腿，即使我们都知道我们两部分大部分都是空的空间。我们大部分都是空的空间。是的。空洞。两个空洞。
空洞。这是我的一个魔术技巧的秘密。是的。我不会告诉你哪个。因为你也是一个魔术师。没错。这一切都是量子的。有一个著名的评论。我将改述它，它可能是杜撰的，但无论如何它都很棒。卢瑟福。是卢瑟福吗？是谁发现原子是空的？我认为是卢瑟福。是的。我的意思是，他做了核方面的研究。好的。所以你所做的是得到一个非常薄的……
金箔，就像铝箔。这是金箔。把它锤得很薄。我认为特朗普用它来包裹他所有的三明治。我本来想说，啊，这很好。特朗普镀金一切。然后你把它挂在那里，你向它发射粒子。你问，粒子击中金原子的频率是多少，穿过金原子的频率是多少？因为你把它做得非常非常薄。
结果发现大多数粒子直接穿过箔片。没有造成损坏。没有造成损坏，没有偏转，什么也没有。他得出结论，大多数原子都是完全空的。据说第二天早上，在他思考了这一点之后，他害怕
下床时踩到地板上。害怕掉下去？害怕他可能会掉穿地板。因为他独自一人在地球上知道物质实际上有多空。是的。
我通过观察共和党人的头脑发现了这一点。非常空。阅读他们的推文。是的，没错。那么，说公平地说，在天体物理学中，有一种叫做简并态的东西，这并不是对其道德品质的陈述。我会说大多数喜剧演员都处于简并状态。简并性与两个原子或粒子是否可以同时占据相同的状态，相同的构型有关。电子……
两个相同的电子不能同时处于同一位置。它们必须分开。所以存在压力，因为它们不会，它们之间存在一个极限，即它们可以靠得多近。现在根据你的描述，我在想……
如果你这样做，你就会在一个地方放置过多的信息。哦，这是一个有趣的想法。看看你，尼尔。所以多体排斥原理是由信息限制引起的。想写一篇关于这个的论文吗？让我们一起做。哦，我的上帝。我现在整晚都睡不着觉了。让我们一起做。啊，我喜欢它。所有简并态。这是一个信息问题。我认为这是一个很好的想法。我们稍后再讨论这个。我们必须休息一下。我能获得共同署名吗？我会出现在论文里吗？
是的，还有署名。是的，哈里森在这段话中让我们笑了。精神支持。我是啦啦队长。所以当我们回来时，更多《宇宙探秘》“遥远之处”版。《宇宙探秘》“遥远之处”版
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宇宙中遥远而奇异的所有部分。我们在这方面有一些优秀的专家，Jana Levin。Jana，很高兴见到你。当然还有哈里森。这是第二部分。你正在阅读问题。在第一部分中，我们只回答了一个问题。是的，但这是一个难题。全是关于全息图的。你还有什么要告诉我们的吗？这是来自 Facebook 的 Nate Guidioso，Gaudioso 的问题。他说，整个已知宇宙可能是白洞的结果吗？
哦。你想试试吗？哦。好吧，让我把白洞标在地图上，然后你再继续。好吗？好的？所以在 20 世纪 70 年代，当人们探索和制定黑洞的数学时，它可能是 20 世纪 60 年代后期，但它并没有深入到那个世纪。如果你愿意的话，它就像那样晚。人们注意到产生黑洞的方程式具有完全相反的解。
所以让我测试一下，哈里森，让我测试一下你九年级的数学知识。准备好了吗？好的。好的。9 的平方根是多少？3。好的，那么 3 乘以 3 是多少？9。好的。嗯……
负 3 乘以负 3 是多少？也是 9。所以 9 有两个解，不是吗？对。9 的平方根是负 3。正负，是的。是的，还有正 3。你只给了我一个解。对。你喜欢的解。是的。但也有黑暗面，负面。所以科学中的一些问题，它们的数学揭示了有两个完全真实和合法的答案。
