他跳到网边,用尾巴尖指着凹陷处:“大松果只是让蜘蛛网——也就是时空——弯曲了。小松果只是在弯曲的网上走它认为的‘直线’!这种弯曲空间中的‘直线’,我们叫它‘测地线’。”
小猪皮皮挠头:“所以……地球绕太阳转,不是因为太阳拉着地球,而是因为太阳太重,把时空压弯了,地球只是在弯了的时空里走直线?”
“精确!”博士兴奋地拍打尾巴,“皮皮,你抓住了核心!”
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第四节:石碑碎片的证明
咩咩举起光的石碑碎片:“博士,这个……它好像能稳定周围的空间。我拿着它时,看东西不那么歪了。”
“给我看看。”博士小心地接过碎片。
碎片在博士爪中出柔和的脉动。博士把它靠近蜘蛛网模型——神奇的事情生了。
蜘蛛网上,以大松果为中心的凹陷区域,在靠近碎片的一侧明显变浅了!就好像碎片释放出某种抵消曲率的效应。
“这是……”博士仔细端详碎片,“这里面有逆向的度规场……天啊,东方博士留下的这是……”
他迅在树皮上计算:
“如果正常物质产生的曲率是正的……那么这个碎片产生的就是负的……就像爱因斯坦方程中的宇宙常数项a可以是正的也可以是负的……”
猫头鹰长老慢悠悠地问:“博士,您能……用我们能听懂的话解释吗?”
博士深吸一口气:“简单说,这个碎片能‘抚平’被弯曲的时空。就像熨斗能熨平皱巴巴的叶子。”
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第五节:引力不是力
“现在回到课堂。”博士把碎片还给咩咩,“记住第一要点:引力不是力,而是时空弯曲的几何效应。”
他在树皮上画出两个图:
左边:太阳(大圆)出无数小箭头(引力线)拉住地球(小圆)——这是牛顿的图景。
右边:太阳(大圆)坐在一个凹陷的漏斗里,地球(小圆)沿着漏斗壁旋转——这是爱因斯坦的图景。
“哪个更简单?”博士问。
小蝴蝶飞飞想了想:“右边?因为不用画那么多箭头……”
“正是!”博士点头,“爱因斯坦的理论实际上更简洁、更优美。他只用了一个方程——”
他在树皮上写下那个着名的公式:
g_μν+ag_μν=(8πgc?)t_μν
台下鸦雀无声。
“呃……我们不需要记住这个,”博士赶紧说,“只需要记住:物质能量告诉时空如何弯曲,弯曲的时空告诉物质如何运动。”
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第六节:四个关键预言
“现在,”博士竖起四根指头,“广义相对论有四个着名预言,而这些预言可能正在我们森林里生!”
他竖起第一根指头:
“一、水星近日点进动。”博士放了一颗小鹅卵石在蜘蛛网上,让它绕大松果旋转,“在牛顿理论里,轨道应该是完美的椭圆,永远重复。但在爱因斯坦理论里,因为时空弯曲得复杂,轨道会慢慢转动——就像水星绕太阳的轨道在缓慢旋转。”
小老鼠米米突然想起:“果园的苹果!它们掉落的轨迹最近很奇怪!有时候会拐弯,有时候会加……”
“那是局部时空曲率不均匀导致的!”博士眼睛一亮。
第二根指头:
“二、光线弯曲。”博士用蜂蜜涂了一颗透明的小珠子,让它代表光子,然后从网边滚向中央凹陷区,“看!在平直的网上,它走直线。但在弯曲的网上……”
小珠子明显拐弯了!
“光线经过大质量物体时会弯曲!”叽叽叫道,“我昨天就感觉到了!我看着树在那边,直直飞过去却撞不到!”
第三根指头: