脚本
科技咖啡馆7月19日
主办方：
英国总领事馆文化教育处
江苏省科学技术协会
参会嘉宾：
英国杜伦大学天文系系主任马丁伍德教授
南京大学天文系罗新炼副教授
主持人：各位朋友晚上好，我叫李旻，是江苏省天文学会的秘书长，今天来主持在南京举办的第一次科技咖啡馆活动。这个活动对我们来说是比较新的活动，因为是第一次，我们要介绍一下这个活动。我们这个活动是由英国总领事馆文化教育处，和江苏省科学技术协会共同举办的。首先要介绍一下这次活动的主题，叫做“黑洞”，我估计在座的没有一位见过黑洞，为此我们特邀两位天文学家作为嘉宾，来给我们讲关于黑洞的故事，一位是英国杜伦大学天文系系主任马丁伍德教授，一位是南京大学天文系罗新炼副教授。
今天这个活动我觉得是一个非常有意思的活动，从这里，窗外望去，是长江路，昨天我陪上海的同事路过长江路的时候，还说，这是整个南京最美丽的一条路。长江路的树特别好看，那个梧桐树很大很大，把浓浓烈日全部挡住。那边是太平北路，太平北路的水杉非常好看，直而不曲，是这个城市的美丽符号之一。我们的对面是南京图书馆，从修建好到现在一直是个书香缠绵的地方。我们这个地方是1912，星巴克这个咖啡馆的原址是一些年轻军官的住宅，在1912年后建造，这个房子非常有特色，经过修缮，非常浓郁的民国气氛扑面而来。我们此时此刻要在星巴克进行一次关于天文学当中黑洞的这次“旅行”。就像我们的名字所说的，叫做“科技咖啡馆”，我们从外面进来看到这个宣传海报都很清楚，叫“科技咖啡馆”。
我先介绍一下整个“科技咖啡馆”的来龙去脉，首先我想大家如果经常喝咖啡的话，会熟悉一句话。叫做我不在咖啡馆，就在去咖啡馆的路上。咖啡自从传入欧洲，大概有三百年的历史，科技咖啡馆最早是从1998年在英国开始。但是咖啡对中国来说有一点遥远，咖啡传入中国，大面积喝咖啡也就是30年不到的时间。随着咖啡文化的慢慢的兴盛，我们这个咖啡馆活动将更加有意义，我们这个活动第一是为了快乐，绝对不要大家带什么笔记本，因为事后没有考试。但是我们有问卷，事后会有工作人员收起来，这是我们今后把科技咖啡馆做得更好的最大的推动力和最直接的源泉。
其次我们这边的名字叫做“科技咖啡馆”，我们请来的都是科技方面的专家，我们是一个有那么一点学术意味的活动，可是这么一点点的学术意味使我们的活动不等同于一个学术活动。我希望大家记住三点要求，第一个要求，是零准备，就是什么都不准备，当然你不需要说今天讲的题目是黑洞，我昨天晚上看了很多的黑洞物理学的东西，这个不需要。我们只需要你是高中以上的学历。第二个比较难，叫做零距离，我说零距离的时候有一点抄袭版权，这是南京的特色。确实零距离不大可能实现，但是我们希望最大程度的让科技方面的专家拉近和大家的距离。第三个大家肯定感兴趣，就是零费用，大家不用付钱，坐下来只要是正常注册的，便有咖啡喝，有饮料喝。所以我们这里是零准备，零距离，零费用。
我们看一下科技咖啡馆的历史。第一家科技咖啡馆出现在1998年的英国利兹，主旨就是在喝咖啡的时候能够自由地对科技进行讨论，同时是一个讨论科学技术的论坛，而不是展示科学技术的窗口的。我们会有一个小时的互动，我们不是说请大家过来看看，不管是英国的，还是国内的，我们这里不是一个窗口，不是说仅仅展示一下各位专家最新的研究成果。而是希望通过专家的演讲，相互的问答，真正对科学技术的发展，有一个切身的感受和理解。
还有一个“科技咖啡馆”，不需要买票，而且这个活动是不盈利的。从来不从所举办的活动中，通过向听众收钱然后向各位专家付费。我们是一个公益性的论坛。
接下来的时间我要把麦克风交给专家，刚才请大家注意一下，一个是手机的问题，如果还有朋友进来，请把手机设为静音。同时我们是一个科技类的活动，我们是在有限的时间之内进行活动，因此我们不把话题扩展。第三，我们的时间比较紧，中间不会有茶歇时间，中间请各位在进场和出场的时候保持秩序。第四，为了保持效率，让两位主讲人先把自己的想法和演讲做完，然后再做讨论。
