诺奖获得者基普·索恩：引力波是探索宇宙的理想工具

网易科技讯11月4日消息，2017年诺贝尔物理学奖获得者基普·索恩在2018年腾讯WE大会上以引力波为主题发表了演讲，基普·索恩是当今世界最权威的理论物理学家之一，致力于对黑洞、引力波等天体物理现象的研究。

今年已经78岁的基普·索恩，从8岁开始就爱好天文，13岁立志成为天体物理学家。他说：“科学本身就有很多乐趣，你每天观察研究它，每天都会有新的不可预知的变化或惊喜。”

基普·索恩一直致力于将把爱因斯坦认为的不可能变成可能，“引力波将为人类理解宇宙带来革命。”这个信念贯穿了索恩一生。他在会上表示从学生时代开始就立志用理论和观察探寻弯曲的世界。

诺贝尔大会曾经这样评价引力波的发现：“2015年9月14日，人类历史上第一次探测到引力波。爱因斯坦在100年前预测了引力波，是由两个黑洞在合并时产生的。引力波抵达美国LIGO天文台需要经历13亿光年。

基普·索恩谈到现在可以去用引力波观测宇宙。“引力波，它们是空间形状本身的震动，电磁波是原子分子波的不均匀叠加所释放出来的，而引力波是质量和能量的牵连运动的均匀释放，它里面涉及到了大量的质量和能量，而电磁波是容易被灰尘或者其它的物质吸收或者分散，而引力波即使你临近了宇宙大爆炸，非常热非常密度大的地方也不会被大幅度的吸收或者是分散。” 因此，不同的波会有很大的不同。

谈到虫洞时，基普·索恩对记者说：“很遗憾，我们也不知道在宇宙当中是不是确实存在着虫洞，但是很有可能物理学原理会阻止虫洞的形成。虫洞即使能够形成，物理学原理也会导致其崩塌，使之不能够带任何的东西进行时间旅行。”而他在演讲中也说道，虫洞并不会在宇宙当中自然产生，需要有高级文明有意识的去创造和维持，再填充特殊材料，虫洞才能存在。

基普·索恩同时还是许多经典科幻艺术背后的科学顾问，曾经创作了《星际穿越》的电影纲要，故事灵感就来自于天体物理学中的黑洞、虫洞及时间膨胀。他首次将虫洞设计为时间机器，开创了科幻界的先河。在电影《星际穿越》中，他和制作团队合作，向人们展示了令人惊叹的宇宙黑洞“卡冈图雅”，这是迄今为止最接近于科学理论的黑洞艺术作品。2014年，《星际穿越》上映后，在全球引发热议。

另外，基普·索恩与霍金也是好朋友，二人曾经多次进行科学赌局，而每次都是霍金输，霍金还曾经输给索恩1年的成人杂志《阁楼》。据他透露，二人还经常聚在一起谈论生死与爱。

基普·索恩在演讲最后不无激动地表示：“400年前伽利略制造了第一个天文望远镜，他找到木星的四个卫星，这是400年前的事儿；在三年之前LIGO第一次观察到了黑洞碰撞所形成的引力波，我想有请大家也跟我们一起推测一下往后400年，我们将电磁波观测和引力波观测都结合起来，我们还会有更多更大的发现，大家可以尽情想象。”

以下为Kip Thorne（理论物理学家基普·索恩）演讲全文：

1915年爱因斯坦提出了广义相对论，这实际上是一种物理学的定律，他告诉我们时空会被质量和能量弯曲。时间的弯曲会产生引力，也就是我们在地球上能够感知的引力。

50年之后，我到了普林斯顿大学读博士，作为一个博士生，我被告知我们的世界、宇宙有可能有弯曲的一面。我们在时空当中有一系列不同的物体、事物，我会给大家介绍其中的一些，比如说宇宙、虫洞、黑洞、奇点、时光旅行、引力波。

作为一个年轻学生，我给我自己设定了一个人生的目标，要用理论和观察探寻弯曲的世界。在今天的演讲中，我将给大家介绍，在过去的50多年当中，我们用这种方法了解到了什么。

在过去的56年里，包括我自己、霍金、Lisa Randall以及其他很多的同事们，都在共同探寻。我先给大家介绍一下体宇宙，就我的了解，太阳周围的空间是弯曲的，我们可以想象一下，在我们的宇宙当中有一个平面，它是一个三维的平面，形成了一个膜，这个膜又生活在一个四维宇宙当中，就成为了一个体宇宙。

我们在屏幕上的（示意图）能够描述二维世界，而我们生活在三维的世界当中。如果它围绕着太阳，如果它的直径只有几公里，那么这样的体宇宙是否真的存在？1962年，当时我们认为，这样的体宇宙并不存在，到了1999年，Lisa Randall告诉我们，这样的体宇宙有可能存在。

我也没有想到这一点，待会儿Lisa Randall会在她的发言当中给大家介绍体宇宙原理。如果我们看宇宙，一边是太阳系，也就是左边，另外还能够看到右边的仙女座，我们把它折起来，会看到距离仅有几公里——如果我们需要穿越体宇宙的话。

可以看到，从这样的虫洞当中，光线是可以穿越的，它就像一个光纤一样，这样的图形也能够让我们计算，虫洞的另外一边是什么样子。屏幕图片，是由我们的朋友Double Negative特效公司在制作《星际穿越》时候给我们展现出来。

我们不断地把虫洞打开，我们可以让土星的光线穿越、弯曲，我们就走到了仙女座，我们又用虫洞回去，这么长的距离，只要几分钟就可以过去。

我们再看一下虫洞，虫洞往往会自毁，会自己崩塌，我们怎么样才能够避免这一点呢？我们就是要用特殊材料去把它填充起来，它是一种反引力的效应，它能够去修复虫洞的侧壁。而且可以说，虫洞并不会在宇宙当中自然产生，需要有高级文明有意识的去创造和维持，再填充特殊材料，虫洞才能存在。

但有一个例外，尽管我们说虫洞是人为的，但是在非常小的尺度上比如说10的负33次方厘米，在这个微观尺度上，一种新的物理学理论量子引力学，能够去指导我们了解。这一点我后面还会多次提到，虽然我们对此并不是了解的那么清楚。

与此相对照的是黑洞，跟虫洞不一样，黑洞是在宇宙当中切实存在的，大家在左边可以看到，黑洞就像这个失败了的虫洞一样，它是从起点这边延伸出来，我们也想去了解一下到底黑洞是什么样子。在我们的宇宙当中，可以想象，在左上方有这么一个恒星，在右下方有一个摄像机，光从恒星射到右边的这个透镜当中，我们可以看到两边都有它的路径。

另外，还有一个光线是穿过这个世界之后再进入到摄像机，那摄像机它就能看到恒星不同的面貌，如果说有几百万个恒星的话就能看到几百万，宇宙当中气象万千。这是我的朋友詹姆斯与我模拟的。

我们可以看到黑洞在整个星系中移动的时候，对于恒星的面貌对有多大的影响，在我们的宇宙当中，我们旁边会有热的空气，这个里面会带走很多的能量，然后进入到宇宙的各个方面。

我们也是知道这一点，是因为我们看到有X射线以及可见光，它是由这个热气来抬升的。

（编辑：莆田站长网）

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