当人们研究黑洞和黑洞的数学，在爱因斯坦的方程式中，出现了第二个解，它与黑洞的一切都相反。所以事情只会从这个空间出来。所以如果你在宇宙中寻找它，它将是白色的。所以他们说，让我们寻找这些东西。人们认为也许类星体，它们是宇宙中非常明亮、遥远的物体，也许那些是白洞类星体。
黑洞的版本。然后他说，我们有一个白洞和一个黑洞。也许它们是相连的。这就是虫洞的引入。虫洞将连接白洞和黑洞。所有东西都进入黑洞，从另一边出来。所以我们寻找白洞的特性。类星体并不满足这些特性，我们放弃了它们。所以没有人再寻找白洞了。
这就是我能说的最远的地方了。对，这是一个非常直观的概念……我有什么错吗？我认为我……不，是的，听起来不错。想象一下是很自然的。所以假设所有东西都落入黑洞，你会认为……
它去了哪里？而黑洞的整个危机不在于事件视界和所有那些令人难以置信的东西。整个危机？我不知道。我漏掉了W。整个危机。这个词一定卡在我的脑子里了。所以我们的想法是，你可以把一个白洞缝在黑洞的内部。这有点道理，因为这些奇点让人们在街上横冲直撞，因为他们不
他们不希望它们存在于自然界中，而且它们可能并不存在于自然界中。奇点是如此成问题，难道不应该更好吗？与其拥有这种无限的能量、无限的时空曲率、无限的密度，无限的密度，实际上是空间中的一个洞。就像物质在有限的时间内到达那里，然后呢？你不知道会发生什么。它就像空间中的一个切口。它是物理学从根本上崩溃的地方。所以人们有这样的想法，让我们摆脱奇点，把黑洞缝到宇宙大爆炸上，宇宙大爆炸也是一个奇点。
所以你摆脱了这两个奇点并修复了它。所以你是在说在黑洞的中心，它诞生了另一个宇宙。是的。这真是……她漫不经心地说了出来。我说的是发明一个整个该死的宇宙。是的，当然。你得到一个黑洞。是的，随便吧。我仍然卡在正负三上。
我最喜欢的是，这意味着黑洞，虽然在外面可能很小。所以假设我们的太阳由于某种干预变成了黑洞，因为它不会自然坍缩成黑洞。它不够大。但如果它变成了黑洞，它只有大约六公里宽。它将是一个非常小的物体。但在内部，它可能和整个宇宙一样大。
所以它就像《神秘博士》的TARDIS。我正要这么说。我太兴奋了。我想，这听起来真的很像TARDIS。是的，这正击中了极客的按钮。它的内部比外部暗示的要大。它变大的其中一种方式是它可能是一个宇宙大爆炸。它可能是一个完整的宇宙。现在，这种说法已经不受欢迎的原因是，有一些理由表明，如果这是真的，宇宙将变得对这些东西非常不稳定。因为如果有一些随机概率导致某些东西
黑洞自发地在内部创造一个宇宙，即使看起来不太可能，它也会如此
我正在寻找的那种，如此大量的增殖，以至于它实际上会使世界不稳定。我们不想要那样。它已经不受欢迎了。不，这取决于你问谁。世界上有足够的不稳定性。我已经准备好把我的新剧本扔出白厅了。所以一些只考虑时空的旧式相对论者仍然喜欢这个想法。相对论者是某人，爱因斯坦相对论的专家。是的，并且研究空间。
主要是时空。而那些研究弦理论和粒子物理学的人则对这个想法更持怀疑态度，因为他们的工作似乎表明这种不稳定性。所以有时阵营在这个问题上仍然存在分歧。嗯哼。
它可以。这将是一个非常紧张的晚宴。是的。你是在说，无论哪里有黑洞，那里就有另一个宇宙。如果是这样的话，是的。这就像高维空间中的瑞士奶酪。没错。但是那个宇宙，好吧，所以时空在黑洞内部互换位置。所以当你想象一个空间宇宙时，黑洞将处于它的过去，对吧？
因此是无法访问的。所以看起来大爆炸仅仅发生在过去。它不会是你可以在新宇宙中去的地方。它将是你历史上的一个时间点。我们得休息一下。他们现在才开始在纽约清除CBD产品。哦，天哪，时机太糟糕了。不，如果我重复一下我认为我刚才听到你说的话，如果你掉进黑洞，你来自的宇宙
