
黑洞是宇宙中最神秘的地方之一。空间和时间的织物的扭曲非常严重,以至于甚至没有光无法逃脱它们。根据爱因斯坦(Einstein)的一般相对论理论,其中心是一个奇异性,在这个地方,许多恒星质量被压碎成零尺寸的体积。然而,最近的两篇物理论文,分别于12月10日在《物理审查信》和《物理评论D》中发表,可能会使科学家重新考虑我们对黑洞的了解。b缺乏孔论文说,可能不会永远持续下去,我们可能会完全误解了他们的本性以及他们在中心的样子。 [斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)关于黑洞的最遥远的想法这是给出的
爱因斯坦物理学的边缘
天文学家和物理学家长期以来一直认为,奇异性的想法根本不错。如果质量的物体没有大小,则它具有无限密度。而且,就像研究人员四处张望“无穷大,“这种无限态度在自然界中并不存在。
很容易举一个熟悉的例子。牛顿定律重力说,重力吸引力的强度随着两个物体之间的距离平方的一个平方的变化而变化。因此,如果您将一个远离地球的球拿出,它将经历一定的重量。然后,当您将其靠近地球时,重量将增加。将该方程式带到极端,当您将物体带到地球中心附近时,它会经历无限的力量。但事实并非如此。
取而代之的是,当您将物体靠近地球表面时,牛顿的简单重力定律不再适用。您必须考虑地球质量的实际分布,这意味着您需要使用预测不同行为的不同且更复杂的方程式。同样,而爱因斯坦的一般相对论理论预测无限密度的奇异性存在于黑洞的中心,这是不可能的。在很小的尺寸上,必须发挥新的重力理论。我们有一个新理论的通用名称:它称为量子引力。 [您可以在现实生活中看到爱因斯坦的相对论的8种方式这是给出的
量子重力的名称仅表示“最小尺度上的重力”,但该短语并不意味着特定的理论。但是,已经提出了特定的理论建议,可以描述在缩影中的重力。一个建议称为循环量子重力。
循环量子重力在数学上是明确定义的,它将时空的结构表示为自旋网络的晶格,随着时间的流逝而发展。自旋网络只是一种数学公式,它描述了粒子和场相互作用的方式。从更实际的角度来看,环路量子重力可以预测,时空被用最小的单位或时间和时间进行量化,超越该时空无法进一步细分。
循环量子重力是一种困难的数学理论,它抵制了黑洞内可测试预测的制定。然而,Abhay Ashtekar和Javier Olmedo在宾夕法尼亚州立大学和Parampreet Singh在路易斯安那州立大学,已将循环量子重力应用于黑洞中心。他们声称结果不是奇异性。
他们的计算预测,时空在黑洞中心附近非常强烈。结果是时空将来持续到具有白洞结构的区域。一个白洞就像一个反向的黑洞,这意味着与黑洞不同的是,一个白洞会射出很重要。
也许还有另一种方法可以想象他们的预测。众所周知,在强烈的引力领域,时间变慢。黑洞和黑洞中包含宇宙中最强的引力场。因此,对这项新作品的一种可能解释是,物质落入了一个黑洞,然后“弹跳”,将质量射进了宇宙。因为时间在黑洞的中心附近如此慢,所以该过程只是花费大量时间。如果研究人员是正确的,那么在遥远的将来,现在有黑洞,物质将在整个宇宙中爆发。
与往常一样,在理论科学中,有许多有趣且挑衅的思想并不真实,这可能是其中之一。因此,重要的是要查看是否对这样的理论思想有实验支持。
有一些可能性。科学家观察到空间中的能量现象非常高,但尚未完全解释。一种是撞击地球大气的非常高的能量宇宙射线。另一个叫做”快速无线电爆发,“这是在很短的时间内观察到大量无线电能量的时候。至少在原则上,这两种现象都可以是黑洞过渡到白洞的标志。
接受这个有趣的新想法肯定为时过早。取而代之的是,看到使用循环量子重力进行的正在进行的计算如何展开将是谨慎的。如果预测改善并开始看起来像是一些无法解释的观察到的天文现象,那么这可能会解释量子引力的工作原理,并重塑我们对宇宙过去和未来的理解。
最初出版现场科学。
唐·林肯(Don Lincoln)是一位物理研究员关闭。他是“大型强子对撞机:希格斯玻色子的非凡故事和其他会震撼您的想法(约翰·霍普金斯大学出版社,2014年),他生产了一系列科学教育视频。跟随他在Facebook上。本评论中表达的观点是他的。
唐·林肯(Don Lincoln)向现场科学贡献了这篇文章专家声音:专家和见解。