唔講你唔知,原來《香港國際UFO議會2014》今日於九展隆重舉行,會否驚破多幾個銀河的秘密?比起外國勢力,外星勢力的入侵好似更多蛛絲馬?:先以電影《星際啟示錄》放毒,懶人如我,入場前也做做功課,複習天文知識;12月,再上演一套《霍金:愛的方程式》,揭示科學家最難懂的宇宙奧秘——來自「金星」的女人。天文題材大熱,科幻作家兼物理學博士李偉才很興奮,從天際最強人物愛因斯坦,想到超級權貴如何忽略社會問題:「真正熱愛科學的人,有一種求真精神,每事問如何和為何,沒有禁區。這種精神,應用在萬事萬物,點解日出日落,同點解有貧富懸殊,對我來說是同一類問題。」博士思考的問題果然深奧,膚淺如我,獲博士口傳物理知識後,一心只想活學活用,將天文知識付諸實踐,將禍港妖人送入黑洞,交由宇宙正法。
相對論 時空能改變
愛因斯坦提出相對論前,人們對時間和空間的理解,就像回歸前制定的基本法,實實在在,誰知時間和空間,原來可像基本法般話變就變。改變基本法,得阿爺一個因素,改變時空,卻至少有兩個因素:重力和速度。重力方面,廣義相對論提及,物件的質量能改變空間和時間。先說空間,如果想像空間是一塊橡皮膜,一隻陸佰狗跌在膜上,體重令橡皮膜下垂,變了一個碗狀,故質量能改變空間。再說時間,身處相對弱的重力場,例如在引力較低的太空,時間過得比引力場較強的地球快,一九七六年,科學家做過實驗證明。科學家從地球發射一枚載有原子鐘(一種超精密時鐘,以原子共振頻率計算時間)的火箭到太空,數小時後火箭墜落地面,科學家發現,原子鐘上的時刻,比地球上的時鐘多出了約0.1微秒,即是時間過得較快。
問題來了,看過《星際啟示錄》就記得,太空船的乘客,感受到的時間比較慢,回到地球後,與同齡的人比較,後生得多了。為甚麼這個情況,跟上文所說的重力影響相反呢?原來,影響時空的因素,除了重力之外,還有速度。狹義相對論提及,相對於靜止物件,高速運動的物件的時間流逝速率會較慢,長度也會收縮。如果一艘太空船以接近光速飛行,時間將近乎靜止。空間方面,從地面觀測,這艘太空船看起來的長度,比太空船內觀測到的較短。為了讓大家容易點明白,科學家提出了「雙胞胎悖論」(TwinParadox)。一對孖生兄弟,哥哥留在地球,弟弟乘坐超高速火箭上太空冒險。數年之後,弟弟回到地球,會發現哥哥比自己老掉很多,原因是地球上原來已經過了數十年。
黑洞 逃不出的死洞
任何物質都有引力,質量越大,引力越大。地球有萬有引力,想將陸佰狗掟出地球,要用超高速擺脫引力,這種速度叫「逃脫速度」。天體的質量與大小,決定了逃脫速度,星球質量越大,若體積越小,引力就會越強,需要很高速度才能逃脫。有些恒星演化到晚年階段,體積不斷收縮,可能細得像針尖,但質量維持不變,相對引力變得非常大,就算以光的速度逃跑仍會被吸進去。這個稱為黑洞的地方,外圍有一個無形界面——事件穹界。如果陸佰狗進入了事件穹界,會以螺旋形被吸進去,連光和輻射都有入冇出,想逃脫的話,便要超越光速才行。
不過,黑洞外圍的引力變化很大,以陸佰狗為例,接近黑洞時,狗腿和狗頭感受到的引力已經有很大差別,接近黑洞形同受酷刑,隨時雙腳拉長,身首分離。不少科幻電影出現的黑洞,外圍都有個光環,實際上,只有兩顆相聯的恒星,其中一顆變了黑洞,物質才會從未變的恒星,拉扯到黑洞外圍快速旋轉,在摩擦過程中釋放光線和輻射能量。由於輻射太強,接近黑洞的陸佰狗很大機會喪命。(慘慘狗!)
蟲洞 太空隨意門
送走一隻妖狗係唔夠?,世上還有千萬妖物準備向阿爺獻身,例如涼敢毛毛蟲。送毛毛蟲當然要用蟲洞啦,蟲洞是一條捷徑,功能像多啦A夢的隨意門一樣,能把害蟲更快送到另一空間。以一張A4紙示範,左端的A點站了一條涼敢毛毛蟲,右端的B點是阿爺。毛毛蟲想擦阿爺鞋,需要從A點走到B點,路程很遠。而理論上存在的蟲洞,像對摺了的A4紙(右圖),毛毛蟲只要跳進A點的蟲洞入口(即黑洞),就能穿越蟲洞,較快到達B點出口(白洞)。蟲洞可以分成兩類,一類是舒華茲切特蟲洞(SchwarzschildWormholes),只容許單向行走;另一種是可穿越蟲洞(TraversableWormholes),容許雙向行走。電影《星際啟示錄》提及,太空人可以穿越蟲洞,到達另一個銀河系,但科學家估計,穿越蟲洞和穿越黑洞一樣,代價是粉身碎骨,毛毛蟲,再見了。
記者:彭海燕