【159】最神奇的重力，未來爲什麽是確定的 _ 老高與小茉 Mr & Mrs Gao_1080p
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hello 大家好我是老高咱们今天来讲宇宙另一大谜团还有一个呢

时间呢光呢维度啊不都是谜团重力呢是目前物理学界公认的最神秘最神奇至今都无法解释的一种力首先我们先来说一下重力的历史重力这个东西从 2000 多年前人们就已经发现了但是呢对这个东西一直没有一个正确的理解历史上第一个对重力算是有一个比较正确理解的人就是伽利略 400 多年前的时候伽利略就发现重力有一个特别不可思议的属性

就是不管什么东西重的东西轻的东西什么材质都无所谓它们受到的重力都是一样的于是呢就有了这个他在比萨西塔上扔下两个铁球一个大一个小结果两个铁球同时着地但其实这个实验究竟是不是伽利略做的根本就不知道这个事情呢是伽利略的学生温金佐记载在伽利略的传记里的但是伽利略自己写的任何书都没有记载这个事情

有可能所以有些人怀疑这个实验就算是做过应该也不是伽利略做的但不管是谁做的事实就是这样跟这个东西的材质重量形状完全都没有关系一粒灰尘一根羽毛一个铁球不论什么东西如果没有空气阻力的话它们都会同时出现虽然当时发现了这个现象但是没有任何人能给出合理的解释后来牛顿通过一个苹果解释这个事情

一个苹果砸在他头上他突然明白了原来这个苹果受到了地球的引力今天一个事物差点成了是吗真的吗你差点就成为牛顿了那么牛顿意识到地球上差点成了

那么地球上所有的东西都会受到重力而且不光是地球世界上任何东西都会相互吸引地球吸引我们但是我们和桌子椅子之间两个人之间也会相互吸引于是就管这种力叫做万有引力当时牛顿非常的厉害他通过一个苹果砸到头上就想到了万有引力而且认为我们地球能引住月球就是靠这个力量

所以当时牛顿就跟后来的 A-Style 一样都引发了认知的革命在这之前天然学家虽然知道了地球可能绕着太阳转然后月球绕着地球转但是并不知道为什么地球会绕着太阳也没想到这跟地球上的苹果掉下来有什么关系但是牛顿说这就是万有引力后来牛顿给出了万有引力的计算公式通过这个公式的计算发现所有天体的运动轨迹都完全符合万有引力公式这一下子万有引力和牛顿都牛了

于是当时所有人就觉得牛顿已经解开了这个宇宙的奥秘因为他已经知道这些星球为什么在转你想他有多厉害是吧但是后来由于观测技术进步天文学家发现了一个不符合万有引力公式的天体

就是水星通过观测发现水星的公转周期和万有引力的计算出来的公转周期不符大概每 100 年相差 50 秒左右这个误差虽然不大但是这个误差是不论怎么观测和怎么计算都无法消除的而且也排除这是观测精度造成的误差于是这个可以解释世间万物运作的万有引力就被拉下了神坛

后来又有一个事情直接将万有引力击倒了就是万有引力不是说所有有质量的东西才会相互吸引吗他们发现了一个没有质量的东西也被万有引力吸引了就是光光是没有质量但是它会被黑洞拉住围着它团团转甚至掉进黑洞里就出不来嘛

这就很奇怪了为什么一个没有质量的东西会被万有引力拉住呢按照万有引力公式没有质量的东西是绝对不会产生引力的也是不会被拉住的所以在这个问题上万有引力就完全不成立了后来这个问题被谁解决了被爱因斯坦解决了

爱因斯坦对于引力的认知和牛顿是完全不同的首先爱因斯坦推翻了牛顿对于时间和空间的理解牛顿认为时间和空间是永恒不变的绝对的但是爱因斯坦认为时间和空间是柔软的可以拉长也可以拍扁的还有一点很重要的就是爱因斯坦认为速度和重力是等价的比如

比如我们人类想正常生活是需要有重力的对吧但是在太空里面是没有重力人就会飘起来要想在太空里长时间生活的话就需要有一个环形的太空舱把它转起来

依靠这个离心力形成一个类似于重力的环境人就可以在那生活了这就是用速度来取代重力它俩是等价的在我们的感知上是没有区别的所以诺兰的那个星际效应里面他们要去土星嘛要飞两年他们不能在没有重力的环境上飞两年于是他们一到太空之后就让那个太空舱开始转他们就可以像在地球一样在这睡两年就到土星了但是你不能看窗户因为你在转嘛你看窗户就会晕