下面我们有请马丁教授，在正式请马丁教授演讲之前，我要给大家比较认真来介绍一下马丁教授的经历。他本人现在任英国杜伦大学天文系主任，是在剑桥大学获得文学硕士和天文学硕士的学位，用我们的话来说是一个复合型的人才，曾经在牛津大学，华盛顿大学和京都大学担任教授，同时在英国皇家天文台担任副研究员，任英国研究委员会科协主席，英国皇家天文学会等多个科技部门任职，曾经发表论文300多篇，致力于激发大众对科学的兴趣，曾经在2005年十月份的时候，率领英国的研究委员会代表团访问中国，双方在天文学和空间科学方面的合作性进行了合作。马丁教授今天刚刚从北京乘飞机到南京，四点到碌口机场，急匆匆过来之后就喝了一杯水，我们先用热烈的掌声，感谢马丁伍德教授，不顾车马劳顿赶到现场。
马丁伍德教授：很高兴，谢谢主持人的介绍，当然很高兴来到南京，再一次向主办单位，江苏省科学技术协会以及英国总领事馆文化教育处，当然还有我们这次的场地，星巴克表达最真诚的谢意。
这次我到中国来有两个礼拜的时间，主要是和北京大学的专家，以及云南天文台的同志们一起合作，谈论空间研究方面的有关问题。在我们介绍今天讲座之前，我会简单介绍一下我自己。这是我在英国的故乡，杜伦城，这里是杜伦大学，这里有一座天文教堂，以及一座城堡。杜伦大学的历史只有175年，然而这个天主教堂和这个承城堡都有近1000年的历史。这个教堂非常有名，第一它是欧洲最具有代表性的天堂之一，同时现在哈利波特电影的部分场景是在这个教堂当中拍摄的。那么关于我家乡和我大学的部分就介绍到这里，这里是一张英国地图，红星指出的位置就是杜伦城所在的位置。所以如果希望大家有机会，能到英格兰的话，可以拜访杜伦城，是一座非常美丽的城市，现在进入今天演讲的部分。
我们关于黑洞有三个最基本的问题，第一个是他们是什么，他们是如何形成的，最后一个是他们在宇宙中这个重要性到底有多大。
但是首先我必须告诉大家一个关于恒星的知识，太阳是一颗正常的恒星，但是因为离地球的距离非常近，因此它特别的明亮，在天空中就像一个盘子一样。其实恒星是非常简单的物质，就是一个一个的气球，在这个气球当中，气球中的气体是由气球表面的张力聚合到一起的。而在恒星内部，有这样一种精确的力的平衡，就是把气体推向中央的力的大小等于让气体往外跑的张力。今天我带来了一个非常昂贵的道具：气球，恒星在天体当中，数百数万年一直停留在同一位置，几乎都不会改变，使他们照耀的原因是当中发生的核熔融的过程，正是这个过程让他们照耀到这个光，然而到的最终的时候，恒星当中所有的气体都会被用完，换句话说就是没有燃料的，就像如果你的车没有了汽油他就跑不起来了，当恒星的燃料耗尽的时候，它就停止产生能量了。当这个恒星当中的能量被用完的时候，它就开始缩小，停止产生能量，取而代之是因为发热的关系开始收缩。这个就是说，物理学上等待的一颗恒星就是在发热和收缩的过程当中到底会发生什么？等待一颗恒星有三种截然不同的命运，一种是白矮星，一种是中子星，一种是黑洞，到底是哪种命运，取决于这颗恒星的质量有多大。就像我们的太阳，它最终会变成一颗白矮星，因为上面照耀出来的光是白色的，“矮”是指这个光点会非常非常小，我会轮流介绍一下下面三种形成的过程。
我刚刚已经说到，恒星会开始缩小，变得越来越小，但是这种收缩不会永无境止进行下去，到底是什么使他们停止了呢？首先说一说白矮星，在这个过程当中，当中的氢弹停止产生能量，引力在和张力的较量中获得了上锋，这样的话，收缩过程就停止了。下面一个非常非常昂贵的道具是乒乓球，在座的同学都知道，基本的电子是由质子、离子、和中子组成，这些乒乓球请大家想象成为电子，一般的话在气体当中相隔的距离非常远，随着恒星开始收缩，两个电子的距离越来越近，最终他们会靠得非常近，我来示范一下。现在我把两个球破坏了，好象看上去就是一个了，但是这个电子真正的情况下绝对不可能是这样子的，量子力学当中这样阐述：电子在空间内不可能有完全相同的位置，不可能完全重合！也就是说在空间当中这两个电子无限逼近，但是不可能重合，正是由于这个，阻止了收缩过程的进行，这个就是数以百万年以后我们的太阳会发生的情况，它会变成一颗白矮星，如果这颗恒星是两个到三个的太阳质量，就会拥有截然不同的命运！这种命运就是说恒星会爆发，变成一颗超行星，这个是在临近一个星系，叫麦哲伦星团当中的一副画，在1987年，在这个星系当中有一颗超行星，在麦哲伦星团爆发了，这是同一片区域当中，左边是没有爆发的，而右边那张是爆发后的照片。下面给大家看一个短片，当然不是真的过程，是在计算机上的演示，给大家看一下，恒星是如何爆发的。是一个非常辉煌和具有戏剧性的变化。大家可以看到，周围的这些部分是恒星经过爆发以后的残骸，甚至还有临近的一些恒星的气体。