“项链”黑洞或颠覆广义相对论

“项链”黑洞或颠覆广义相对论

2016-02-20 10:05:30  科技日报
本文作者:刘园园

2016-02-20 10:05:30
作者:刘园园
来源:科技日报
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引力波的发现让爱因斯坦笑了,但这次他可能要转笑为涕——英国剑桥大学19日发布新闻公告称,该校科研人员和伦敦大学玛丽皇后学院的同行合作,使用超级电脑成功模拟了一种特殊的五维环形黑洞,这种黑洞可以无情地推翻广义相对论背后的完美公式。

他们模拟的环形黑洞就像一条珍珠项链,膨胀的部分就如同珍珠,其余部分则如串起珍珠的线,这些“线”会越变越细,直到“项链”断开,变成一系列更小的黑洞。

这种项链状环形黑洞背后,暗藏着广义相对论的克星——裸奇点。

广义相对论是目前我们理解万有引力的基础。这一理论告诉我们,物质可以使其周围的时空发生弯曲,万有引力便是这种弯曲的结果。从预测恒星的寿命,到帮助我们导航的GPS,都离不开爱因斯坦广受赞誉的公式。这一理论诞生100年以来,经受住了种种考验,却在解释奇点的存在上卡了壳。

所谓奇点,就是万有引力极其强烈,以至于空间、时间和物理定律都失效的点。广义相对论预测,奇点存在于黑洞的核心,被黑洞视界线所包围。所以只要奇点一直乖乖藏在视界线后面,它们就不会惹麻烦,广义相对论也就站得住脚。

但宇宙不会总遂人愿,如果有的奇点并没有视界线的包裹,也就是存在所谓的裸奇点怎么办?那将意味着一种物体由于密度无限大而崩溃,这种状态会颠覆现有的物理定律。

理论物理学家曾假设,这种裸奇点可能存在于更高维度的宇宙中,也就是人类目前所认识的四维时空以外的维度:五维、六维、七维甚至十几维……

此次,科研人员的模拟证明,这是很有可能的。他们使用超级电脑,在五维空间完整演绎了爱因斯坦的广义相对论。最后发现,大部分情况下,五维的环形黑洞会坍缩成球形——这种情况下奇点依然会被视界线包围。但是,当环形黑洞极不稳定以至于呈现被拉伸的项链状时,这根“项链”最终会断裂成若干更小的黑洞,并形成一个没有视界线包围的裸奇点——打破了广义相对论的预言。

 

如果这种“项链”黑洞真的存在,人类就需要下一个“爱因斯坦”重新解释宇宙了。

责任编辑:微科普网

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