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“項鏈”黑洞或顛覆廣義相對論

  • 發(fā)布時間:2016-02-20 01:29:46  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  科技日報北京2月19日電 (記者劉園園)引力波的發(fā)現(xiàn)讓愛因斯坦笑了,但這次他可能要轉(zhuǎn)笑為涕——英國劍橋大學19日發(fā)布新聞公告稱,該校科研人員和倫敦大學瑪麗皇后學院的同行合作,使用超級電腦成功模擬了一種特殊的五維環(huán)形黑洞,這種黑洞可以無情地推翻廣義相對論背后的完美公式。

  他們模擬的環(huán)形黑洞就像一條珍珠項鏈,膨脹的部分就如同珍珠,其余部分則如串起珍珠的線,這些“線”會越變越細,直到“項鏈”斷開,變成一系列更小的黑洞。

  這種項鏈狀環(huán)形黑洞背后,暗藏著廣義相對論的克星——裸奇點。

  廣義相對論是目前我們理解萬有引力的基礎(chǔ)。這一理論告訴我們,物質(zhì)可以使其周圍的時空發(fā)生彎曲,萬有引力便是這種彎曲的結(jié)果。從預(yù)測恒星的壽命,到幫助我們導(dǎo)航的GPS,都離不開愛因斯坦廣受贊譽的公式。這一理論誕生100年以來,經(jīng)受住了種種考驗,卻在解釋奇點的存在上卡了殼。

  所謂奇點,就是萬有引力極其強烈,以至于空間、時間和物理定律都失效的點。廣義相對論預(yù)測,奇點存在于黑洞的核心,被黑洞視界線所包圍。所以只要奇點一直乖乖藏在視界線后面,它們就不會惹麻煩,廣義相對論也就站得住腳。

  但宇宙不會總遂人愿,如果有的奇點并沒有視界線的包裹,也就是存在所謂的裸奇點怎么辦?那將意味著一種物體由于密度無限大而崩潰,這種狀態(tài)會顛覆現(xiàn)有的物理定律。

  理論物理學家曾假設(shè),這種裸奇點可能存在于更高維度的宇宙中,也就是人類目前所認識的四維時空以外的維度:五維、六維、七維甚至十幾維……

  此次,科研人員的模擬證明,這是很有可能的。他們使用超級電腦,在五維空間完整演繹了愛因斯坦的廣義相對論。最后發(fā)現(xiàn),大部分情況下,五維的環(huán)形黑洞會坍縮成球形——這種情況下奇點依然會被視界線包圍。但是,當環(huán)形黑洞極不穩(wěn)定以至于呈現(xiàn)被拉伸的項鏈狀時,這根“項鏈”最終會斷裂成若干更小的黑洞,并形成一個沒有視界線包圍的裸奇點——打破了廣義相對論的預(yù)言。

  如果這種“項鏈”黑洞真的存在,人類就需要下一個“愛因斯坦”重新解釋宇宙了。

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