非常有趣的结果会发生，就会变成一种新的类型的行星，就像地球！就像我们组成人体的各个位置，都会被吸到中心的位置，重新组合，可以这么说，在座的每个人都被吸到这样一个恒星当中去了，问题是爆发以后还剩下什么呢？有的时候，爆发后的产物会叫做脉冲星，刚刚通过电子演示，两个电子在空间不能占据完全相同的位置，这一次是说两个中子不可能在空间完全的重合。所以，这样一个中子重合的过程，以及恒星压缩的过程就这样被停止了。这个我叫做脉冲星，因为周围的气体是带漩的，大家可以看到，这个光从两个方向照出来，就像海上的灯塔一样，所以这个脉冲星，就是闪耀，最后轮到黑洞，它是质量更大的一些天体，在这个当中，引力在和张力的较量当中获胜，因此会形成黑洞！有几种方式可以形成黑洞：
一种是天体当中的塌陷，另外一种两颗中子星融合到一起，形成黑洞！现在我们又看到的一组爆发，但是不是一颗星，而是两颗星。黑洞有两种基本的类型，一种是由3到50倍的太阳质量，这是一种类型。另一种质量远远要更大，相当于百万，甚至到的十亿个太阳的质量。在我继续讲这个黑洞之前，想向大家解释一下，为什么大家手里会拿到这个豆子，可能大家不相信，但是如果真的地球有一天会变成黑洞的话，地球被压缩过程的体积就和这个豆子大小是完全一样的！因此这个世界上所有的万物都会包含在这样一个豆子里面，大家可以想像！当然这个只是一些想象，经过一些科学，包括天文学的测量，黑洞只有刚才所说的这两种类型！这个大家可以想像，黑洞就像极限运动一样，总是不断地去挑战极限，超越自我。而黑洞也不断地在挑战物理的极限，就相当于极端的物理。现在我要解释一下，黑洞存在到底有没有证据，而不是仅仅是一个科学的假设。那么下面我会再放一遍这个短片，讲一束光，经过一个非常大的质量的天体的时候所发生的事情。当这个光经过质量很大的天体的时候，会发生弯曲，那么这一点是解释一下黑洞为什么是“黑”的关键！如果我向空中抛一个球，毫无疑问，它会回到地面上来，这个时候是因为重力作用，永远会把它拉回到这个地面上来，但是我们要发射火箭或者类似这样的物体的话，它就有足够大的速度和能量，使它能够离开地球。那么这一点和黑洞相似，是光现在可以被想象成为非常小的能包，要让光子从黑洞当中逃出来的能量和不让光子逃出来的能量，这两个能量完完全全相等。也就是说，这个光子要从黑洞当中逃出来的速度和光速大小应该是完完全全一样的。如果这个东西，既要说，拥有光的东西，又要能逃出来，既要有能量，还要有足够的质量！如果它要逃出来的话，肯定会具有无穷无尽的能量，这些我们解释了，黑洞为什么是“黑”的，即使光拥有非常大的速度，仍然不能从黑洞当中逃出来！黑洞是“黑”的，我们晚上看到天空当中两个恒星也是黑的，我们为什么说看到的黑的，因为眼前是漆黑一片，这就是我们可以通过距离黑洞非常近的气体，来观测他们的活动，来证实到黑洞的存在，太阳是银河系当中的一颗行星，周围有很多卫星，但是在整个宇宙当中，有很多星都是双星，我们就把他们叫做“双星”或者“双星系统”。如果这两颗星当中，一颗爆发出了超行星，最终成为黑洞，而另外一颗成为正常的恒星的话，那么有趣的事情就会发生。如果说这颗星离得比较近的话，另外一颗正常的恒星就会为另外一颗黑洞的引力所影响，被它吸过去，形成一个吸极盘，红的就是正常的恒星，白的就是一个吸极盘，这个和我们看到滚烫的熔炉和滚烫的热水中心是有一点类似的。那么这个气体不断不断往上跑，再跑到接近中心的时候，变得非常非常热，非常热的气体就释放出短波长，高能量的射线。他们都会发射出X射线，而我们肉眼所看到的可见光只占到光谱上的一小段而已，更多的范围是射电以及短波长的射线，因此距离黑洞很近的气体会放射出X射线。我们现在只需要两件事就能证明黑洞的存在，一个是牛顿先生提出的学说，这个对于确定气体的速度非常重要，我们同样需要一个X射线的卫星，因为X射线不能直接照耀地球，被地球所阻挡了！因此，我们需要这些设计来检测到X光线，并且利用望远镜来检测到发射X光线的这样一些气体。如果我们通过测量光谱可以知道，通过X光线可以测定出轨道周期，就可以知道另外一个恒星有多重，也可以知道这个黑洞有多重。那么现在就解释完了怎么来测量黑洞的存在。
