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从杯中之筷看引力透镜

从杯中之筷看引力透镜

作者: 懒蚂蚁的世界 | 来源:发表于2020-08-04 12:41 被阅读0次

看透复杂世界,破解决策难题。

欢迎收听《刘润商业洞察力30讲》蕃外篇,这一次不讲商业,我们要学学熊逸老师,和万维钢万老师唱唱反调,讲一讲相对论。

6月份得到的真是热闹,万老师通才系列图书出了三本,6月21日,在父亲节上,迎来了一次天文上的金边日食现象,我们这一次就是要说说关于日食的故事。

100年前,准确的说是1916年,瑞士专利局一个叫爱因斯坦的年轻人写出了相对论(1905年狭义相对论,1916年广义相对论)预言了光线会在重力的影响上弯曲;1919年,英国爱丁顿抓住了20年一遇的日食现象,在非洲验证了这个理论预言,观测数据表明,光线真的会在太阳引力的影响上发生1.75度弯曲,完美的和理论契合,从此以后,引力透镜,作为一个好用的天文工具,在天文学上开始解释一些现象,比如爱因斯坦十字,爱因斯坦环等等现象。

光线在重力影响下会发生弯曲,但这个现象平时并不能轻易见到。在我们日常生活中,最常见的是光线折射现象,比如插进水中的筷子,看上去是弯曲的;在水里游动的鱼,实际位置也要低一点。所有这些现象都是光线从空气射入水中,由于介质的密度变化而引起的光线折射现象,关于这一点,我们在中学物理书上都有一定的讲解。

通过以上知识点,我们知道光线弯曲有两个原因:一个是因光线传过两种不同介质密度变化引起光线的折射;. 另一个是相对论所预言重力引起光线的弯曲。

在我们地球上存在一个薄薄的大气层,虽然我们看不见,摸不着,但是我们可以感受得到它的存在,我们把它细分为对流层,平流层等等。而1.2亿公里以外的太阳,我们肉眼看到的太阳,是发光发热的色球层。我们把这个色球的表面也想象成光滑无比的表面。而实际上这个层面不仅不光滑,反而是充满毛毛糙糙的。在这个表面以外还存在着珍珠白般日冕层,我们元素表中排名第二的氦元素就是在这一层发现的。比起色球层来说,日冕层更大更广,这里我们可以理解为太阳的大气层。

在100年后的今天,如果带着以上两种假设,重启这个日食天文观测,重新面对这些观测所得到的数据。我们如何分辨出哪些是由于重力因素,哪些是由于在折射因素。

深入抽象思考,突破边界的围墙,还原事物的本来面目。

100年前,遥远的昴星团的光线在穿过太阳表面的同时,也进入了太阳大气的影响范围,在月亮的边缘擦身而过,落到了爱丁顿望远镜背后的相纸上。

如果100年前,我们只局限重力这个前提,那100年后,在折射和重力这两个前提下,如何思考这个问题,看待这些数据。

在光线弯曲这个现象上,哪一种原理更为给力?

中国古代有个盲人摸象的故事,站的地方不同,摸到大象的部位也不同,对大象的解读也不同;对于被禁锢在各个细分专业内的现代人来说,又何尝不是如此,每个人都在用自己赖以安身立命的有色眼镜看这个世界。如果把相对论当做一个信仰,我们就可以献上崇拜的双膝。如果把它当做一个认识世界的工具,我们就要分清它的适用范围。

在我们小时候会画太阳时,总爱在圆圈的边缘加上代表太阳光芒的线条,这些线条代表的就是太阳的大气,而验证引力透镜则需要一个没有大气干扰的理想重力天体。从这个角度上看,100年前爱丁顿主持日食天文观测,只是一个验证的开始,在未来,我们还有更多的事情要做。

做个通才,拆掉思维的墙,就先从这第1块砖的尝试开始吧。

资料来源:

1 《刘润商业洞察30讲》10 还原大前提

2 《相对论究竟是什么》  万维钢著

3. 得到电子书  《太阳全书》

4 《初级中学物理全一册》光线的折射

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