蟑螂|科学家在黑洞中心发现的奇点,会让我们已知的物理定律崩溃


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科学家们在黑洞中心和宇宙大爆炸开始的时候 , 发现了一些奇点 , 它们在物理学上不代表任何东西 , 同时也告诉人们我们已知的物理定律正在崩溃 。
我们大家想象一下 , 假说说重力把我们压缩成一个无限小的点 , 那我们就小到不会占据任何体积了 , 这个听起来似乎是不可能的事情 。
但是科学家们却在黑洞中心和大爆炸开始的时候 , 发现了一些“奇点” 。
当这些奇点出现在数学中时 , 他们在物理学上不代表任何东西 , 同时他们也告诉人们 , 我们的物理理论正在崩溃 , 未来我们还需要用更好的解释来代替它们 。
什么是奇点?
奇点可以出现在宇宙的任何一个地方 , 物理学家普遍用它们来理解宇宙中的数学 。
所谓奇点 , 就是存在于黑洞中的一个非常奇特的点 , 他也是大爆炸的起点 , 以及大塌缩的终点 。
在数学中 , 奇点通常是在数学对象上称为未定义点的点 , 或是在特殊情况下不能完全排序时 , 出现在异常集中的点 。
它是数学中“行为不端”的地方 。 因为当一个分数的分子是一个有限值而分母变为零时 , 结果通常会生成一个无限值 。
这些奇点中的大多数通常可以通过指出方程缺少某些因素 , 或者指出永远不会达到奇点的物理可能性来解决 。 换句话说 , 它们有可能不是“真实的” 。
但在物理学中存在着没有简单解决方案的奇点 。 最著名的是引力奇点 , 引力奇点是大爆炸宇宙学中提到的一个“点” 。 该理论认为 , 宇宙是在这个“点”的“大爆炸”后形成的 。 这是我们目前关于引力如何运作的最好理论 。
奇点的分类?
奇点是具有无限密度、无限高时空曲率、无限高热量和无限小体积的“点” 。 所有已知的物理定律都在奇点失效 。
在众所周知的物理定律失效的地方 , 奇点通常被认为是一个点 , 但原则上它们可以采取一维线甚至二维膜的形式 。
奇点在广义相对论中被分成了坐标奇点和真奇点两种类型 。 当无穷大在一个坐标系中出现 , 而在另一个坐标系中消失时 , 就会出现坐标奇点 。
物理学家卡尔·史瓦西在把广义相对论应用于一个简单的球形质量系统中的时候 , 他发现解有两个奇点 , 一个在精确的中心 , 而另一个在离中心一定距离处 。
多年来 , 物理学家认为这两个奇点预示着理论的崩溃 , 但只要球体的半径大于施瓦西的半径就没有关系了 。
根据圣何塞州立大学的说法 , 物理学家所需要的只是广义相对论来预测引力对质量的影响 。
如果一个物体被挤压到它自己的史瓦西半径以下 , 那奇点就会在质量之外了 , 同时这也意味着广义相对论会在它不应该存在的区域里崩溃 。 于是人们很快就发现了史瓦西半径处的奇点就是坐标奇点 。
天体物理学家伊森·西格尔在《福布斯》中写道 , 虽然坐标系的变化消除了奇点 , 但他保留了广义相对论 , 可以使其仍然能够做出有效的预测 。
所以根据广义相对论的方程 , 只要形成一个不旋转的史瓦西黑洞 , 那么在黑洞视界内的物质 , 在引力作用下必定能坍缩出一个密度无穷大的奇点 。
宇宙从大爆炸开始的均匀膨胀是这个黑洞坍缩的镜像反转 , 这意味着宇宙诞生于一个奇点 。
爱因斯坦说 , 时间和空间是人们感知的幻觉 。 时间是因为宇宙万物的变化 , 才使人们有了时间的概念 。 在奇点 , 随着宇宙的诞生 , 开始发生变化 , 这就是宇宙的开始 。
根据国家地理杂志的一个说法来看 , 如果你准备挤压的这个物体低于它的史瓦西半径 , 那它自身的引力就会变得非常强大 , 以至于大到它可以自己继续挤压自己 , 直到它成为一个无限小的点 。