你将在一瞬间看到宇宙的整个未来历史在你面前展开。是的。所以黑洞内部很明亮。内部很明亮。内部更大更明亮。哇。是的，就是这样。是的。好吧，给我另一个问题。不，很好。我只是不想让任何极右翼人士知道这个白洞，因为他们会说，看，我告诉过你还有另一个。好吧。这是来自Patreon贡献者Frank Kane的问题，我认为……
他和鲍勃·凯恩有关系吗？他是创造蝙蝠侠的那个人。什么，可能不是，但蝙蝠侠致敬。你对负质量有什么看法？我读到过，如果它存在，我们可以保持虫洞张开，穿越时空回到过去，制造曲速驱动器以及各种疯狂的东西。如果数学说这是可能的，你认为这意味着它真的可能吗？哦。首先从那里开始。是的。如果你对一个有效的理论有数学上的理解，那么从数学中得出的所有东西都必须是
必须是真的吗？我的意思是，我们显然不知道这个问题的答案，但它似乎总是能找到一种方法。我的意思是，我们一直在坐在这里谈论黑洞。我看过《侏罗纪公园》。对。所以黑洞最初只是纸上的思想实验，爱因斯坦认为自然会保护我们免受它们的形成。他实际上并不认为它们是真实的。他认为数学是……
而且美丽、有趣且重要，但并非它可能形成。——他本可以预测黑洞，而这个想法是如此荒谬。——他确实说过：“哦，现在还有更重要的事情需要考虑。”而自然找到了一种通过杀死一些恒星来制造它们的方法，这真是太神奇了。而且这种情况似乎一次又一次地发生，这些看似不可能的概念。
最终受到我们有限的挑战，你知道，我们有限的直觉受到自然实际上做到的挑战。所以重点是，宇宙足够大，发生的事情也足够多，即使是非常罕见的事情也会发生。是的。
是的。或者不太可能的事情。我要自相矛盾地说，如果我现在扮演魔鬼的拥护者，我会说2的平方根。你问了9的平方根。我会说，就我们所知，2的平方根在物理现实中并不存在。它只存在于我们的思想中。我无法制造任何长度为2的平方根的东西，因为它最终会在某个有限的数字处结束，这是对2的平方根的近似值，但它不是2的平方根。小数点会一直延续下去。为什么？是的。
是的，无理数，小数点会一直延续下去。但是任何东西的长度或任何种类的任何测量都将只是一个有理数，并且是对无理数的近似值。所以我们永远无法测量π，也无法测量任何长度为2的平方根的东西。你让我很沮丧。你想测量π吗？我想要一个直径为π的π，所以它会一直延续下去。好的。
你总是可以烘焙它。所以你可以说，好吧，也许我只是给你举了一个例子，证明并非每一个数学概念都能在物理现实中实现。好的，但我会在那个问题上给你一个免责权。在高尔夫球中，它叫什么？哦，上帝，你问我体育问题。我记得高中时我走到教练面前。一个再来一球。给你一个再来一球。就是这样。这是你的再来一球。好吧，现在告诉我们关于负质量的事情。
所以负质量是有问题的。但它存在于任何人的公式中吗？据我们所知，没有。我们在非常微妙的环境中看到了负能量，在那里你有两块非常靠近的板，你可以在板之间的量子态中产生负能量。所以这是当……我和一些负能量的女孩约会过。所以你说的像是电容器板，像是金属板。是的。你让它们非常非常靠近。是的。所以它们彼此之间的距离比构成它们的物质中粒子的波长更近……
在某种意义上，这就像说，如果我不能在两堵墙之间产生波长大于两堵墙之间宽度的水波，那么就是这样。我的意思是，不是驻波。所以我们的想法是，它修剪了一些能量，这意味着在某种意义上，由于这个原因，内部的状态比外部少。
比外部少，在外部你有一整套可能性。所以那是两块板之间的负能量。它可以在某些情况下产生负能量，然后你会看到板上的压力。这些板将分开或移动在一起。如果物质和能量是等价的，E=mc²，如果你要给我负能量，为什么你不能给我负质量？是的，我的意思是……在那里，就是这样。