如果黑洞有三倍或者说多于三倍的太阳质量而存在，怎么办呢，那么我们就说它是一个黑洞的，如果它拥有三倍或者三倍以上的太阳质量，那么它就是一个黑洞！再我演讲的最后几分钟，我会讲到关于质量非常大的黑洞，因为刚刚我所提到的都是正常恒星所形成的黑洞，这是我们的星系，叫做银河系，这个是另外拍的一些红外线的照片，上面红点的位置就是我们居住的地方，我们的星系是从上往下看。那么和恒星一样，我们可以知道，通过测量可以知道在星系中心的这个黑洞到底有多重。这个是在我们的星系中心的黑洞的运动，我们可以通过测量轨道而计算出它的质量，通过使用牛顿定律可以知道这个黑洞到底有多重，是两到三百万个太阳的质量，我们的星系只是宇宙当中数以十亿计的一个，我们相信还有许多许多的星系，在他们的中心还有黑洞，下面我们看看这个宇宙的演变，宇宙在是在大爆炸产生的时候形成的，黑洞在很久很久以前就已经产生了，从最初的演变，宇宙发生的许多的变化。因此，就判断这个星系中心有没有黑洞，非常重要，因为只要确定这一点就能确定等待这个星系最终会是什么命运，最终会发生什么，我们要知道，“温故而知新”，知道过去的事会预知未来会发生什么，这个是在计算机上演示，星系是怎么样形成的。那么这个星系到底是怎么形成，又取决于它中心的黑洞有多大，以及它的中心有没有黑洞！就像中国以前古代有一个圣人说过“温故而知新”！谢谢大家！
主持人：好，非常感谢马丁教授给我们做了如此生动美妙的演讲，在工作人员进行切换的时候，我们花一点点时间，说一点小事，等会我们会留一些奖品给大家，如果大家有任何问题的话，请直接举手，我们有纸和笔，通过工作人员交给我们，如果两位嘉宾觉得问题非常有意思，你会马上得到一个小礼物，这个礼物是一个非常好的收音机，另外，因为我自己是天文学的，我们的领域和马丁教授有一点点重合，是做高能天文物理学，我解释一下什么是脉冲星，这个是一个很有名的发现，60年代的四大天文发现之一，当时看到有一个脉冲，其实就是一个中子星转得非常快，在两极的部分，或者近两极的部分像一个灯塔一样，然后你就会接受到他们的信号，这个信号大概是毫米极的量大小。我下面介绍一下罗新炼教授，他是在2000年的时候在南京大学得到天文学博士学位，在03年，30岁的时候，就被聘为天文系的副教授，主要的工作是做引力理论和广义相对论的天体物理，在2006年9月和2007年5月，在美国的德克萨斯大学做访问教授，在南京大学也上很多课，不只是天文系，如果大家有兴趣，在南京，可以去听听罗老师的课，他的课真的蛮精采的，他今天要顺着今天马丁教授的物理过程，回过去讲讲黑洞的一些相关理论和黑洞的一些性质。
南京大学天文系罗新炼副教授：下面我用中文来讲，那么首先在我讲之前先提一个问题，就是为何要从事基础科学的研究，对可能科学的研究是没有太多的经济效益，对这个问题的回答是发自我们人类内心的一种好奇心，20世纪一个最伟大的科学家，爱因斯坦曾经说过，我没有非常特殊的天赋，但是我具有非常强烈的这样一个好奇心。正因为他有强烈的好奇心，他完成的一系列重大的工作，其中之一就是我们所看到的质能关系，这个是纯理论的工作，在1905年给出的，这样一个关系，实际到40年之后，制造出了原子弹，之后几年制造出了氢弹，我们可以看出对一些纯理论的工作，威力是非常巨大的，所以说纯科学是现代技术的重要基础和源泉，而这种原动力来自于我们人类固有的好奇心，正因为有这种好奇心，在座的各位才会来到星巴克，来参加科技咖啡馆。
首先人们会问，什么是黑洞，对于黑洞的解释，实际上是在200多年前，在牛顿的框架下，人们给出了这样一种解释，我们可以拿出一块石块向太空中抛，这样一个过程，石块总会落回地面，如果这个上抛的速度逐渐逐渐增大，像火箭发射一样，速度足够大，会逃离地球，这个时候就会给出一个逃逸速度的概念，以11公里每秒的速度抛离地球，它就会脱离地球，在18世纪末，著名的物理学家，拉普拉斯给了这样一个解释，提出了在牛顿框架下的黑暗的天体，之后爱因斯坦提出的广义相对论，他认为，黑洞实际上是这样一个弯曲时空当中的某一些区域，这样的一些区域，如何一些物质，甚至包含光子都是无法逃离出来的区域，更通俗一点讲，黑洞就是弯曲时空当中无限深的深渊，这就是黑洞。