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黑洞可能不存在的5个奇特的原因
2020/7/26 19:33:28 | 浏览:29 | 评论:0

    黑洞是无限包裹在无限之中的无限大:物体包含一个无限小的点,密度无限大,时空扭曲到连光都无法逃逸的程度。

黑洞可能不存在的5个奇特的原因

【图解:黑洞,是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度大于光速。】

    物理定律认为信息不会被毁灭,那么如果没有东西能从黑洞中逃逸,黑洞真的存在吗?尽管有很多专家认为黑洞的确存在(值得强调的是,他们以相当大的优势赢得了这场理论竞赛),但事实是我们仍然没有发现任何一个黑洞。如果巨大的行星坍塌后组成的大型物体是其他物质呢?一旦开始思考这样的问题,事情就变得奇异怪诞。

    以下是我们所知道关于黑洞的五种替代物。

虫洞

    黑洞中那七个无限小的点被称为奇点,奇点这一概念对物理学家而言宛如一团乱麻。1925年,物理学家阿尔伯特·爱因斯坦和内森·罗森指出,如果把一个黑洞扩展到第二个位置,就可能避免奇点的概念,从而创造出我们现在所说的虫洞这一概念。黑洞有一个视界问题:围绕着奇点有一个不返回点,能阻止信息逃逸,就产生了麻烦的信息破坏问题,即黑洞信息悖论这一概念。但虫洞没有这样的世界。相反,从虫洞一方进入的任何东西会在另一方出现。

    甚至还有可能我们侦测到的引力波不是从两个黑洞坍塌而形成,按照我们的推测,很可能是两个虫洞坍塌形成。

    这个月月初,比利时和西班牙研究人员计算得出两个旋转的虫洞彼此靠拢,旋转所产生的引力波与黑洞旋转结合形成的引力波十分相似。唯一的区别在与它们在相结合的最后时间所产生的回声。2015年,激光干涉引力波天文台首次勘测到引力波的存在,但这些设备配置还不够强大,不足以探测到这些回声。科学家们觉得在不久的将来就很有可能探测到这些回声。

黑洞可能不存在的5个奇特的原因

【图解:虫洞,又称爱因斯坦-罗森桥,是宇宙中可能存在的连接两个不同时空的狭窄隧道。】

模糊球

    没错就是模糊球。要解释这个模糊球,我们需要进军超弦理论的王国。超弦理论将宇宙中的每个粒子重新想象成一个微小的线性圈状,能以特定的频率震动。以这种频率震动,可以得到电子,以另一种频率震动,又能得到夸克。

    模糊球是弦理论针对黑洞问题的答案:整个宇宙不是一个被视界包围的奇点,而是一整个“缠结”的“弦”球,表面模糊,更像是一颗行星,而不是一个黑洞。

    所以如果有这么一种情况,你掉进一个黑洞里,或是落在黑洞上方,会发生什么呢?一些人认为你压根察觉不到。组成亚原子粒子的弦会与其他弦结合,形成具有相同特征的更长的弦。换句话说,你会变成你自己的一个复制品,被嵌入到这个绒毛球的表面。但谁也不知道你会有怎样的体验。

玻色子之星

    说到亚原子粒子,另一个替代黑洞的竞争者是一颗由载体粒子构成的恒星,叫做玻色子。尽管组成普通恒星的物质粒子(费米子)必须遵循特定的规则来自我组合,但玻色子可以极其紧密地聚集在一起,使得它们成为一个巨大的集体粒子,被称为玻色子-爱因斯坦凝聚体(我们在地球上的实验室里制造了这种凝聚体)。假使这种神秘物质组成一个星球,这个星球将会是个透明的面团状,不会发出光亮,但具有很强的引力。就像黑洞该有的样子那样。理论物理学家史蒂夫·利布林在《新科学家》中表示,玻色子可以模拟黑洞,而且我们可能被骗了。

黑洞可能不存在的5个奇特的原因

【图解:玻色子是一种带着一定弹性的粒子。】

    我们怎么知道呢?就像是虫洞一样,玻色子之星碰撞后会产生一种具有警示作用的回声,足够灵敏的设备或许能够探测到这种回声。更振奋人心的是,科学家最新传回的分析数据表明,视界望远镜很可能将给我们展现一幅玻色子之星的图片。玻色子之星可能和黑洞看上去相差无几,导致我们辨认不出他们的差别来,但它透明的属性能让我们看见它的中心部分,而黑洞我们就看不见它的中心物质。

黑洞可能不存在的5个奇特的原因

【图解:玻色子是一种带着一定弹性的粒子。】

重力星

    玻色子之星可能理论性较强,但至少是由我们所知道的物质组成。重力真空凝聚星(艺名为重力星)就不那么幸运了。根据理论推断,一颗巨大的星球自我坍缩,直至坍缩成一个奇点,黑洞就形成了。人们也认为重力星可能也是由星球坍缩形成,只是在坍缩的早期阶段,星球的常规物质变成了一种“特殊物质”,使它没有完全塌陷。(同样的理论也解释了虫洞一方开口敞开的原因)。

    最后组成的物质和黑洞的致密程度很接近,但还不足以形成那么复杂的视界。至于对他们进行探测,研究者在2016年已经分析出了重力星回波的引力波。当时,德国歌德大学的卢西亚诺·雷佐拉教授表示,“作为一名理论物理学家,不管新物质有多奇异我都持包容态度。同时,理论遇上实践之时,便是物理学进步之时。在这种情况下,重力星的概念似乎与观测结果并不相符。”

黑洞可能不存在的5个奇特的原因

【图解:冥王星上发现大气重力波。】

磁层永坍缩体

    2006年,一组研究人员观察了90亿光年之外的类星体:一种超亮、紧凑的物体,据信是由一个贪婪的黑洞产生的。然而,当研究小组探测到类星体的结构时,发现了一些问题。围绕着这个物体的发光的吸积盘太宽了,这表明它是被磁力推出来的。

    黑洞不应该有磁场,而显然这个有磁场。由此可见这可能并非黑洞,而是一种叫做MECO的东西:一种磁层永久坍缩的物体。

    我们认为,当一个坍缩的物体变得超级密集、超级热时,它产生的辐射会产生向外的压力,阻止它坍缩,使它成为一个热的等离子球,而不是一个黑洞。我们对黑洞的了解还不足以让我们知道它们与MECOs有多大的不同,所以要得出确切的证据还有很长的路要走。

黑洞可能不存在的5个奇特的原因

【图解:磁层永坍缩体,英文缩写MECO,是由达里尔·莱特和斯坦利·罗伯逊所提出的一种黑洞类型。它们是特殊的永坍缩体。】


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