好吧，这是，好的，所以负质量的问题在于它似乎非常不稳定。所以如果我确实有一个粒子，就像电子一样，它的基本质量实际上是负的，并且它的E=mc²能量在这种意义上实际上是负的，那么就可以制造出大量的这些
并用正能量的产生来平衡它，尊重能量守恒，对吧？然后我就可以通过制造负能量粒子来获得无限的能量资源，因为根据能量守恒定律，这必须导致在某个地方产生正能量。
所以失控，我们的论点将是……然后当你把它们放在一起时，它们就会湮灭，然后你就会有……好吧，我不知道。也许它们不是反粒子。也许它们不会湮灭。它们可能只是具有负质量。换句话说，我的实验室里可以有零能量，我可以拥有可以想象到的最好的能源公司。从零能量开始。零能量。制造负能量粒子对我来说没有任何成本，因为无论我是否喜欢，我都必须相应地产生正能量，这意味着我可以在基本上没有成本的情况下产生难以置信的正能量。对。
而这仅仅不是，它将非常不稳定。起初听起来不错，就像我们免费为纽约市供电一样。我们摆脱了水力压裂和煤炭，并获得了所有这些化石燃料。但我们也摧毁了一个负能量失控的完全不稳定的事件中的宇宙，创造了无限的正能量，整个事情都爆炸了。
哈里森，我认为是……听起来像超级反派的阴谋。我认为我在蜘蛛侠电影中看过这个。当这一集播出时，你将要……我认为是库尔特·冯内古特在他的其中一本书中。我不记得是哪本书了。谁说过宇宙中最后一句话是由一位科学家说的。谁对另一位科学家说……
让我们试试另一种方法。对。这就是你刚才描述的场景。是的，就是这样。整个宇宙变得不稳定并消失。所以有些人说，看，我有一个观察结果证明没有负质量粒子，那就是宇宙似乎是稳定的。我们在这里。已经140亿年了。
相当不错。好吧，给我另一个。好吧，我们有迈克·贝里。这些东西非常奇怪。我喜欢它。这正合我的胃口。伙计。我担心你会问我关于比50亿年前更近的事情，在这种情况下我会迷失方向。然后我会处理那个问题。我很擅长这个。好吧。我们在Facebook上得到了迈克·贝里的信息，他说，我从未听说过这种解释。如果可观测宇宙大约有150亿年的历史，正如我们刚才所说，像我们这样的恒星持续120亿年，那么我们的太阳怎么能是第三代恒星呢？
哦。所以我会说140亿年更接近一点，比140亿年少一点。朋友之间的一亿年算什么？朋友之间，天文学家之间。是的，天文学家之间。是的，我们大约是第三代恒星。所以我们所说的寿命与你属于哪一代无关。因为我们所说的那一代是，我们认为创造元素的恒星
然后散布回宇宙中，并为下一代提供这种富集。那些恒星的寿命为10万亿年。它们的寿命短得多，因为它们没有重元素，正是因为它们是第一代。是的，所以你会得到高质量恒星的寿命不长。幸运的是，它们会爆炸。如果它们不爆炸，它们就会保留它们的重元素，而我们体内的碳、氮、氧、硅将永远被锁在恒星中，宇宙将永远不会有生命，甚至不会有行星。嗯哼。
因为这些高质量恒星制造这些元素并爆炸，将它们的富集散布到整个星系中，这使得下一代恒星能够拥有更多这些元素。下一代恒星拥有更多，因此你期望行星和其他有趣的化学反应发生在元素周期表上的所有元素中。你属于的代数越高，你拥有的化学自由度就越大。嗯哼。
这也是格林鲍姆家族的故事。哦，是吗？上一代人寿命短暂，爆炸。哦，我明白了。而你特别富裕。没错。很多化学自由度。我们还有时间在休息之前再回答一个问题。当然。我们有来自Facebook的Jezebel Lorelei，她写道，什么是小形式？那是一个真实的名字吗？Jezebel Lorelei。是的。哇，那是一个电影名字。黑洞最小能有多小，并且是否存在一个原子名称，它比原子量少一个中子？
