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質疑相對論 黑洞奇點可能不存在

來源:網絡 2009-06-24 08:24:54

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  黑洞可能是宇宙中最危險的地方。根據愛因斯坦的廣義相對論學說,它們是如此強大,能夠扭曲空間與時間,能夠將大量的物質與能量壓縮到一個很小的點——奇點,沒有任何物質能夠從中逃脫,即便是光也沒有可能。換句話說,通往黑洞的道路只有單行線。但事實真的如此嗎?

  至少斯蒂芬·霍金是這么認為的。在上世紀70年代,這位杰出的英國物理學家曾假設,黑洞最終——其時間尺度將持續數萬億年——將消失得無影無蹤。對于霍金的假設來說,其中最大的一個問題便是與量子力學的矛盾——根據量子力學的一條基本原則,信息是不會消失的。霍金始終無法化解這一矛盾,終于在幾年前,他放棄了自己關于信息消失的假設。

  如今,美國賓夕法尼亞州立大學的物理學家指出,放棄這一想法的做法是正確的。通過對量子力學的一個分支——量子引力——進行深入研究,Abhay Ashtekar和同事Victor Tavares、Madhavan Varadarajan計算出奇點是不可能存在的。根據相對論,奇點從本質上說是時空結束的邊界。在此前提下,沒有任何物質能夠逃離奇點。但是Ashtekar的研究小組通過復雜的計算證實,奇點的存在是不被量子引力所允許的。這意味著,盡管黑洞的中心可能非常致密,但還不足以永遠俘獲住所有信息。Ashtekar表示:“量子時空并非終結于一個奇點。”

  研究人員在5月20日出版的《物理評論快報》上報告了這一研究成果。這項發現對于量子力學研究而言無疑是一個好消息,這是因為它支持了信息不會永遠消失這一理論。但是,對奇點產生的疑問卻給相對論帶來了麻煩。Ashtekar指出,如果黑洞不是一個奇點,那么由愛因斯坦所描述的時空統一體則只能是一個近似值了。這或許并不是一件壞事。Ashtekar說:“這項研究成果為許多新的解釋敞開了一扇大門。它或許將引領物理學研究超越愛因斯坦。”

  馬里蘭州格林貝爾特市美國宇航局(NASA)戈達德空間飛行中心的天文學家Kimberly Weaver指出,研究小組的工作非常令人著迷,這是由于它為真實探測黑洞提供了一個數學基礎。她說:“黑洞是如此神秘,這恐怕是我們能夠了解其內部結構的唯一途徑。”Weaver表示,天文學家將尋找黑洞消失的證據。如果真是這樣,“我們或許能夠看到信息的存在,那真太讓人感到興奮了”。

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