我们以后要移民火星或者其他星球的话都需要这个基础在这个地方我稍微说一下以前我们讲时间的影片有星际效应的影片都提到说质量越大时间就过得越慢爱因斯坦说速度越快时间越慢那么为什么质量越大时间越慢呢就是因为重力和时间是对等的所以速度越快就相当于重力越大时间就会越慢这也就是为什么黑洞周围时间会很慢

你不需要知道黑洞周围需要有多大速度才能维持在那个位置上你只要知道它有重力而且离黑洞越近重力越大那时间就会越慢越胖就会时间越慢没错越胖的人周围时间就会越慢

周围时间会慢是什么意思就是你离我的重心越近时间就会越慢那曼因斯坦这个理论就完美解释了为什么水星的公转周期和万有引力算出来不一样水星距离太阳太近它承受巨大来自于太阳的重力所以水星上的时间是非常慢我们看水星好像慢慢的在动其实它有可能很快所以我们观测出来它的周期和计算出来是不一样

把这个时间的变化考虑上去之后它结果就是一样的时间很慢是什么感觉很慢就是我做了很多的事情还没怎么花时间吗不是慢和快是个相对的概念就是你时间慢是相对于我慢

而不是你自己慢你自己没有慢什么感觉都没有那么后来呢用相对论重新计算了一下水星的周期就发现它和实际观测的结果一样还有一点就是爱因斯坦认为万有引力并不需要双方都需要有质量因为万有引力压根它就不是引力爱因斯坦认为有质量的东西会将空间压弯

所以靠近有质量的东西就会进入一个斜面围着它开始转这好理解一些非常好理解是吧所以地球绕着太阳转并不是因为地球和太阳相互吸引而是因为太阳把空间压弯了地球就没有办法无法脱离就在那转着防止掉入太阳那么既然引力的实质是空间的弯曲的话那么有没有质量都无所谓了

只要有一个弯曲的空间的话,星体也好,任何东西也好都会沿着一个弯曲的轨迹在运动这就是光这种没有质量的东西为什么靠近有质量的东西也会弯曲的原因所以只要有质量的东西,它周围的空间都是弯曲咱们俩周围的空间实质上也有弯曲,只是弯曲量比较小而已因为相对论完美解释牛顿力学所无法解释的东西嘛所以牛顿的万有引力就退下了身材,从此相对论就牛了

那么爱因斯坦对于重力还有一个非常大的贡献就是他预言了重力波的存在

重力会造成空间的扭曲所以一个有重力的东西它在空间中移动的时候就会给这个空间带来一些波动就像一个球在水面上运动的时候这个水面就会产生波纹这个波纹就是重力波但是根据计算重力波是非常微弱的即使质量再大的东西它能够形成的空间扭曲的这种波动也是很小的

只有像黑洞或者中子星这种超大质量的天体相撞的时候它们产生的重力波才是我们可以解释的但即使是黑洞相撞产生的重力波由于距离我们太遥远到我们的这个地方的时候就已经很微弱很微弱

有多微弱呢?就是相当于在地球和太阳这个距离之间检测到一个质子直径那么大小的波动那么小所以一直以来就认为这是不可能检测到的而且吧黑洞相装黑洞是不发光的光都被吸进去了所以我们看不见它装我们只能检测这个重力波发现它装了可是又检测不到又检测不到

所以爱因斯坦虽然在 1916 年就预言了重力波的存在过去了将近 100 年都没有人能够发现这种重力波直到 99 年后的 2015 年美国第一次检测到了来自于 13 亿光年之外的一个重力波这个重力波是两个黑洞相撞产生

由此也证明了爱因斯坦的预言就说明这个空间真的是柔软的它是能够波动的这次观测到重力波的仪器长这样超巨大的有两个四公里长的手臂这样的建筑总共有两个一个放在美国的西北角一个放在美国的东南角两个机器同时来检测因为这个波动非常的小它在两侧都检测到这个波动才能证明它确实存在

这个机器从 1992 年开始建了建了 23 年 建到 2015 年建好了一打开直接就检测到了重力波那就说明很频繁没错这个机器建好了到现在总共检测到了 10 个重力波没有那么频繁不不不 你要知道重力波只有黑洞相撞才会产生原先认为宇宙中没那么多黑洞

但这就说明宇宙中黑洞相撞是非常频繁的而且黑洞应该很多所以很有可能我们看到宇宙里边那黑黑的地方全都是黑洞那么这个重力波是来自于黑洞相撞啊所以就无法观测到这两个黑洞真的相撞了所以只是猜测应该是两个黑洞相撞它俩相撞光是无法发出来但是重力波传出来了而且这个发出重力波的阵源呢是在 13 亿光年之外所以即使是两个黑洞相撞了也是 13 亿年前的事儿