它肯定小于一个中子。所以等等，所以不，等等，实际上不是。这两个问题不一样吗？有一个逗号和一个X。有一个逗号？它们被放在一起了。难道你不知道回答你能回答和想回答的问题的技巧吗？是的，是的。无论你可以问哪一个。她会回答她知道自己能回答的那个。好的，开始吧。所以我记不起实际数字了。所以我们确实知道，在
在非常特殊的条件下，可以制造出微小的黑洞。现在，我们说它的质量极限与引力的强度有关，这给了我们一个关于它有多重的尺度。与电子等东西相比，它很重，但与……高尔夫球相比，它非常轻。其他任何东西……没错。所以我想它大约是一小堆沙子的重量。对。
想象一下适量的一堆沙子。那将是它可以维持的重量，并且与我们认为的引力强度极限一致。它将是一个非常小的微观黑洞。我的意思是，我甚至……哦，是的，那将非常小。它将非常小。但是等等。我应该知道这个数字。10的……是多少？10的负……
大爆炸后45秒左右是量子引力的时刻。所以如果我用光速乘以它，我将大致得到黑洞的大小或类似的东西。但无论如何，你可以稍后再问我。我会计算一些数字。好的。10的负15米左右。但是黑洞会蒸发。所以它们可以变得非常小，以至于根本不存在。哦，好点子。所以这些黑洞对蒸发来说非常不稳定。是的。
因为霍金强加给我们的想法……已故的史蒂芬·霍金。已故的史蒂芬·霍金，令人惊叹的史蒂芬·霍金，黑洞虽然什么也不放出来，但它们不知何故仍然会蒸发，这是我们自70年代以来一直在努力解决的巨大悖论。他还意识到，黑洞越大，温度越低。所以它们越大，蒸发越慢。所以我们从未见过天文黑洞蒸发，因为它们对我们来说太冷了，无法感知蒸发。天文大黑洞，是的。由死星制造的大黑洞，对吧？
早期宇宙中形成的微观黑洞可能会在一瞬间蒸发。它将是，所以人们一直在寻找它。他们一直在寻找早期宇宙中小的爆炸，高能爆炸，看看它们是否是原始黑洞。伽马射线暴，小的暴发。是的，但我们还没有找到它们。是的。哦，对。是的，我们必须结束这一部分的宇宙探秘，即“在那里”版。我们马上回来。
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StarTalk 宇宙探秘，“在那里”版。
这是我们第一次做“在那里”版。我认为我们必须更频繁地这样做。这很有趣。而且，Janna，你就像哥伦比亚大学巴纳德学院街区里的邻居。是的，绝对的。我只是散散步。是的，是的。我们必须，比如，发出蝙蝠信号。你在那里吗？我们需要你在这里参加“在那里”版。Ed Harrison，再次感谢你来到 Star Talk。所以你给我们带来了宇宙探秘。你还有什么？我们有……让我们把整个部分都变成闪电轮。好吧。哦，我们将比以前更快。他们以前给我一个铃铛。我不知道我的铃铛怎么了。是的。
但是闪电轮。所以这将只是更多的声音片段答案，这样我们就可以回答更多问题了。好吗？绝对的。所以我们在 Instagram 上有 Tony_LE738 说它们是黑洞的反面，只会喷出东西。白洞。就是这样。完美。去过，做过。只会喷出无尽垃圾的东西。特朗普。好的。Twitter 上的 Ben Ratner 在 Ben Makes TV 上。你最喜欢的美味汤的食谱是什么？原始汤。不错。是的，对我来说，美味的汤将是
所有构成生物化学基础的基本成分。碳、氮、氧。碳是整个元素周期表中最粘的元素。它可以制造比其他所有元素加起来更多的分子种类。所以，给我一碗含有碳、氮、氧的汤，我可以向你展示生命。
