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黑洞吸进去的物质都去了哪里?

2019-02-16  成都听雨...

    黑洞的中心可能没有奇点。相反,一种新的理论表明,它们所吸收的物质可能会在将来的某个时候在整个宇宙中被吐出来。



    黑洞是宇宙中最神秘的地方之一,在这些地方,时空的结构扭曲得非常严重,甚至连光都逃不出来。根据爱因斯坦的广义相对论,在它们的中心是一个奇点,恒星大小的物体在黑洞中,都会被压成一个体积大小完全为零的点。然而,最近的两篇物理学论文,或许将改变这种理解。


    天文学家和物理学家长期以来一直认为,奇点的想法一定是错误的。如果有质量的物体没有大小,那么它就有无限的密度。还有,“无穷大”这种无限在自然界中是不存在的。相反,当你在一个真实的、物理的、科学的情境中遇到无穷大时,它真正意味着你已经把你的数学理论推到了它们所能应用的领域之外。



    在非常小的尺寸,一个新的引力理论正在被科学家所接受,叫做量子引力。它用来描述微观世界中的重力,也被称为环形量子引力。

    循环量子引力预测时空是量子化的,有一个最小的空间和时间单位,超过这个单位,时空就不能再细分了。


    宾夕法尼亚州立大学科学家将量子引力应用于黑洞的中心,他们声称计算出的结果不是奇点。



    他们的计算预测时空在黑洞中心附近有很强的弯曲。其结果是,时空在未来将继续进入一个具有白洞结构的区域。白洞就像反向的黑洞,这意味着与黑洞不同的是,黑洞会将物质吸引进来,而白洞则会将物质射出。


    也许还有另一种方式来想象他们所预测的理论。众所周知,在强引力场中,时间会慢下来。黑洞包含宇宙中最强的引力场。正因为如此,物质落入黑洞,然后“反弹”,将质量射回宇宙。因为时间在黑洞中心附近是如此缓慢,这个过程需花费大量的时间。如果研究人员的预测是正确的,那在遥远的将来,在现在有黑洞的地方,物质将会喷发出来。



    下面是这种理论的有几种可能性。科学家们在太空中观察到了尚未完全解释的极高能量现象。一是存在着撞击地球大气层的高能宇宙射线。另一个就是所谓的快速无线电爆发,即在很短的时间内观测到大量的射电能量,这两种现象至少在原则上都是黑洞向白黑洞过渡的标志。


    现在接受这个新奇的想法当然为时过早。相反,谨慎的做法是,看看使用循环量子引力正在进行的计算是如何展开的。如果预言得到改进,看起来更像一些无法解释的观测天文现象,那么这个新的结果可能既解释了量子引力的工作原理,也改变了我们对宇宙过去和未来的理解。

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