周一见|黑洞内部有星体?


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周一见|黑洞内部有星体?
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问题缠身的黑洞 黑洞的魅力依旧不减 , 科学家对它的研究始终没有停止过 。 黑洞是爱因斯坦的广义相对论所预言的一种时空区域 , 这里引力足够强 , 任何掉进黑洞的物质 , 包括光 , 都无法从中逃逸出去 。 科学家发现 , 当一个比较大的太阳燃烧掉自己所有的燃料后 , 内部就没有足够的能量去抵抗自身的引力 , 这时太阳就会在自身引力作用下坍缩为一个黑洞 。 既然没有任何力去阻止其继续坍缩 , 那么黑洞中心最后会形成一个具有无限大密度的奇点 。 所有的物理定律在奇点处都会失效 , 因为我们的理论是无法处理无穷大的问题的 , 所以我们也无从知晓这里隐藏了什么谜团 。
这还没完 , 黑洞还有一个更大的问题 。 许多科学家相信所有的黑洞都会向外辐射 , 它们会慢慢蒸发 , 最后消失得一干二净 , 这就会产生问题:掉进黑洞的物质所携带的信息会有如何样的结局?难道会随着黑洞蒸发也消失得一干二净?但如果消失了 , 这就违反了量子力学的一个要求 , 即信息不能被毁灭 。 这个问题称为“信息悖论” , 是困扰物理学界的最棘手问题之一 。
诞生在黑洞内部的星体
而现在 , 来自法国和荷兰的两名科学家终于找到了一个极为简单的解决方案 。 这俩人认为 , 每一个黑洞内部都会形成一个很小的星体 。 不过他们考虑这个问题首先是从对整个星空的研究来着手的 。
如果整个星空最后会停止膨胀 , 然后开始坍缩 , 并最后挤压到一起 , 到时会发生什么?他们认为 , 此时量子引力所产生的某些效应 , 会阻止星空坍缩成密度无穷大的一点 。 当物质的尺度接近到物理全球中最小的尺度 , 即普朗克尺度时 , 星空就会无法坍缩下去了 , 反而会被反弹开来 。 但是要注意的是 , 反弹发生时并不是整个星空的尺度变成普朗克尺度才发生 , 而是当物质的能量密度达到1个普朗克密度时才会发生 。 1个普朗克密度相当于1023个恒星挤压到一个原子核时的能量密度 。 他们计算出 , 星空在发生反弹时自身的空间尺度 , 比普朗克尺度大了75个数量级(1075倍) 。
这两名科学家认为 , 黑洞里坍缩的过程也适用于他们的理论 。 黑洞中心并不会形成一个奇点 , 当坍缩物质的能量密度达到1个普朗克密度时 , 量子引力的相关效应也会阻止物质继续坍缩下去 。 而这时黑洞内部就会形成一个很小的星体 , 他们把这个星体称为“普朗克星” 。 不过 , 普朗克星本来非常非常小 , 普通的太阳所形成的普朗克星的直径大约为10-10厘米 , 不过仍比普朗克长度大了30个数量级(1030倍) 。
普朗克星当然不是稳定的 。 如同星空最后会被反弹开来一样 , 普朗克星最后也会发生爆炸 。 那么它的寿命究竟有多长呢?这两名科学家发现普朗克星的寿命极其短暂 , 存在的时间相当于一束光越过它所花的时间 。 这么短命 , 但不要紧 , 因为对于处在外面的观测者来说 , 普朗克星的寿命还是很长的 。 这是由于从相对论效应来说 , 引力越强的地方时间流逝得越慢 。 对于处在外面的观测者来说 , 普朗克星的寿命跟它所在的黑洞寿命差不多是一样的 。

周一见|黑洞内部有星体?
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当普朗克星露出真容时 这两名科学家指出 , 由于每个黑洞都会慢慢蒸发 , 自己会变得越来越小 , 那么黑洞的边界会最后遇到普朗克星的边界 。 那么此时 , 普朗克星内的物质就可以越过边界逃离黑洞了 。 这时普朗克星就会发生爆炸 , 不仅物质会逃离黑洞 , 物质所携带的信息也都会释放出去 。
所以所谓的“信息悖论”也就不存在了 。 信息掉进黑洞并没有消失 , 只不过被困在很小的空间中 , 但最后都会释放到星空中 。 这两名科学家发现 , 当普朗克星最后释放信息时 , 产生的辐射波长大约为10-14厘米 。 也就是说 , 产生的是伽马射线 。 听着很熟悉吗?哦 , 难道是伽马射线暴? 分页标题
【周一见|黑洞内部有星体?】的确 , 经过多年观测 , 科学家早就发现星空中充满了诡秘的伽马射线暴 。 这两名科学家指出 , 诡秘的伽马射线暴很有可能就是普朗克星爆炸产生的 。 所以说 , 今后有必要对现有的观测数据进行再次分析 , 以及对伽马射线暴进行更深入的观测 。