那个时候地球上只有单细胞生物那么就是因为检测到了这个众里波研究小组的三位首席科学家就在 2017 年获得了诺贝尔物理学奖其中就包括星际效应的指导吉普索尔其实在检测到众里波之前就知道了不管是谁只要检测到众里波一定是诺贝尔奖而且立刻就办法通常诺贝尔奖都在你研究成果公开了之后 10 年 20 年之后

才会给你一个诺贝尔角这 2015 年发现 2016 年公布说我们发现了 2017 年就得角黑洞相撞之后会怎么样黑洞相撞之后会产生更大的黑洞就像两个黑洞合并了所以宇宙中的黑洞都会越来越大越来越大越来越大它们都撞了几十亿年了嘛是吧最后变成一个大黑洞没错宇宙就收缩了那我们离黑洞近不近不知道

黑洞看不见所以它在哪你不知道就是如果有一天我们突然发现比如说天王星海王星突然消失那就完了下一个木星火星 瓦斯玛 金星 水星包括太阳都一下就进去

不存在一个一个的它在暗处我们在明它在暗对咱们想做任何努力也都没机会了不过我想到一个方法也许能挡住就是反重力

他把我们引进去是靠重力如果有反重力的方法我们就可以不进去了这个以后专门会做影片给大家讲解就在前两天公布了今年的诺贝尔学物理学奖三个科学家都是因为黑洞相关的研究而得奖的这三个人里边有个叫罗杰彭罗斯的英国物理学家这个人今年已经 89 岁了大家对这个人可能完全不知道但是他设计过一个东西大家肯定见过

彭罗斯阶梯就是不断在上升但是不断在循环的楼梯他设计这个楼梯出现在了诺兰的盗梦空间里面盗梦空间是一个关于地归梦境的电影以后有机会我给大家讲解一下连续扒两坑讲电影这个彭罗斯有一个特别牛的假说今天要介绍给大家叫宇宙审查官假说也就宇宙审查假说了

他这个假说是为了给爱因斯坦的相对论补漏洞爱因斯坦的相对论其实不完美有一个硬上就是他解释不了起点起点是一个质量无限大的东西爱因斯坦的相对论无法计算无限大的东西而且就算能计算你也无法看到起点所以不知道你计算结果对不对所以相对论对于起点来说是无解的这个问题呢直到爱因斯坦死他都没能解决所以爱因斯坦在晚年的时候否认了黑洞的存在

这事一般都不再提了就说爱因斯坦曾经预言黑洞的存在但是没说他在晚年曾经否认过黑洞的存在因为相对论解释不了黑洞所以他认为这个他预言中存在的东西因为不符合他的理论所以他就把它排除了他认为他的预言错了爱因斯坦晚年的时候就在承认各种错误呢

其实他以前有不少理论都错了他不断地承认错误晚年的事像你晚年的时候应该在不断地补坑那么能否解释七点这个事就这么重要吗其实是非常的重要因为作为一个可以解释宇宙万物的理论你不能有漏洞就是宇宙里明明有这么个天体你解释不了怎么能行也就是说如果世界万物存在一个理论可以把它们解释的话就是说这个世界是有一个统一的规律是吧

如果宇宙万物有一个统一的规律会产生一个结果就是未来是确定的因为规律的存在就造成过去可以决定未来

我们的天气预报我们的股市预测其实都是根据规律的预测如果规律存在那我们看过去的数据就能推测以后的数据通过规律我们就能知道明天的太阳会从东边升起这种神准的预测怎么做到的呢就是因为规律的存在所以如果规律存在未来就是可预测的也就是说未来是确定因果是确定

有这个因就一定会有这个果但反过来说如果其一点不符合相对论的话那么未来就不是确定的因果的关系也就崩塌就是原因不再能够决定结果了就因为其一点解释不了对就因为有一个例外如果有一个例外就说明你这个公式不对你即使能解释其他所有现象也说明你这个公式不对万一有引力公式为什么退下身来

就是因为它有很多解释不了的情况而那些情况在我们现实生活中并不存在它解释不了黑洞解释不了光按理来说对我们生活没有影响但是它就不能解释整个宇宙的规律爱因斯坦想做的事情他就想解释整个宇宙的规律来确定宇宙的未来如果起点不符合的话他就确定不了所以起点直接就决定了未来是否确定因果关系是否存在但是很遗憾的就是我们看不到起点所以也不知道它符不符合这个规律我们为什么看不到起点