很自然，我们想了解，什么是弯曲的时空，对于这样一个概念，这个是画家画出的概念，真实的概念是这样的，时空弯曲是广义相对论的核心思想，这样的思想要想理解，很困难，我们在这里知道，只要有物质存在，就会产生引力场，会使得周围产生时空的弯曲，如果这里有一张台球，在这个表面上铺上一层薄膜，这层薄膜是一个平面，从二维的角度来说，是平直的，那么接下来在这样的薄膜上撒一些沙子，这层薄弱弹性很好，会垂下去，从二维的角度去看，这个二维的平面弯曲掉了，这也就类似一种时空弯曲的概念，随着沙子越来越多，这种现象就越明显。同样，广义相对用时空弯曲的概念取代的引力场，这个可以通过等效原理理解，如果在地球的空间轨道上有一位宇航员，坐在火箭上，我们把发动机关掉，同时没有窗户，那么他感受不到任何力的作用，对这样一个效果，是跟什么等效呢，这样的话，宇航员在这种弯曲引力场运行，爱因斯坦认为是一种时空弯曲的体现，这样的话就可以把引力场拿掉，在这样的弯曲时空当中，一个物质绝对不是惯性系似的运动，这样的运动是一个侧的运动。比如说从纽约到巴黎，如果是从三维的角度来看，应该是这样的，但是如果跟你较真的话，从地球表面上走，是一个二维的组合，短程线就是指从纽约到巴黎的弯曲的线，也就是最短的线，在这个基础上，接下来看一下在弯曲时空当中如何引入黑洞的概念，再来回到桌球上，我们现在假想有很多小人，我们生活在这样一个二维的时空当中，平常很均匀撒在时空当中，不会影响周围的活动，但是今天在星巴克有一个咖啡屋，大家都跑过来，这个时候时空在这里逐渐逐渐弯曲，人越来越多，时空弯曲越来越厉害，一直到弯曲成一点，就变成了一个黑洞，在黑洞里这样的一些人无法在外界跟人交流。所以黑洞实际上是非常非常容易理解的事情，这个是广义相对论给出的理解，那么广义相对论是非常成功的理论，具有非常大的包容性，可以把原有的理论很好的包容，同时可以给出一种非常好的预言，同时还能够被观测而证实，到现在为止我们还找不出违背广义相对论的观测和实验，如果你不相信，你要发展一套新理论，你要注意什么呢，它是一个成功的理论，还预言了黑洞的存在，接下来我会提一下黑洞。
我在这里列举了恒星的形成，可以形成白矮星，中子星和黑洞，主要是取决于初始星系质量的大小。对于恒星和黑洞，统统都是天体，我们所说的天体，一般都是球形，主要是因为引力起作用，拉成了球形，刚刚马丁教授讲，对于正常的恒星要靠内部的热核剧变产生的热压和引力来相互平衡。实际上恒星的一生就是跟引力抗衡的一生，那么黑洞是非常非常特殊的一类天体，是引力完完全全战胜的天体，到这种时候没有任何作用跟引力抗衡，这个时候黑洞跟恒星相比会非常非常简单，黑洞变得异常的简单，比基本的例子还简单，所以黑洞的种类也不会像恒星那么多，非常简单，从质量的角度来划分，有四类，原初黑洞，恒星级黑洞等等，黑洞也是有结构的，有中心起点，有视界面，在这里不说了，我们可以说一下黑洞的大小，可以用史瓦西半径表述，如果地球要变成黑洞，要把它压成厘米左右的大小。甚至我们把整个地球的质量压到我们的房间里面仍然是不可能变成一个黑洞的，在这里明白一点，黑洞是极高的密度，一定是大质量的天体，还有一个非常有兴趣的问题，黑洞有一个时间点，但是在这个提出一个问题，我们的宇宙，我们整个宇宙是什么？如果你去做一些分析，做简单的运算会发现，我们的宇宙如果算史瓦西半径的话，是不是宇宙是一个黑洞呢，是不是人类生活在一个非常非常巨大的黑洞当中呢？这个大家可以思考一下。刚刚所讲的黑洞并不旋转，一旦有旋转的话，黑洞会偏移球的结构，会在视解面形成一个棱层，从这个地方我们可以从黑洞当中提取能量，在72年的时候，霍金做了一个证明，不管是吞掉一个黑洞还是这个黑洞重合，质量一定不会减少。我们可以从这个公式发现，通过适当调整天体的质量和角动量，能够满足它面临增长的条件，所以我们可以从黑洞当中提取能量出来。如果我们有可能的话，我们完完全全可以在黑洞的附近构造一个非常非常光辉的生态城市，把我们的工业垃圾和生态垃圾统统往里面扔，同时可以我们得到比垃圾净值量来得更多的能量，可以转化为电能，这就是一个非常非常好的生态的城市，同时黑洞是一个非常好的发电机，不管什么样的黑洞，是带有电阻，对于这样一个电导体，如果外面有一个磁场，切割磁力线，就可以发电，在天体的环境当中，黑洞一定是处在磁场的环境当中，我们的黑洞在不断旋转，切割磁力线，所以说黑洞是一个非常高效的发电机。
