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( 二 )


几十年来 , 物理学家一直都在争辩 , 他是否会坍缩成一个无限小的点 , 或者他是否有可以阻止他完全坍缩的其他力量 。
【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】虽然白矮星和中子星可以无限地支撑自己 , 但任何大于太阳质量六倍的物体 , 都会有足够的引力去压倒所有其他力 , 并在最终坍缩成一个无限小的点 。 美国宇航局说 , 这才是一个真正的奇点 。
其他奇点?
我们称之为黑洞的是一个裸奇点 , 一个密度无限的点 , 被施瓦西半径内的事件视界所包围 。
物理学家长期以来一直认为 , 在广义相对论中 , 所有这些奇点都被事件视界所包围 。 这个概念被称为宇宙审查假说 。
根据Quanta杂志来看 , 事件视界“保护”奇点不受外部观察者的影响 , 除非他们越过事件视界 。 所以计算机模拟和理论工作提出了裸奇点的可能性 。
之所以给它命名 , 是因为一些人推测宇宙中的某些过程会阻止(或“审查”)奇点的出现 。
裸奇点是一个没有事件视界的奇点 , 他可以从外部宇宙观察到的 , 但这个暴露的奇点是否存在 , 现在仍是一个有争议的话题 。
因为它们是数学奇点 , 所以没有人知道黑洞的中心是什么 。 要想理解它 , 我们还需要一个超越广义相对论的引力理论 。
具体来说 , 我们需要一个量子引力理论去理解他 。 根据宇宙物理学来看 , 量子引力理论可以在很小的尺度上描述强引力的行为 。
不然在我们处理小于普朗克长度或时间的物体时 , 包括广义相对论在内的已知物理定律似乎真的失败了 。
意思是 , 在这样的尺度上 , 一个合理的假设是 , 在量子过程的影响下 , 坍缩到奇点的物质可能会“反弹”并向外扩展到另一组维度 。 有些人认为 , 大爆炸的“奇点”实际上就是这样一种反弹 。
量子引力理论
修改或替代广义相对论 , 以替代包括普朗克星、引力星和暗能量星在内的黑洞奇点假设 , 但这些想法都是假设 , 真正的答案必须等待量子引力理论 。
加州理工学院的理论物理学教授 , 把量子奇点定义为引力将空间和时间彼此分开的地方 , 从而破坏了时间的概念和空间的确定性 。
剩下的是一个任何东西都可能从中出现的‘量子泡沫’ 。 奇点 , 尤其是那些与旋转黑洞和裸奇点相关的奇点 , 甚至可能允许时间旅行 。
假设广义相对论的大爆炸理论是宇宙历史的现代宇宙学模型 , 因此它也包含一个奇点 。
根据大爆炸理论 , 大约在137.7亿年前 , 整个宇宙被压缩成了一个无限小的点 。 虽然物理学家知道这个结论是错误的 , 但是大爆炸理论从那一刻起 , 在描述宇宙历史方面就像黑洞一样取得了巨大的成功 。
大爆炸奇点的存在告诉科学家 , 广义相对论是不完整的 , 还需要更新 。 还有一种可能解决方案是因果集理论 。
在因果集理论下 , 时空是由称为“时空原子”的离散块组成的 , 他不像广义相对论那样是光滑的连续体 。
在英国利物浦大学研究这一课题的物理学家、物理学家布鲁诺·本托告诉LiveScience , 没有什么会比这些“原子”中的其中一个更小了 , 所以奇点是不可能的 。
在这些初始时刻之后 , “在远处的某个地方 , 宇宙变得足够大并且‘表现良好’ , 以至于连续时空近似成为一个很好的描述 , 广义相对论也可以接管我们所看到的事物 。 ” 。
虽然大爆炸奇点问题没有普遍接受的解决方案 , 但物理学家们希望他们能尽快找到解决方案 , 并且他们喜欢自己的工作 。
正如本托所说 , “我一直对宇宙着迷 , 现实中有很多东西 , 大多数人将它与科幻小说甚至幻想联系起来 。 ”