“三、引力红移。”博士这个有点难演示,他改用比喻,“想象你在瀑布底下喊话。声音从下往上传播,会因为重力而变调。光也一样——从强引力场(比如黑洞附近)出的光,频率会变低,颜色变红。”
刺猬太太缓缓地说:“我昨晚看星星……有些星星的颜色看起来不太对……”
第四根指头,博士的表情变得严肃:
“四、引力波。这是最微妙的。”
他让咩咩和皮皮抓住蜘蛛网的两边,轻轻抖动。网上出现了传播的波纹。
“当大质量物体加运动时——比如两个黑洞互相绕转——它们会扰动时空,产生以光传播的涟漪,这就是引力波。”
所有人都安静了。
因为就在这时,大家都感觉到了——地面传来极其微弱的、规律的震动。不是地震,而是一种更细腻的……脉动。
蝙蝠?不,蝙蝠白天在睡觉。
“是黑熊岭。”博士低声说,“他们在制造什么……加的质量源。”
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第七节:爱因斯坦与牛顿的和解
狐狸小姐举手:“博士,那牛顿爷爷错了吗?”
“不,牛顿没有错。”博士认真地说,“牛顿理论是爱因斯坦理论在弱引力场、低情况下的极好近似。”
他演示:当大松果很小很轻时,蜘蛛网几乎不凹陷,小松果几乎走直线——这时牛顿的“引力”描述就足够精确。
“但在强引力场中——比如黑洞附近,比如接近光时——就必须用爱因斯坦的理论。”博士加重语气,“而我们森林现在的状况……恐怕已经进入了需要爱因斯坦理论的范畴。”
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第八节:时空地图
博士启动了他的“时空网格投影仪”。
露珠透镜将蜘蛛网的影像投射到空中,形成光的网格。然后博士在网格的不同位置放上代表森林地标的石子:
·大松果代表黑熊岭(放在中央)
·小石子代表蒲公英草地、大橡树、苹果园、溪流
当博士模拟黑熊岭产生强曲率时,整个网格以黑熊岭为中心凹陷下去。其他石子都开始向中心滑动。
“这就是正在生的事,”博士严肃地说,“黑熊岭的机器在局部产生了巨大的‘虚假质量’,弯曲了时空。如果不阻止,整个森林的时空都会向那里‘倾斜’。”
“所有东西都会滚向黑熊岭?”皮皮惊恐。
“不仅仅是东西,”博士说,“连光、声音、时间本身都会被影响。在黑熊岭附近,时间会比森林其他地方流逝得慢——这叫引力时间膨胀。”
咩咩想起石碑的警告:“东方博士说要理解爱因斯坦场方程……博士,那个方程能救我们吗?”
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第九节:方程的奥秘
博士回到那个公式前:
g_μν+ag_μν=(8πgc?)t_μν
“看这里,”他指着左边,“g_μν描述时空的曲率,g_μν是时空的‘度量尺’,a是宇宙常数——可以理解为时空固有的‘弹性’或‘张力’。”
又指右边:“t_μν是物质能量的分布。g是引力常数,c是光。”
“等号的意思是:左边的几何完全由右边的物质能量决定。要改变时空曲率,要么改变真正的物质分布,要么像黑熊那样制造虚假的t_μν。”
小蝴蝶飞飞怯生生地问:“那我们……能不能也制造t_μν?好的那种?”
博士愣住了。
几秒钟后,他的眼睛突然亮得像星星:“飞飞……你可能是天才!”
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第十节:大胆的计划