这里是一个水电站，利用落差获得巨大的能量，这种能量的获取是通过引力势能获得，黑洞是时空当中无限深的深渊，正好，如果这里有一个黑洞在这里，旁边是一个气体掉到黑洞里面去，同样可以释放出能量，对于一个不全的黑洞，可以释放出吸入气体60%的能量，而对于地球最高效的热核聚变反应的能量也不过0.7%。黑洞实际上是黑的，我们没有办法看到，但是跟物质相作用的时候，我们可以看到这个过程，比如说这个X射线我们可以观测，同时可以通过这样一个动力学的行为，运用简单的牛顿的理论，把中心质量测出来，所以这个是天文学家非常感性趣。这个图给出的空间的X射线的卫星，研究在将来物体怎样掉到黑洞里面去，可能十年20年之后，天文学家可以告诉我们，我们可以观测到这样的黑洞。
时间关系，我就报告到这里，如果有兴趣，大家可以参考相应的书籍。最后，因为人类相对于整个宇宙而言是非常非常短暂，也是非常非常狭小的，很有可能，我们就像井底之蛙一样，但是可贵的是我们有这样的好奇心，我们可以通过这个好奇心，挖掘和理解更深层次的物理的东西，就报告到这里，谢谢！
主持人：非常感谢罗教授做的非常有意思的演讲，现在大家有一点累，喝一点咖啡，喝完之后，现在大家可以脑子转一转，觉得有什么问题，最好直接说，举手也可以，工作人员请给一个麦克风。
问：我刚刚看到罗教授讲的，如果有可能，人类制造出黑洞，可以把垃圾到放到哪里，那样的话，一切都会很完美，但是对我们来说，这种科普教育，是不是我们这代不行，说不定几十年，几百年之后，通过不断探索，有可能制造出人造的黑洞，是不是有这样的意义呢？
主持人：刚才她的问题，我觉得有一点要更正，我们不是科普教育，我们是来喝咖啡的，其实我相信专家和你之间能够有一些沟通。
南京大学天文系罗新炼副教授：这个问题问得很好，如果说黑洞离我们地球太近，我们活得会比较危险。其实目前在美国做了一个强子加速度的实验，在地球上制造出这样一个非常非常小的黑洞，但是离我们的要求是非常非常远的。
主持人：也就是说在目前能够看到的时间尺度内，可能离我们的设想是有一定的距离。好，谢谢！给你一个奖品。首先你的想象，问得非常好，同时你也是第一个问问题的。下面节这个小朋友。
问：我想问，在黑洞里面既然有一个起点，那么黑洞的形成就相当于宇宙的坍缩，最后会形成一个起点，或者是根据热力学的第二定律，黑洞中这个熵的值是怎样变化的呢？
主持人：你的问题主要是问一下黑洞里面熵值将会怎么变化呢？
南京大学天文系罗新炼副教授：宇宙现在的观测实际上是在膨胀的，你所说的这种宇宙，如果当中物质密度很好，宇宙会坍缩回来，但是现有的观测表明，宇宙是在膨胀的，你说的坍缩肯定会回到一个起点，像大爆炸一样。第二个问题是黑洞内的熵怎样，这个会牵扯到一个量子效应，霍金效应了，我不是做理论的，我怕回答错。
主持人：我们这个问题以后会在适当的机会用适当的方式继续交流下去。
问：我有两个问题，第一个问题，霍金认为他以前对黑洞的理论是错了，他认为黑洞也是在偶尔释放一些物质，但是这个物质释放时间不固定，什么时候释放不知道，第二个问题是目前有两个超级黑洞的融合，这个问题想问一下。
主持人：好，你的问题是第一个问题是黑洞什么时候释放物质，第二个问题是巨大黑洞的合并问题。
南京大学天文系罗新炼副教授：第一个问题我不知道，我对霍金所做的工作并不是很了解，并不知道他最近有什么新的理论，至少他提出的霍金理论，大家都知道。第二个问题就是说黑洞在并合的过程当中，在去年四月份的时候，美国的许多的物理学家在这个方面取得的重大的突破，是把黑洞并合的过程当中，用超级计算机上实现了，这样一个并合的过程当中，会绕转，越来越快，因为会有引力波释放过去，这样一个过程就是旋转过程，有一个固定的波形，绕到一定的程度，会有很强烈引力波的爆发过程。现在地球实验室有很多可以探测到这个过程，我估计也就到此。
主持人：为了节省时间，如果直接问英语问问题也没有关系。
问：首先感谢两位专家给我们做得精采的黑洞演讲，有两个问题，一个是刚才罗教授说到的黑洞无毛论，我层次也听过无毛的说法，但是我还是希望能够具体的了解，为什么说无“毛”，这个无“毛”到底是什么意思。还有就是马丁教授说这个黑洞能吞嗤万物，来都逃不出来，并且可以产生一些新的能源，产生发电的效果，但是东西进的黑洞，它还能够出来吗，还有可能从黑洞当中逃出来吗？不是说光都逃不出来吗？