所以我的架子上恰好有一罐原始汤。对于那些没有视频的人来说，这是华莱士的浓缩原始汤。你能读出原始汤的成分吗？我以前能看到的成分。这是真的吗？哦，是的，好的。快速简便的说明。混合汤。一罐海水。好的。闪电。热。
在早期被发现。这就像地球早期的一年。两到三千年，保存……
简单的分子形成更大、更复杂的分子。对于更浓稠的汤，请使用一罐生物体。所以，是的，就是这样。所以那将是所有最好的汤。我更喜欢豌豆汤。好吧，继续，哈里森。好吧，我们有来自 Facebook 的 Joshua Wilhelm。我们仍然处于快速模式，闪电模式。如果你能巧妙地知道任何问题的答案，你会选择什么问题？
巧妙地知道答案是如此令人失望。作为一名科学家，整个乐趣在于弄清楚它。我不知道我是否想巧妙地知道任何问题的答案，除了我的优步什么时候来之类的事情。
我认为你只需要看看你的手机。那不是一个谜。尽管它们有令人难以置信的物理学，比如汽车只是穿过建筑物，你会说，那是一些物理可能性。或者只是翻转一下。你有没有在城市里发现过黑洞？我不知道它是怎么跳过去的。穿过建筑物的虫洞。所以对我来说，我想要的答案是关于我们还不知道要问的问题的答案。因为在我们了解那个问题的那一天，
我不再关心了。我会等待下一个问题出现的那一天，而我以前不知道要问。“这与 Jana 的回答强烈共鸣，即对答案的追求……科学与其说是关于答案，不如说是关于寻找答案。在那里你学习，你偶然发现事物，你发现你甚至不知道需要问的问题的事物的结构。所以是的，我完全投入到搜索中。
我想知道答案，但不要突然知道。我也不希望它永远不会出现。永远不会出现令人沮丧。非常好。这是一个非常健康的态度。否则，你就会有一个心理问题。是的，就是这样。我喜欢逃生游戏，所以通常在60分钟内，我就能得到答案。好吧，我们在 Instagram 上有 Scott York。暗物质或暗能量是否可能是人类无法理解的外星技术的任何迹象？哦。
开始吧。别看我。这感觉更像是一个，是的。好的，我会给出我的答案，然后我们为什么不听听你的答案呢，好吗？只是因为宇宙中有一些我们不理解的东西——
并不意味着它是外星人。并不意味着它是魔法。否则，我的录像机是由外星人制造的。你还有录像机吗？没错。我有一台录像机的事实。哦，我的上帝。我们真的需要给你那笔拨款。我的上帝。我们以某种方式反映了外星人的干预。Trish，你谈论玛丽·泰勒·摩尔，你谈论录像机。你们到底有多老？对不起。我的寻呼机响了。所以，我
我认为，等等，问题是什么？暗物质和暗能量可能是外星人的证据吗？这很诱人。将完全非凡的东西归因于我们不理解的原因总是很诱人。我们一直在这样做。但作为一名科学家，你必须抵制这种诱惑，因为这种练习的历史一直是持续的彻底失败。
所以说，哦，它实际上是魔法，或者它实际上是上帝，或者它实际上是外星人，然后你研究它，它可以简化为已知的力，或者你可能会发现一种新的力，但它仍然不是魔法，它仍然不是上帝，它仍然不是外星人。所以如果我下注，我会说它可能不像我们真正希望的那样多。
我们应该寻找外星人的地方是我们真正知道在哪里寻找的地方，那就是系外行星，在那里确实有非常严重的可能性存在外星人。这些是围绕其他恒星运行的行星。是的，没错。围绕其他恒星运行的行星。我们认为，在我们的银河系中，有数千亿颗恒星，行星的数量可能比银河系中的恒星还要多。所以这突然是一个惊人的数字，我们20年前没有意识到。是的，但你只是在谈论某种生命世界。
有机体。对，我正要说的，不要失望。我们说的是真正的射线枪外星人，你知道吗？绝对的。它们是外星人，对吧？我知道。它们可能更像是你从鞋子上擦掉的东西，这很悲哀。是的，没错。某种原始的软泥，它本身就是一个生命垫。你对这个太没意思了。这是真的，但没意思。好吧，Instagram 上的 Kay Fudge。有多少黑洞？嗯。
