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黑洞是联通各平行宇宙管道?奇点理论未解之谜

2017-1-22 06:23| 发布者: 编辑| 查看: 193| 评论: 0

摘要:   据国外媒体报道,如果人落入黑洞会发生什么事情?这个问题一直引领着科学家们不间断地对黑洞探索。随着调查研...
据国外媒体报道,如果人落入黑洞会发生什么事情?这个问题一直引领着科学家们不间断地对黑洞探索。随着调查研究越加深入,科学家们发现,倘若将引力量子理论应用于怪异的天体,那么所有的奇点在黑洞核心处都会消失。


黑洞

 

它就像进入另一个宇宙的起点,能够帮助解决紧随黑洞的信息丢失悖论。

 

尽管在近期不会有任何人类落入黑洞,但设想一下如果它的确发生了,那么这将是一种探测宇宙最大谜题之一的伟大方式。

 

这导致了所谓的黑洞防火墙悖论——黑洞一直都是宇宙谜题的来源。

 

根据艾尔伯特·爱因斯坦的广义相对论,如果黑洞吞噬你,你存活的概率为零。你将先被黑洞的潮汐力撕裂,这个过程被称为意大利面化(spaghettification)——指在强引力场中物体因潮汐力作用产生的拉伸形变。


黑洞

 

最终你将到达引力场无穷大的奇点。在这个点你将被压缩成无限密集。不幸的是,广义相对论并没有提供预测接下来发生的事的基础。

 

“当你到达广义相对论的奇点,物理学终止了,等式也不成立了,”美国宾夕法尼亚州立大学的阿贝·阿希提卡(Abhay Ashtekar)这样说道。


黑洞

 

在解释宇宙大爆炸时,同样的问题也会突然出现,宇宙大爆炸被认为以奇点作为开始。因此在2006年,阿希提卡和同事将圈量子引力理论(Loop quantum gravity,简称LQG)应用到宇宙的出生。

 

LQG结合了广义相对论和量子力学并将时空定义为大小为10-35米的隐形块网络。


黑洞

 

研究小组发现,当在LQG宇宙里重绕时间,它们将到达大爆炸状态,但没有奇点——相反,它们将跨越“量子桥梁”到达另一个古老宇宙。这就是解释宇宙起源的“大反弹”理论的基础。

 

目前美国路易斯安那州立大学的久治·普林(Jorge Pullin)和乌拉圭蒙得维的亚共和国大学的鲁道夫?甘比尼(Rodolfo Gambini)将LQG应用到更小的规模里——单一的黑洞里,希望也能够移除奇点。


黑洞

 

为了简化,两人将LQG的方程式应用到球状对称不回转的“史瓦西”(Schwarzschild)黑洞上。

 

在这个新的模型里,引力场会随着你接近黑洞核心而逐渐增加。与之前的模型有所不同,它并不是以奇点为终点。

 

相反,引力会逐渐减少,仿佛你正从一个黑洞的末端出来进入我们宇宙的另一片区域,或者另一个宇宙里。


黑洞

 

尽管这是一个简单的黑洞模型,但研究人员以及阿希提卡认为这项理论或可能驱逐真实黑洞里的奇点。

 

黑洞的末端出来进入我们宇宙的另一片区域,或者另一个宇宙里。

 

这意味着黑洞可以作为进入其它宇宙的时空门。然而其他理论,不包括科幻小说里描述的,已经暗示了这种可能性,唯一的问题是由于奇点的存在,没有任何事物能够穿过这个时空门。


黑洞

 

移除奇点似乎并没有即刻的实际应用,但它至少可以帮助解开有关黑洞的众多悖论之一,也即信息丢失问题。

 

黑洞会连着吞噬的物质一并吸收物质所携带的信息,但黑洞也被认为会随着时间的推移而蒸发。这将导致信息的永久丢失,从而否定量子理论。


黑洞

 

但如果黑洞并没有奇点,那么信息就不会丢失——它可能只是进入了另一个宇宙。

 

量子力学表明黑洞视界上会有量子缠结,就在黑洞里面和外面的微粒之间。但如果这种缠结消失,带能量的微粒便会织成一道壁垒。能量幕帘,或者说“防火墙”会在黑洞视界周围下降。


黑洞

 

科学家首次发现了这种缠结是所有黑洞都有的,并考虑到随着黑洞的年龄增长,还将会发生什么事。缠结形式越大,防火墙下降时间就越退后。但如果缠结达到最大,防火墙就不会出现。

 

事实上,人们长期认为,这种缠结只是一些类型的黑洞才会有,并且以最大化的形式出现。量子信息理论对解开宇宙的奥秘十分有力。


黑洞

 


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雷人

路过

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