英国皇家天文协会副主席马丁伍德教授：如果黑洞能吸收的气体，肯定会形成一个“盘”，虽然黑洞本身不产生能量，但是周围的物质产生非常非常巨大的能量，最简单的，如何从黑洞附近获得一些能量，就把这些气体靠近黑洞，然后通过一些热的作用，获得更多的能量。那么这个比较简单的部分，比较难的部分是如何从黑洞本身去提取能量。我不是一个搞理论的物理学家，我的观点都是比较实用性的，有两种可能性，第一种，就是在地球上自己来制造黑洞，从中提取能量，然而要制造这个地球上的黑洞，所需要的能量，远远比你从黑洞上提取的能量要大，这样并不会获得能量。其次发送一个宇宙飞船到黑洞上来提取黑洞上的能量，但是同样的道理，你让宇宙飞船到达这个黑洞所要耗费的能量远远比你要提取的能量要多得多，就从经济上，而不从科学的部分来讲，也是一件不合算的事情，然而，理论和实践是有差距的，理论上说这个确实是有可能的，这个第一部分，因为这个问得非常的宽泛，我和刚刚罗教授讲得基本上一样。那么在两百年前，有了这样一个关于黑洞的概念，但是并没有一个证据，那么现在证据是这样，物理学上认为如果这样一个天体，它的质量是三倍或者三倍以上的太阳质量，它一定是黑洞，当然你不相信这条的话，这条理论对你就不适用，如果相信，它就是黑洞，然而现实情况是，这样一个黑洞是确实存在的！
主持人：我们还是把机会留给直接问问题的。
问：（英文提问），在马丁教授的报道当中，恒星可能会变成黑洞，想问，什么时候黑洞会消失，黑洞会被吞嗤？
英国皇家天文协会副主席马丁伍德教授：这是一个非常大的问题，也是一个非常有趣的问题，就是说黑洞会不断不断长大，长到半径，已经超越我们在宇宙当中可见的范围，不断地吸收周围的物质，但是如果周围没有物质，你像它逼近的话，它就会停留在原来的尺度上，不会继续变大。那么可能理论上，数以百万年计之后，黑洞从理论上会蒸发，甚至会变成光子。我会请我的同事，研究理论为主的罗教授补充一下。
南京大学天文系罗新炼副教授：如果说黑洞是一个经典的黑洞，就没有什么太多的话可说，黑洞的面积增长，只进不出，但是前面的同学问到霍金蒸发，其实黑洞的质量是可以减少的，黑洞如果是孤立，不再吸收物质的，有可能变成光子，但是这个前提是足够足够大，不是百万年，可能是10的，那个指数是几百了。所以说我们对宇宙的研究，可以说经历了一个许多纪元，其中有一个就是黑洞纪元，当时全部是黑洞，之后才进入到物质形成时代。
主持人：我今天真的很惭愧，在座的各位对黑洞的了解比我多得多。
问：在例子当中，地球如果被压缩的话，就会成为物质般大小，人将何去何从呢，是演化呢，还是变成另外一种生物呢？
英国皇家天文协会副主席马丁伍德教授：很高兴你问这样的问题，现在会稍微详细讲一讲，比演讲当中稍微细一点，地球本身不可能变成黑洞，我刚刚举的例子只是说，如果有这样一个恒星和地球的质量一样，它变成恒星就和大家手中的豆子一样，而不是说地球本身会变成黑洞！那么这个只是一个数学的例子，如果你问马丁教授这颗恒星有多重，我就可以告诉你被压缩以后的质量有多大，但是这些只是数学上的例子。那么天体这个作用也是受物理学定律作用，刚刚讲到一个星系中间有这样的黑洞，也讲到黑洞两种基本类型，目前所知的黑洞都是以这两种基本类型为主。我最后想说，作用于黑洞的引力和作用于地球上其他物体的引力是一样的，都是引力的作用。所以说，如果现在这一分钟，我们太阳变成黑洞，接下来的八分钟，就是光从太阳表面到地球表面的时间，地球就会停止。但是更为重要的是，即使太阳变成了黑洞，我们的地球仍然会以原来的轨道绕这太阳运转，而不会被黑洞吞嗤掉。所以大家晚上可以安安稳稳睡觉了！
问：既然我们现在是在黑洞的外面看黑洞，那么真正走进黑洞，黑洞里面是不是明亮的？还有一个问题，刚刚罗教授提到，让我们思考一下宇宙是不是处在一个黑洞里，我还是想请马丁教授，地球是不是就处于一个黑洞，我们就是生活在黑洞里的人？
英国皇家天文协会副主席马丁伍德教授：我先回答第一部分，要知道，到黑洞里面，里面和外面根本没有办法交流，除了引力的作用，里面和外面是没有办法交流的。所以没有理由去想它到底是暗的还是亮的，因为没有办法观察它。第二个问题交给罗教授。
南京大学天文系罗新炼副教授：我只是随便提这个问题，不要太在意，但是我们宇宙这个哈勃半径是有特点的，但是并不是说宇宙就是一个黑洞，你可以去想。
问：我想请教罗老师，你刚才讲，黑洞的物理量是非常简单的，其他的基本粒子都有质量，电荷还有半径，当然你提的，史瓦西半径到底是什么意思，用几何量来表征它的物理意义有什么意义？如果不能测量它的半径，那么又怎么计算呢？
