理论物理学家提出了一种潜在的解决方案，以解决现代物理学中最令人困惑的问题之一：奇异悖论。通过修改爱因斯坦的一般理论研究人员在一项新研究中建议，这是一个无限曲率的黑洞的中心，可以用高度弯曲但规则的时空区域取代。
“奇点是宇宙的区域，使空间，时间和物质被压碎并延伸到不存在的区域，”研究合着者罗比·亨尼加尔（Robie Hennigar）英国达勒姆大学（Durham University）的博士后研究员通过电子邮件告诉Live Science。 “这是一个非常严重的问题，好像奇异性在我们的宇宙中确实存在，这对科学来说是灾难性的。
“我们不能再使用他继续说道，为了预测过去和现在的未来。由于这些原因，大多数实践科学家都期望奇异性不是物理的，而是告诉我们，一般的相对性必须由更完整的理论代替，以描述近乎奇异的宇宙。”
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纠正爱因斯坦
自1915年引入以来，一般相对论在解释天体物理和宇宙学现象方面取得了非常成功的成功，包括黑洞的形成，中子恒星的结构和和宇宙的进化。
但是，该理论具有根本的局限性。它与，它在最小的尺度下控制颗粒的行为，并在黑洞中心和在。
为了解决这个问题，研究人员使用了一种称为量子重力的概念，该概念通常用于统一爱因斯坦与量子力学的一般相对论，该量子可以预测空白空间中的连续粒子创造和歼灭，以及包括重力在内的所有领域的永久波动。他们的研究于2月发表在《期刊》上物理字母b，这表明在极高的能量或令人难以置信的小距离下，应该通过其方程式中的一系列附加术语来修改一般相对论。
“在亨尼加尔说，人们认为，将系统的能量和动量与空间曲率相关的各个方程式与已知物理原理一致的方程式。
通过将这些修改纳入其计算中，研究人员研究了黑洞在此修订后的框架下如何行为。他们的结果表明，当包括无限数量的新术语时，奇异性就会消失。黑洞的核心变成了高度弯曲但规则的时空区域，而不是无限致密的点。
测试理论
尽管新模型在数学上解决了奇异性问题，但必须通过观察来测试科学理论。研究人员承认，直接确认他们的想法提出了重大挑战。
“缺乏奇点本身很难在实验上进行测试，因为它会发生在黑洞内或宇宙的开始时，”帕勃罗·卡诺（Pablo Cano）巴塞罗那大学的博士后研究员，另一位研究的合着者在一封电子邮件中告诉Live Science。 “但是，我们可以寻找导致奇异性解决的理论的签名。
Cano补充说：“我们认为在更强的重力场中会变大的一般相对性的修改，但否则很小。” “这意味着，例如，来自黑洞碰撞的引力波 - 引力场比在- 提供一种寻找这些效果的方法。”
另一个有希望的途径是对早期宇宙的研究。如果这种修饰的重力理论的影响影响了宇宙通胀 - 大爆炸之后的快速扩张 - 可能会印在原始引力波中这些变化的证据。针对这些信号的未来实验可能有助于测试该理论的有效性。
下一步
此外，还需要进一步的理论工作来确定无奇异性黑洞是否可以通过重力崩溃自然形成，以及团队的方法是否可以解决其他类型的奇点，例如与大爆炸相关的奇点。
“最近我们已经表明，在此框架内，某种类型的物质的崩溃引起了这些常规黑洞的形成。”巴勃罗·布宜诺，巴塞罗那大学的研究员和该研究的合着者。 “我们想根据更一般的假设进行测试。这可能会引起其他领域的有趣特征，例如明确的模型通常，通常的大爆炸场景被一系列永无止境的广阔阶段所取代。”
