千真萬確,黑洞不是隨處可見的,否則它就可以被製成奇特的炸彈了,盡管一時還難以想出用什麼東西把它裝起來。
黑洞與宇宙
盧爾涅博士在他的《黑洞》最後一章中說:"我們已經找到比原子還小的微型黑洞的光亮,我們已經看到了半徑為l0公裏上下的恒星級黑洞的誕生,我們也已經同尺度像太陽係那麼大的巨型黑洞打過交道。如今隻剩下一個問題要問:可能的最大黑洞是什麼?答案是現代科學中一個最驚人的設想:宇宙本射。"也許黑洞真是一個絕妙的歸宿。盡管引文的意思是說,宇宙就是黑洞。所有的能量都被消耗殆盡,所有的物質都被收縮成無限小的點,最終歸於一無所有。在此之前,人類的曆程恐怕早已結束,我們自然無法看到,而隻是浮想聯翩。
關於黑洞,還可以說很多很多。但現在我隻能忍痛用《黑洞》的最後一名話作結:
"作為毛裏斯·梅特林克一句格言的釋義,黑洞一詞仍然常常隻是掩蓋我們無知的一件豪華偽裝。"
"空空道人"手中的隱形鏡
鏡像存在嗎?
也許你每天都要麵對鏡子梳妝打扮,但你是否想到過這樣一個問題:如果我們閉上了眼睛,鏡子裏反射我們的像還在嗎?也許你會脫口而出:"當然還在,因為別人看得見。"如果所有的人都閉上了眼睛呢?或許你會作出否定的回答,說自己閉上眼睛,像就不在了。那為什麼別人能看見呢?你說那是因為他們睜著眼睛。的確,正是因為我們睜著眼睛才看見了鏡像;但是,閉著眼睛時鏡像究竟存在不存在,實在是一個不太好回答的問題。
一如天地萬物之有陰陽,宇宙間一切都有正反。既有物質,又有反物質。打個比方說,反物質就是物質的鏡像。長期以來,科學家們也在詢問:物質的鏡像--反物質存在嗎?
製造反原子
1995年9月,歐洲粒子物理研究中,5-(CERN)宣布合成了世界上的首枚反原子。這無疑標誌著人類在反物質的研究上又向前邁進了一大步。加利福尼亞斯坦福線性加速器中心(SLAC)的理論物理學家布羅德斯基:"CERN的測量是物理學家製造奇異原子進程中的一個裏程碑。"
正是布羅德斯基於l992年和他的同事芒格、施密特提出了用正電子和反質子製造反氫原子的一種可能方法。3年後的9月份,來自德國和意大利五個研究單位的23名科學在沃爾特·厄勒特的領導下,用CERN的LEAR(Low Energy An--tipr0-ton Rin9,即低能反質子環)實現了這一目標。他們利用LEAR,使反質子束流以每秒300萬周的高速度繞LEAR回旋,並定時穿過從其一側射入的氙氣射流。在極其偶然的情況下,一個反質子被一個氙核的正電荷散射,將其一小部分能量轉變成一個電子和一個正電子。所產生的正電子中又隻有極少數速度和方向同散射的反質子非常接近,這才有可能被反質子俘獲而形成反氫原子。在曆時3周的實驗中,使用的反質子數多達5×1012個,經確認隻產生了9個反氫原子。或者說是ll個。沒有淨電荷而呈電中性的反氫原子因為不受LEAR偏轉磁場的作用,所以生成後繼續沿直線運動,並從偏轉磁鐵處的窗口穿出,打到矽計數器上,並被拆散成正電子和反質子。此時反氫原子僅僅存在了40×10_9秒。使用碘化鈉晶體計數器、磁譜儀和飛行時間閃爍計數器分別探測正電子和反質子各自湮沒時所產生的信號,便可確認成功地合成了反氫原子。厄勒特說:"我們原期望看到9個反應結局,而我們實際上看到了11土2,二者極為一致,比期望的還好。"
艱難的探索
發現存在反物質的第一個線索是本世紀20年代。英國物理學家保羅·狄拉克試圖將物理學上的兩大最新理論--愛因斯坦的狹義相對論和薛定諤的量子物理學結合在一起時,狹義相對論描述物體接近光速時的運動情況;而量子物理學則揭示了粒子在微觀世界中表現的行為。l925年之前,這兩個理論幾乎是各自獨立發展起來的。但它們以其獨特的角度,均可描述原子內部一個電子的動力學行為;因為電子能以接近光的速度運動,但同時又表現出量子行為,便測不準。
狄拉克最終設法做到把這兩個理論結合在一起,提出了電子的相對量子力學理論,即現在人們所稱的狄拉克方程。狄拉克巍程臻海,磐定存在寺種粒葶,一它的質量和電予I耩,值是電荷恰好相反。據此他在1928年預言:存在反電子,或者稱為正電子。狄拉克還認為,如果一個正電子和一個電子相遇,兩者會同時消失並發射出強烈的伽馬射線,這個過程稱為湮沒。1932年,美國物理學家卡爾·安德森在實驗中證明存在電子。他檢驗到了反粒子,它來自於宇宙空間的高能輻射粒子(即宇宙射線)和大氣中一些分子相碰撞後,生成亞原子的噴濺物。在雲霧室檢測器中,一個亞原I子粒子留下了正電子徑跡,該徑跡比質子要小,可以認為是像電子一樣的一種輕粒子通過所形成的。但雲霧室周圍的磁場迫使該神秘粒子畫出了與電子方向相反的曲線,表明它一定是一種帶正電荷卻又同電子一樣輕的粒子。這就是正電子。