因此，在我们的星系中，我们刚才说过，我们的星系中有几千亿颗恒星。其中约有 1% 的恒星在其生命末期会足够大，能够完全坍缩成黑洞。所以数量很多，对吧？是的，1000 亿的 1% 就是 10 亿个黑洞。是 10 亿个黑洞。除此之外，我们知道在我们星系中心的超大质量黑洞周围有数万个黑洞。所以我们星系的中心包含一个质量是太阳几百万倍的黑洞，它周围特别聚集着数万个黑洞。这只是我们的星系。现在你说在可观测宇宙中，星系的数量与银河系中的恒星数量一样多。那里有很多黑洞。所有证据都表明，每个像银河系一样的“纯种”星系中心都有一个超大质量黑洞。
所以我们有数千亿个这样的黑洞，以及数千亿乘以 10 亿个较小的黑洞。投降吧。哦，我的上帝。最糟糕的是，像银河系巧克力棒那样逼真的东西中间也有一个黑洞。不，谢谢。
Jeek.2 在 Instagram 上写道，黑洞能吞噬另一个黑洞吗？如果可以，它会促进黑洞的增长吗？绝对可以。就像黑洞的吃豆人理论。绝对可以。最……吃豆人？等等，你的参考文献是……吃豆人。
经典。哦，我喜欢，但我必须取笑它。我们可以去你家看看你那里设置了什么吗？这太棒了。我最近参加了几个 80 年代的密室逃脱游戏，所以一直在想这件事。你有手机吗？它非常大。哦，是的，黑洞吞噬其他黑洞。这是本世纪发生的最令人兴奋的事情之一是
是直接记录了由于两个黑洞碰撞而产生的时空振铃的声音，如果你想称之为它们互相吞噬，你可以这么称呼。它们合并并创造了一个更大的黑洞。所以每一个大约是太阳质量的 30 倍。所以我们知道在那个大致方向上有一个黑洞，就我们所能确定的而言，它大了 60 倍。
太阳的质量。是的，它们会变大。它们变大的程度几乎和你想象的一样多。它们损失的能量，就字面意义上的 E=mc² 能量而言，并非各部分能量之和，而是以这种时空振铃的形式释放出来。它是由 LIGO 这个奇妙的仪器记录下来的。这发生在，一定是 2015 年。这是一个通往宇宙的新窗口，它测量的是……
空间结构的涟漪，而不是光的能量涟漪。这就是《黑洞布鲁斯》的全部内容。我写这本书的时候，他们正在进行这项研究。是的，在我写这本书的时候，他们还没有成功。我写这本书正是与我们之前讨论的关于追求……
而且，你知道，他们花了 50 年的时间才努力建造这个仪器并进行探测。所以，等等。你的书名是《黑洞布鲁斯》。那是因为你认为他们找不到它吗？是的。然后他们找到了，现在你的书名错了。是的。所以，令人惊奇的是，雷·怀斯与基普·索恩和巴里·巴里什一起获得了诺贝尔奖，这项发现发生在探测发生前大约一个月，如果我们没有探测到黑洞，那么这件事就是一次失败。对。
所以我起这个名字实际上是在考虑雷说的这句话，他现在已经八十多岁了。他年轻时就开始做这件事了，而且，嗯，那是黑洞布鲁斯，但在书出版之前很久，他们就告诉我探测结果了。所以我不想重写它，因为我认为它完全是关于追求的，但我确实有一个美好的结尾，他们做出了发现。好的。我还没到那个结尾。现在我要去，去找到它。好的。给我更多。好的。呃，
我们收到了来自 Facebook 的 Michelle Akampora 的问题。如果一切都在互相远离，那么为什么我们的星系与仙女座星系即将发生碰撞呢？好的，我知道了。我知道了。我之后必须好好解释一下。我知道了。所以宇宙的膨胀，把它想象成一块可拉伸的织物。无论你在哪里，你都会认为自己处于那个拉伸的中心，你会看到物体从各个方向远离你。
