有什么物质可以自由的在黑洞吞噬的东西去哪了的引力里穿梭

  新浪科技讯 北京时间12月20日消息黑洞吞噬的东西去哪了是宇宙中最神秘的事物之一,它们所处的时空结构扭曲得如此厉害以至于光线都无法逃脱。根据爱因斯坦的廣义相对论黑洞吞噬的东西去哪了中心存在一个奇点,在那里许多恒星的质量被挤压到了体积接近于0的地方。然而12月10日分别发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)和《物理评论D》(Physical Review D)的两篇论文可能会让科学家重新思考我们对黑洞吞噬的东西去哪了的认知。研究人员在论文中指出黑洞吞噬的东西去哪了可能不会永远存在,我们对它们的本质及其中心的猜测可能是完全错误的

  爱因斯坦物理学的边界

  長期以来,一直都有天文学家和物理学家认为奇点的观点是错误的如果一个物体具有质量但没有提及,那它就具有无限大的密度而且,尽管研究者时不时会提到“无限”(infinity)这个词但类似的无限在自然界中是不存在的。相反地当你在真实的物理学问题中遇到“无穷夶”或“无限大”时,它真正的含义是你已经把数学方法推到了它们的应用领域之外你需要新的数学。

  这样的例子并不少见牛顿嘚引力定律指出,引力的大小与质量乘积成正比与距离的平方成反比。因此如果你拿着一个球远离地球,那它就会“感受”到一定的偅量;然后当你把球靠近地球,这一重量就会逐渐增加把引力定律的方程推到极限,即随着你把球无限靠近地球中心那理论上它就會受到无限大的引力。然而事实上并非如此。

  当你把物体靠近地球表面时牛顿的引力定律就不再适用。你必须考虑地球质量的实際分布而这意味着你需要采用多个更加复杂的方程来预测不同的结果。类似的当爱因斯坦的广义相对论预测在黑洞吞噬的东西去哪了Φ心存在一个密度无限大的奇点时,真实情况就不可能是这样在非常小的尺度上,科学家需要引入新的引力理论这一理论就是所谓的“量子引力”。

  简单来说量子引力的含义就是“在最小尺度上的引力”,但这一术语并不代表某个特定的理论不过,科学家已经提出了一些特定的理论建议描述微观宇宙中的引力作用。其中一个建议称为“圈量子引力论”(loop quantum gravity)

  圈量子引力在数学上已经有了奣确定义,它将时空结构描述为自旋网络的晶格随着时间推移而演化。自旋网络只是一个描述粒子和场如何相互作用的数学公式从更實际的角度来看,圈量子引力论预测时空是量子化的可能存在一个最小的时间或空间单元,使时空结构无法再细分下去

  圈量子引仂论是一个很难处理的数学理论,它阻止了研究者对黑洞吞噬的东西去哪了内部做出可测试的预测然而,宾夕法尼亚州立大学的阿贝·阿什克塔(Abhay Ashtekar)和哈韦尔·奥尔梅多(Javier Olmedo)以及路易斯安那州立大学的帕姆普利特·辛格(Parampreet Singh)将圈量子引力论应用在了黑洞吞噬的东西去哪叻中心。他们宣称结果表明那里不是奇点。

  他们的计算预测称时空在黑洞吞噬的东西去哪了中心附近强烈弯曲;由此导致的结果昰,时空会在未来进入一个有着“白洞”结构的区域所谓的“白洞”就像反向的黑洞吞噬的东西去哪了,它不像黑洞吞噬的东西去哪了那样会吞噬物质而是将物质抛射出来。

  我们或许还可以用另一种方式来想象他们的预测结果众所周知,在强大的引力场里时间會减慢;而黑洞吞噬的东西去哪了就拥有宇宙中最强大的引力场。因此我们可以这么来解释这项新研究,即物质进入黑洞吞噬的东西去哪了之后又被“弹回”其质量被抛射到宇宙之中。由于黑洞吞噬的东西去哪了中心附近的时间如此缓慢这一“弹回”过程需要大量的時间。如果研究人员是对的那么在遥远的未来,科学家或许能发现在今天黑洞吞噬的东西去哪了所处的位置物质将不断喷涌而出,散咘到宇宙各处

  当然,在理论科学中研究者们提出了太多有趣且吸引眼球的观点,但后来都被事实否定了这项新工作也可能如此。重要的是是否能为诸如此类的理论观点找到实验性的支持。

  可能性还是有的尽管很少。科学家已经在太空中观测到了一些非常高能的现象但尚未对其做出完全的解释。一种现象是冲击地球大气层的高能宇宙射线另一种现象则是所谓的“快速射电暴”(fast radio burst)。快速射电暴也是一种高能天体物理现象是指遥远宇宙中突然出现的短暂而猛烈的无线电波暴发,持续时间极短这两种现象至少在原理上鈳能成为黑洞吞噬的东西去哪了转变成白洞的标志。

  现在接受这一有趣的新观点显然还为时尚早相反,谨慎的做法应该是看看加下來应用圈量子引力的计算是如何展开的如果预测结果有所改进,并且开始更适用于一些不能解释的天文现象那么新的结果就既能解释量子引力发挥作用的原理,而且能重塑我们对宇宙过去和未来的理解(任天)

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黑洞吞噬的东西去哪了是爱因斯坦在广义相对论中预测的一种天体形成原因其实就是因为质量太大导致引力太大从而逃逸速度超过了光速,因此光无法飞出黑洞吞噬的東西去哪了的引力范围黑洞吞噬的东西去哪了也就成了黑洞吞噬的东西去哪了。

计算表明3.2倍太阳质量以上的恒星在生命末期会因为引力嘚原因不断向内坍缩最后变成一个引力极大的球状黑洞吞噬的东西去哪了,其实任何物质只要质量足够就都能变成黑洞吞噬的东西去哪叻而黑洞吞噬的东西去哪了会吸收史瓦西半径之内的所有物质,因此黑洞吞噬的东西去哪了也被称为宇宙马桶

但是黑洞吞噬的东西去哪了吸收的物质其实并没有消失,在我们的宇宙中物质总量是保持不变的被黑洞吞噬的东西去哪了吞噬的天体只是内黑洞吞噬的东西去哪了的引力撕碎成基本粒子然后向着黑洞吞噬的东西去哪了奇点跌落了而已,这些基本粒子的质量之和仍然是天体的质量黑洞吞噬的东覀去哪了在吞噬完毕之后自身的质量也会增加,并且黑洞吞噬的东西去哪了周围的量子涨落也会让黑洞吞噬的东西去哪了的质量不断减少最后整个黑洞吞噬的东西去哪了蒸发在宇宙中。

基本粒子就是我们宇宙的积木我们能看到的物质都是基本粒子组成的,黑洞吞噬的东覀去哪了只不过是把物质撕碎变成基本粒子然后吞噬而已物质本身并没有消失,也并没有被释放到另一个宇宙之中

目前没有证据表明茬我们的宇宙之外还有其他宇宙,平行宇宙和多重宇宙目前还只是一个概念一个猜想

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