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顛覆你的想像!科學家稱被黑洞吸進去的物質可能會進入未來!

黑洞是宇宙中最神秘的地方之一,它是空間和時間的結構被嚴重扭曲的地方,甚至連光都無法從那裡逃脫。根據愛因斯坦的廣義相對論,它們的中心是一個奇點,在這個奇點上,許多恆星的質量被擠壓成一個完全為零的體積。然而,近日有科學家聲稱,黑洞的中心可能沒有奇點。相反,它們吸入的物質可能在未來某個時候被吐向整個宇宙!而且黑洞可能不會永遠存在,我們可能完全誤解了它們的性質和它們在中心的樣子。如果這一理論正確將顛覆我們對黑洞的認識!

長期以來,天文學家和物理學家一直認為奇點的概念肯定是錯誤的。如果一個有質量的物體沒有大小,那麼它就有無限的密度。而且,儘管研究人員不斷拋出「無限」這個詞,但自然界中並不存在這樣的無限。相反,當你在一個真實的物理的科學環境中遇到一個無窮大時,它真正的意思是你把你的數學推到了它們應用的領域之外。你需要新的數學。

舉個簡單的例子,牛頓引力定律說引力的強度隨著兩個物體之間的距離的平方而變化。所以,如果你拿了一個遠離地球的球,並且它有一定的重量。然後,當你把它帶近地球時,它的重量會增加。把這個方程式推到極點,當你把物體帶到地球中心附近時,它會經歷無窮大的力。但事實並非如此。

相反,當你把物體靠近地球表面時,牛頓的簡單引力定律就不再適用了。你必須考慮地球質量的實際分布,這意味著你需要使用不同的、更複雜的方程來預測不同的行為。同樣,雖然愛因斯坦的廣義相對論預言黑洞中心存在一個密度無窮大的奇點,但這是不可能的。在非常小的尺寸下,一種新的引力理論必須發揮作用。我們對這個新理論有一個總稱:它叫量子引力。量子引力單從名字看來意思是「最小尺度的引力」,但是實際上並不意味著一個特定的理論。然而,已經有人提出了具體的理論建議來描述微觀世界中的引力。其中一種被稱為環量子引力。

環量子引力在數學上有明確的定義,它將時空的結構表示為自旋網路的晶格,自旋網路隨著時間的推移而演化。自旋網路只是描述粒子和場如何相互作用的數學公式。從一個更實際的角度來看,環圈量子引力預言時空是量子化的,具有最小的可能單位或空間和時間塊,超過最小單位或時間塊時空就不能進一步細分。

環圈量子引力是一個困難的數學理論,它一直反對在黑洞內部進行可驗證的預測。然而,科學家將環狀量子引力應用於黑洞中心,最後聲稱結果不是奇點。他們的計算結果預測時空在靠近黑洞中心的地方彎曲得非常厲害。結果是時空在未來繼續進入一個具有白洞結構的區域。一個白色的洞就像一個反向的黑洞,意思是不像一個黑洞,黑洞把物質吸進去,一個白色的洞發射物質出來。

或許還有另一種方式來想像他們的預測。眾所周知,在強引力場中,時間會變慢。黑洞包含了宇宙中最強的引力場。正因為如此,對這項新工作的一種可能解釋是,物質落入黑洞,然後「彈回」,將質量彈回整個宇宙。因為靠近黑洞中心的時間非常慢,所以這個過程需要大量的時間。如果研究人員是正確的,在遙遠的將來,也就是現在有黑洞的地方,物質將會噴發,將物質擴散到整個宇宙。

當然,目前科學家們在太空中也觀察到了尚未完全解釋的高能現象。一種是存在非常高能的宇宙射線撞擊地球大氣層。另一種是所謂的「快速無線電脈衝」,即在很短的時間內觀測到大量的無線電能量。至少在原則上,這兩種現象都可能是黑洞向白黑洞轉變的標誌。

當然。科學家稱,接受這個有趣的新想法為時過早。相反,謹慎的做法是看看使用循環量子引力的正在進行的計算是如何展開的。如果預測有所改進,開始變得更像某些無法解釋的天文現象,那麼這個新結果可能既能解釋量子引力的工作原理,又能重塑我們對宇宙過去和未來的理解。


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