靠近你的物体不会像远离你的物体那样快地远离你。因为每，比如说每米，它会伸展 10 厘米，好吗？那么，这意味着在两米处，它会伸展 20 厘米。在三米处，它会伸展 30 厘米。这就是织物伸展的方式。所以所有星系彼此之间都有速度。如果你有一个附近的星系，它会更快，对吧？
比宇宙在我附近的空间中的伸展速度快。所以我的引力克服了宇宙对附近事物所做的任何事情。所以附近的星系就像宇宙没有膨胀一样，它们并不关心。它们的引力足够强大，可以产生克服宇宙本身膨胀的运动。但我们不会与遥远的星系发生碰撞，因为宇宙的膨胀使我们远离的速度比这快得多。
我只是想提到，我认为是《安妮·霍尔》中的一句台词，其中一个角色不做作业是因为他……孩子。孩子。因为宇宙正在膨胀。是的。他母亲说，你住在布鲁克林，布鲁克林没有膨胀。
膨胀。这是真的。布鲁克林没有膨胀，原因正是尼尔刚才所说的那样，地球结合得比膨胀所能撕裂的更紧密。这部分宇宙。这个膨胀的宇宙不会把地球撕裂。但是现在一群开发商带来了布鲁克林，它正在以惊人的速度膨胀。
好的。所以我们收到了来自佛罗里达州威尼斯的 Kyle Toth 的问题。可观测宇宙之外是什么？我们对整个宇宙的大小有什么估计吗？哦。我喜欢这个。达娜，你来回答吧。顺便说一句，我们还在速度模式中。是的。但我们将以你对这个问题的回答结束。好的。很好。这压力很大。可以想象，宇宙实际上是有限的，
与地球有限的意义相同。如果我离开纽约市，尽可能直地走，尽可能长时间地走，我就会回到纽约市。可以想象……而不用掉下边缘。不用向左或向右转，掉下边缘，向前或向后走。所以你可以永远向前走。永远向前。在一个有限的空间里。只是不断地绕圈绕圈再绕圈。现在，如果整个宇宙是这样的，我实际上会离开……
乘坐宇宙飞船离开银河系。我会直线飞行，看着星系在我身后后退，不左转，不右转，永不停歇地向前，不会掉出宇宙的边缘，但会再次看到银河系出现在我面前。哇。有多少播客……我们需要一个麦克风扔下。等等，等等，来吧，扔下。哦，对不起。给你。你听到了吗？那是麦克风扔下的声音。你必须听多少季的这个播客才能再次看到银河系？没错。我们会回顾过去，因为光……
有有限的传播时间，我们会听到过去的播客。就像你可以回头看看小时候的自己，只要你等待足够长的时间让光线再次绕回来。从另一个方向。从另一个方向。所以我们实际上可以通过以下方式解决严重的难题：好吧，如果我们等待 10 亿年，我们实际上可以再次观看它。
只是为了理清关于谁在晚餐时说了什么的争论。是谁打碎了盘子，对吧？有一个悲伤的孤独宇航员，就像，我告诉过你，珍妮丝。这一切都是值得的。所以，好的，所以这是一个有限的宇宙，但同样，宇宙也可能是无限的。
我们只是某个无限宇宙中我们自己可观测的口袋。对。宇宙也可能是无限的，而可观测宇宙之外是无限延伸的空间。但是，你知道，爱因斯坦说只有两件事是无限的，宇宙和人类的愚蠢。然后他说，我不确定宇宙是不是无限的。笑声
这听起来我们应该以这个结尾，不是吗？爱因斯坦扔下麦克风。珍妮特，太棒了，我一直很喜欢你的书《黑洞布鲁斯》。谢谢。哈里森，感谢你再次来到《星际访谈》。哦，我很荣幸。以及 HarrisonGreenbaum.com。我们会关注你的脱口秀演出，你也是个魔术师。绝对是。我是你的主持人尼尔·德格拉斯·泰森。这是《星际访谈》。一如既往，我祝愿你们继续仰望星空。
如果你现在还没有准备好要孩子，没关系。如果你现在不想当妈妈，甚至永远不想当妈妈，也没关系。除了你自己，没有人能决定这件事。但你知道什么是不好的吗？不知道你的避孕措施有多有效。与你的医生谈谈有效的避孕措施，这样你才能做出明智的决定。点击了解更多信息。