因为它在世界世界里面世界世界的所有东西都传不出来因此我们看不到那么难道就真的没有任何办法能看到起点了吗其实理论上存在一种可能就是如果这个宇宙中存在裸露的起点就是外边没有世界世界这样的起点的话我们不就能看见它了吗但是到现在还没发现

那么为什么这种裸露的奇点找不到呢而找到了还都看不见呢彭罗斯认为宇宙存在一种审查的机制就宇宙里存在一个审查官如果这个宇宙里有任何不符合宇宙法则的东西或者对于宇宙来说是不合理的东西的话比如说就像这个奇点这个审查官就会让你看不见它或者把它抹杀掉

这是不是这个系统里的 bug 它就强行让你看不见没错看见了就是也这么低你也不知道为什么没错罗杰斯认为宇宙存在这样一种机制它能够审核宇宙每个角落哪里符合规矩哪里不符合不符合我就让你看不见它可以存在我不能让你看不见了我就把它抹掉

他这个假说其实就说明一个事情就是说如果宇宙真的存在这种审查官制度的话那么宇宙的未来就是确定的因果关系也是确定的所以像时间倒流这种事情就是压根不存在因为它不符合宇宙的规律它就会被宇宙的审查官制度所抹杀这就解释了祖父贝勒文中为什么你杀不死你的爷爷当你刚想回去杀死你爷爷的时候宇宙就把你干掉不过你这辈子也值得你被宇宙干掉

就是你刚刚杀死你爷爷你就消失了那如果我不去杀死我的爷爷我就可以回到过去你可以你不影响过去的话就没有影响宇宙的规律吗那未来人有可能就是说你不要问我起点符不符合相对论我不可能知道因为宇宙它不想让我知道我想去知道我就被抹杀掉了所以我永远不可能

你只要知道剩下所有东西都符合就可以了宇宙就希望你这样去想所以你千万不要逆天道而行我估计啊那个未来研究出演算机的女科学家她这演算机一启动就是逆宇宙规则的嘛所以她才自杀了绝对有可能是宇宙把她干掉那么彭卓斯说啊其实宇宙中也不是没有裸露的起点有一个

就是宇宙大爆炸之初的那个起点它一定是裸露的而这个起点爆掉了不存在所以我们现在找不到裸露的起点那么什么叫因果论大家可能不太理解因果论就是说

因决定果也就是说过去决定未来所以因果论如果成立未来就是确定因为过去是确定了所以未来就确定我们天堂经影片底下有观众问说过去为什么确定他理解未来为什么确定他不理解因为只要因果论成立过去就决定未来过去确定了未来就一定

还有个原因就是影片中未来人出现和这个俄罗斯的大反派接触那一秒钟开始我们所有人都已经活在未来人的过去之中了未来人的过去是确定了我们的未来就是确定因为我们的未来就是未来人的过去这段话听上去有点像悖论但其实这才是我们对这个世界的认知我们所有的物理公式都是在这个基础之上的

我们用物理公式在算什么算未来我们设计一个车设计一个楼房计算它的速度计算它的承重是为了知道这个车造好了楼房造好了之后他们以后会怎么样对对不对所以我们的理论我们的知识所有都是为了确定未来

如果你告诉我未来不是确定的话那么算了干什么所有的物理公式都没有意义了真的耶就是这样所以爱因斯坦拼了命在找到这个规律就是如何才能知道未来究竟是怎么确定的他坚信未来是确定的但是他要找到过去和未来之间的关系有了这个关系知道了这个公式那未来所有事情我们都知道未来是确定的只是现在我们不知道只是还没有找到那个公式所以不知道

所有的科学家物理学家都是在这个确定的未来基础上在研究的所以不存在说未来是不确定的不是这样而是未来是一定确定的至少以我们现在的哲学和物理学科学的理论是这样的

各位现在吃饭就是为了接下来几个小时不饿吗你要不知道接下来几个小时饿不饿你现在不会吃饭上班如果不确定下个月会发工资的话对啊就不会上班了这就决定人类怎么生存的问题了是不是人类强行让这个社会有因果关系啊你这个月工作了我一定会给你钱这是一种契约的这种承诺嘛对契约其实也是建立在未来是确定的基础上才能达成的