南京大学天文系罗新炼副教授：黑洞半径在没有旋转的情况下，是用史瓦西半径，它是有尺度的。这个是推动简单的理论推导出来的，如果真正探测到黑洞，实际上是看到它的视界面，但是事实上非常难做，实际上只能大概根据绕出的半径，但是具体怎么测量，我也不知道。
问：你的意思是从通过半径计算出质量？
南京大学天文系罗新炼副教授：通过轨道的近心点，但是是通过观测，而不是计算。
主持人：我们国内的上海天文台有非常好的工作，也就是说银河系的黑洞，是中国人现在测的，而且是利用国内的设备。
问：我的问题是说，现在社会上关于黑洞研究很多，我觉得就我看来，关于黑洞是不是存在，是半对半讨论，但是我觉得很奇怪，大家都相信黑洞存在，想让两位教授给大家介绍一下，黑洞存在的原因到底是什么？
英国皇家天文协会副主席马丁伍德教授：我来回答一下这个问题，黑洞是不是真的存在，我要讲的正是在于它的观测，那么在塌陷之前，它还是一个颗恒星，而不是一颗黑洞，那么这些恒星的参数会和黑洞相似，但是不是完全一样，那么根据X线卫星，我们知道黑洞是没有表面的，其他的恒星是有表面的，就像球扔到地面，会碰到这个面，那么对于X线来说，穿越一个天体有表面层还是没有表面层，是有区别的，但是对于黑洞来讲，只有一个空间层。那么现在这个X线卫星已经穿越了一些天体，而这些天体是没有表面层，根据这样的证据就可以提示说，这些天体就是黑洞！当然我知道，有一些天文学家基于这样或那样的理论不相信黑洞存在。但是就应该由他们自己来创造出一些新的理论，证实一些观测或者是证明他们自己的理论。在目前来讲，科学上没有最好的理论，但是科学的态度是永远公开和不断发展的。可能说五年十年后，我们会被证明是错的，但是我一点都不介意。但是目前来讲，最好的理论是黑洞确实存在。
主持人：我插一句话，两位教授珍惜了这三个有价值的问题，第二句话，我们还有15分钟，第三句话，天文学是一个以观测为基础的科学，不是想当然的。
问：我想问几个问题，首先第一个就是说黑洞是否可以想像成，中心是个球体，然后周围的气体和其他东西吸附在周围，所有形成一个没有表面的存在，还有一个问题，刚才罗教授说，地球如果要变成黑洞的话，要压缩到厘米级，而刚才马丁教授说，如果地球被吸进黑洞的话，会被压缩成豆子大小，我想问，地球被吸进黑洞，地球会不会变成另外一个黑洞？但是我认为，地球如果被黑洞吸进的话，它的质量会变得越来越大，达到原来无法吸引的距离，最后越变越大，以至于整个宇宙都变成了黑洞！
南京大学天文系罗新炼副教授：如果说两个黑洞撞一下，或者说一个黑洞吸进一个恒星的话，就是一个黑洞，不会变成第二个黑洞。
问：三倍到百万倍质量的恒星会变成什么呢？
英国皇家天文协会副主席马丁伍德教授：我先来回答一下，如果这个天体是1.5倍的太阳质量，会变成一颗中子星，如果它的质量大于2.5倍的太阳质量，三倍，都会变成黑洞。有趣的是，如果天体的质量是三到一百万的质量之间，会发生什么事情，有可能这个天体的质量是三到一百万中间的这么一个数值，现在我们科学是不能得到证明，是不是在这个范围中间有这样的物质存在。那么这个困难就在这边，利用现在的卫星，包括其他的测量，不能测量到在这样一个质量范围当中到底是什么东西！
主持人：有句话叫天机不可泄露，今天两位是来泄露天机的，外面打雷打得很厉害！
问：因为您刚刚提到黑洞中关于时空弯曲的事情，我想问一下，有没有可能发生时光旅行的可能性？
英国皇家天文协会副主席马丁伍德教授：从这个理论上来讲是有这个可能性的，如果你坐在一艘宇宙飞船上要靠近这个黑洞，你会感觉到时间过得非常非常快。那么当然这样的话，从黑洞到宇宙的其他部分有时光旅行的可能，但是问题是你怎么样来获得这个能量。这个是广义相对论的假想，当然从理论上相信是可以实现的。
主持人：这位小伙子。
问：我想长话短说，一个问题是光子在黑洞当中能不能获得加速，如果速度高于光速，会不会使时间变成负值。
英国皇家天文协会副主席马丁伍德教授：不光是广义相对论，在很多的实验当中也经常做个实验，就是说，光在真空当中，速度是绝对不变的，那么也就是说，这个是广义相对论的基础，也为很多实验所证实，光只有一个速度。但是光子会有这样一个波动，从这个位置到另外一个位置，这个是光可以做得，是波长会改变，但是他们的速度不会改变。
原来,原来有这么多的人这么专业啊~