質(zhì)疑相對論 黑洞奇點可能不存在
來源:網(wǎng)絡(luò) 2009-06-24 08:24:54
黑洞可能是宇宙中最危險的地方。根據(jù)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?qū)⒋罅康奈镔|(zhì)與能量壓縮到一個很小的點——奇點,沒有任何物質(zhì)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(shè),黑洞最終——其時間尺度將持續(xù)數(shù)萬億年——將消失得無影無蹤。對于霍金的假設(shè)來說,其中最大的一個問題便是與量子力學的矛盾——根據(jù)量子力學的一條基本原則,信息是不會消失的;艚鹗冀K無法化解這一矛盾,終于在幾年前,他放棄了自己關(guān)于信息消失的假設(shè)。
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(jù)相對論,奇點從本質(zhì)上說是時空結(jié)束的邊界。在此前提下,沒有任何物質(zhì)能夠逃離奇點。但是Ashtekar的研究小組通過復(fù)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(jié)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(fā)現(xiàn)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(chǎn)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(tǒng)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(lǐng)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(shù)學基礎(chǔ)。她說:“黑洞是如此神秘,這恐怕是我們能夠了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的唯一途徑。”Weaver表示,天文學家將尋找黑洞消失的證據(jù)。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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