就是如果未来是不确定的契约也没有意义那么关于因果循环定命悖论还有未来是如何确定这些事情以后我们还会专门做影片给大家讲解

老后生活基本定下来已经确定了那么绕了一大圈再回到重力这个话题上现在物理学中认为这个宇宙中只存在四种力分别是强力弱力电磁力和引力就是所谓的重力这四种力最强的是强力最弱的就是重力最弱的不是弱力不是弱力弱力很强强力是原子核里边的一种力它是把质子中子这些东西进入

结合在一起的力量原子核里边有很多质子每个质子都是带正电的按理来说正电相互排斥它们不应该贴在一起但是由于强力的作用它们即使相互排斥也会死死压在一起你掰都掰不开这种强力不仅作用在中子质子之间也作用在质子里边组成它更小的颗粒我们一般就跨克跨克它们形成质子的力量也是强力

这个强力有多大呢就是说你必须要用 Celeron 的那个强子对撞机把所有粒子加速的光速让它对撞才能把这个盒打开就是说你要打开一个原子盒基本上需要用到一个城市的电力那客户还偏偏经常不启动一个机器你整个城市嘣就熄火了就那种感觉你说这个力量有多大

那么弱力呢是一种能够改变跨克性质的力量核辐射那个辐射来自于弱力它能够让原子核开始衰变这也是一种非常强大的力量但是是一种比较怪的有点像魔法一样的力量那么强力和弱力呢都是作用在原子核上的力量非常强大不过我们平常生活是感觉我们能感觉到的力量有两种就是电磁力和重力除了重力之外所有的力都叫电磁力就我打你一下这也叫电磁力

现在是这样归类的我居然是用电磁力打印没错实质上跟原始是一样的电磁开背又可以发这么个事结果就是拿手按着那么这四种力就是宇宙中全部的力量但是性质完全不同所以不能用一个物理公式进行描述感觉这四种力就相当于形成宇宙的四块宝石强力宝石弱力宝石电磁力宝石和引力宝石

把这四块宝石凑齐了你打一响指就能创造一宇宙那么也就说明了这四个力其实在宇宙之初的时候是一个力只是宇宙之一爆炸它变成了四个力那么它原先是一个力的话按理来说它就应该用一个公式可以描述现在科学家就在找这个把这四个力统合在一起统合了我们就知道起点是怎么回事宇宙是如何创造的我们就可以创造宇宙

其实早在 60 年前弱力和电磁力就已经统合了叫电弱相互作用力而现在科学家们正在努力将电弱相互作用力和强力组合最后才会考虑组合重力因为我们目前对重力的了解最少而且重力也是最弱的一种感觉上没那么弱我们都被钉在地球上月球都被地球拉住了地球都被太阳拉住了感觉也不弱其实非常的弱弱到什么程度呢我都没有办法把你吸过来

我就是被你吸过来的是吗空气中弥漫的这种灰尘我都吸不过来就弱到这种程度桌子椅子完全没有被我吸引过来只有你有被椅子吸入有是吧有可能苹果从树上落下来是重力是吧

你很轻松就把它捡起来你用电磁力一下就对抗了重力一个纸片因为重力落到桌子上你拿一个塑料抹抹头发一下就把它吸引上来就这么点电磁力就把纸片吸回来

你说重力弱不弱那当时怎么把我的皮肤吸下去了需要几十年的时间只有到地球这么大规模的东西才能体现出重力像金丝塔那么大都没有用你站边都不可以把你吸出去那么重力为什么这么弱呢这是非常不合理的

它贯穿于整个宇宙现在物理学界主流认为就是说重力之所以这么弱是因为重力是可以穿透维度的它是所有力中唯一可以穿透维度的力也就是说不管在几维空间我们受到了都是同一个重力由于它在各个维度之间都起作用所以它被分散了

穿透了对所以在我们的这个维度感到了重力就非常的小吉普索恩呢也这么认为所以他在星际效应里边这个设定就是说男主在五维世界怎么和他四维的世界的女儿进行联络就是通过重力重力是唯一连接两个不同维度的这么一种

所以他就利用重力在思维世界形成一个重力异常的区域就通过二级日代码或者是摩斯电码之类的把 NASA 的坐标告诉了男主也把黑洞理数给传给了他的女儿他通过重力波那个表针把他传没有其他任何方法光都不行光会被黑洞吸住吗但是重力波能传出来黑洞拉不住他重力就是这么的强

但是它又很弱所以说我们在地球上如果发现重力异常的很有可能就是其他维度和我们联系的一种手段我们想和其他维度联系也只能通过重力只不过我们现在还没有办法控制重力控制重力的第一步就是反重力好多护肤品里面也有那种反重力的他们就瞎催他们都能反重力了那因斯坦都跳起来打人了那种

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