【直播回听】《六极物理课》第8次直播答疑

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六极物理课的更新时间是每周四19:05

课程直播答疑时间紧随其后，每周四20:13

这两个数字背后都有着特殊的含义：

1905年是物理学的奇迹之年，这一年26岁的爱因斯坦连续发表了五篇重要的论文，其中三篇成了物理学发展的核心；

2013年上帝粒子在实验上被证实并获得诺贝尔物理学奖的一年，上帝粒子是万事万物质量的成因，20世纪的物理学至此基本封顶。

答疑笔记 

【极重篇】第三章：广义相对论的预言：黑洞

问题1（用户@ 红色的麦克斯韦妖 ）：在电影《星际穿越》里面，库伯完成了黑洞穿越。那么问题来了：1）黑洞里面距离不是无限小的吗，为什么还能容下一个飞行器呢？2）库伯最后和女儿重逢了。但是黑洞里面一秒，黑洞外可能宇宙都已经完结了，那么在他的视角，黑洞里面过了那么久，黑洞外不应该只过了几十年。这是不是说明这个电影在这方面不是合理的呢？

课程内容：【极重篇｜第三章 ：广义相对论的预言：黑洞】01 真正的黑洞是什么

回答：黑洞边缘的距离无限小是在外界的人看来无限小，对于自己处在黑洞视界线周围的观察者来说，它看到的时空对于自己来说是不会有什么显著变化的。电影里确实有不合理的地方，在 Cooper 进入黑洞的过程中宇宙已经完结了，所以真实的情况是宇宙已经完结了一遍了，所以比较合理的解释是 Cooper 可能去到的是一个平行宇宙。

问题 2（用户@ dc7575 ）：光都逃不出来是不是说明无论速度有多大都出不来呢？前面说过的曲律飞船可以达到的超光速可以逃逸或者说会被吸引进去吗？

课程内容：【极重篇｜第三章 ：广义相对论的预言：黑洞】01 真正的黑洞是什么

回答：曲率飞船的运动并非飞船的运动，而是飞船周围时空的运动。并且广义相对论黑洞无法逃出来，本质不是速度快慢的问题，而是即便要逃出来，要逃出来的路程是无穷远，所以即便是曲率飞船，依然不改变无穷远的事实。但是曲率飞船确实可以通过自己的负曲率去把黑洞的边界往里缩小，这样的话，曲率飞船从原理上是有可以飞出来的希望的，它飞出来本质不是通过速度快，而是它的尾部的负曲率可以在局部缩小黑洞的边界。

问题 3（用户@ 王_母 ）：黑洞里面的人发一个引力波，他看引力波要经过无穷远，外面的人看引力波停住了。那引力波不也是传不出来吗？

课程内容：【极重篇｜第三章 ：广义相对论的预言：黑洞】04 进了黑洞还能出来吗

回答：是的，如果是广义相对论的黑洞的话，引力波原则上也是没有办法传出来的，这里的本质就是广义相对论黑洞的无法逃逸，不是能量的问题，而是逃逸的路程无穷长，对于外面的人来说，是内部的人逃逸速度在外部的人看来都是 0。

【极小篇 | 第一章：原子物理】导读 

整个【极小篇】，讲的都是科学家对一个终极问题的研究：这个世界上的万事万物是否有基本的组成单元？

其实这个问题从 2000 年前的古希腊就已经开始有哲学家进行讨论了。

留基伯和德谟克里特师徒俩提出了原子论，他们认为世界的基本构成单元是原子，除了原子以外都是虚空。原子的性质是充实性。

第一章我们就是从这个猜想出发，看看历史上的科学家们是如何探索物质的最小构成单元的。最开始，我们会讲到原子的存在是在 19 世纪初，通过化学方法证明的，虽然这种原子并非德谟克里特提出的单一的原子。因为很显然我们现在说的原子的种类有很多，氢原子、氧原子都是原子，但它们不是同一种原子。

既然知道有了原子，我们就还要继续探索不同原子的性质为什么不一样，它们有什么内部结构。于是我们就要讨论 J. J. Thomson 和卢瑟福做的实验，他们证明了原子的内部还有电子和原子核。

下一个问题是，既然有了电子和原子核，我们要关心它们的运动方式是什么样的，这就引出了 20 世纪初的关于原子物理的研究。这里面会有非常多神奇的现象和神奇的理论。但是早期原子物理对于原子的研究其实是比较浅表的，它终将被量子力学代替。

第一章我们就是从原子的概念出发，一直讲到玻尔模型和物质波对于原子的理解，一直到第二章，我们才会理解到，原子物理的一些初级理论，最终会被量子力学所替代。