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第五十六章 方程式完成（第1页）

“接下来就是解释为何说光锥之内解释命运，同样以二维空间切片的侧面来看，这个椎体从过去扩大到未来，时间轴是圆锥的中心轴，圆锥体的侧面倾斜45度，因为在任何给定时间内光的传播距离是绝对的，例如光在一年内光总是会在太空中传播一光年的距离，这个圆锥体被称为光锥，光锥会随着时间的流逝以光膨胀，宇宙中的任何事件都无法逃脱它的束缚，光锥是相对论理论中至关重要的结构数学模型，因为是它影响着宇宙中的因果关系。”

“那传送门呢？我们的传送门可以突破距离束缚限制，我可以直接利用传送门提前来到光之前的路程，岂不就是打破光锥了吗？”

盖尔提出一个问题，但他丝毫没有注意到周围其他人看他的眼神，这一只体型巨大的白毛狮子正在努力消化刚刚的知识。

“这个问题很有意思，但这本身就是两种概念，我们也曾经考虑过这个问题，在当初‘时间掩体’编写阶段就曾经做过三百八十次实验，传送门只能到达某一事件的光锥之外，并且无法改变事件光锥本身的展规律，但对于宇宙大爆炸的整体时间光锥之内依旧无法逃脱，即使是跨越平行宇宙的蓝色传送门也不过是从一个光锥跳到另一个光锥之内而已，任何类似于传送门的技术都只是对于整体事件上有一定的干预，但依旧在宇宙大爆炸整体光锥命运之内。关于传送门是否可以打破光锥，这取决于‘打破光锥’的定义，从宏观视角来看即使是传送门也不可能逃脱光锥的限制。”

“举一个最简单的例子，例如在远离我们这里一百万年的地方生了一场新星爆炸，在其光锥到达这里之前该事件对我们无法造成任何影响，我们也无法获得有关大爆炸的任何信息，因为没有任何信息的传播可以越光，只有当我们所在区域进入光锥内时才能感受到这场大爆炸的事件，这是宇宙中最重要的因果律法则，也就是说一个时间可以触另一个事件会收到光的限制。”

盖尔似懂非懂地点点头，在场的其他人也似乎明白了什么陷入沉思，此时另一个声音问道：

“那时间和空间之间最大的区别是什么？”

“这个问题非常简单，在空间中我们可以任意选择方向移动，转身或者转圈，但是随着时间的流逝连续的光锥迫使我们始终向前，只能从过去走向未来，永远不可以回头。光锥可以让我们清楚地看到这种差异，在相对论中时间的方向就是光锥的方向，空间是所有其他方向的集合，它与时间垂直，在宇宙中没有引力影响的区域它们的结构是笔直的，时间和空间形成一个对称的直线网格，光锥都在同一个方向上对齐，那么现在想象一下，如果是在一颗星球的附近，太空中一个苹果开始想行星坠落，星球的引力不仅会影响物质本身，还会影响光锥，所以苹果的光锥也会被星球的重力吸引下落，光锥不在相互对齐，这个苹果的光锥将不会再相互对齐，将会变得越来越向下弯曲，因此在一个巨大武器周围的光锥方向是弯曲的。”

“也就是说时间也会向行星的中心弯曲，因此苹果之所以会向星球坠落，是因为它的未来指向了行星的中心，质量扭曲了宇宙的几何形状，空间和时间变得相对它们的方向取决于我们所处的位置，这就是广义相对论。”

在场的众人都点点头，蔷薇继续说道：

“质量越大的物体它弯曲的时空就越多，如果一个密度大的物体它周围的曲率到一定程度可以使光锥的方向完全朝下，如果我们在这个地方点燃一根蜡烛，所有的光线都会落入物体的中心，这就是我们所说的黑洞，黑洞是宇宙中的一个球形区域，其中时空的曲率将所有物体都推向中心，如果我们只考虑二维切片，在二维平面上所看的就是表现为一个静止的圆圈，并在时空中形成一个圆柱体，它的边界被称为‘视界’，在视界以上一些光线可以逃逸，在视界面以下所有的光都将永远无法逃脱，在黑洞中光锥使任何物体的路径向下，时间本身就是指向黑洞的中心。”

“要理解黑洞的真正含义我们要考虑两种不同的视角，例如一个即将坠入黑洞的人的视角另一个则是在远处观察者的视角，对于远离黑洞引力的观察者来说自己周围的时空网格是平坦的，他的时间沿着一条从过去到未来的直线，他看到的黑洞也是静止不动的。从坠落黑洞的人角度来看随着他越来越接近黑洞视界时间和空间越来越弯曲，当他到达黑洞视界时时间和空间倾斜了45度，这时对于他来说时间不是一条从过去到未来的水平线了，而是一条以45度角上升的对角线，就像一个光锥的表面，这就解释了为什么任何物体穿过视界就不可能逃脱了，当人穿越视界后与外部相比时间和空间的概念似乎互换了，时间现在指向下方，而在此之前是穿过空间的方向，黑洞的视界不再是一个地方，而是过去的一瞬间，黑洞的中心不再是一个点，而是未来的一个事件！”

“那是一个无法逃脱的命运，视界内所有物质的未来就在这个方向上，当一颗大质量恒星坍缩时它会出最后一道闪光，这是最后一个不断扩张的气泡，但在被恒星弯曲的时空中从外面看气泡似乎变成了静止的，于是就形成了一个黑洞，也可以说它是一个被时空曲率固定住的光锥，如果把扭曲的时空拉直时间的方向从左到右流动，这时就会出现一个很有意思的现象，我们可以清楚地看到黑洞的视界形成了光锥，所以穿过视界后就只能想黑洞的中心坠落，因为那就是事件的未来，如果我们将该图像压缩我们会得到一个‘彭罗斯图’，其中黑洞的外部和内部形成两个不同的区域，一旦我们越过视界宇宙的其余部分也就成为了我们的过去，我们也就永远无法再回去了。”

“彭罗斯图是什么？”

“那是老头子的一位天才数学彭罗斯同学明的一种几何图形，也可以被称为共形图或者时空图，对于宇宙科学研究起到很大的作用，在‘时间掩体’中我们对其进行了大量运用。”

“蔷薇别跟这帮外行解释了，反正他们也听不懂，实验已经到关键时刻了…”

老头子打断了蔷薇的话语，开始手中的仪器操作。