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物理学家可能发现侦测裸奇异点的方法,比黑洞还要怪异


2017/4/29  编辑:admin 来源:本站整理   
黑洞很怪异:密度极大的物体塞进这么小的空间, 它们会造成时空扭曲, 让物理定律分解成一个奇异点(singularity)。


 


 

幸运的是, 宇宙保护着我们我自己, 将不会捲入事件视界(event horizon)中的黑洞。 但现就在物理学家说, 他们已发现一种方法, 能侦测到更极端的事, 裸奇异点(naked singularity), 它更有可能扭曲现行的物理定律。


 

Avaneesh Pandey对国际财经时报(IB Times)解释:“裸奇异点, 如果这种东西真的存就在, 它会是现实构造中突然产生的孔洞, 不只会扭曲时空, 不论它移到哪里, 都会造成物理定律的大浩劫, 还会导致可预知的惨重损失。 ”


 

如果您觉得这听起来太可怕, 别担心, 这整个研究只是纯理论, 它建立就在很大的假设之上:裸奇异点确实存就在于宇宙中;但科学家会一直不断再也不能够确认此事。


 

但至少根据记录爱因斯坦的广义相对论、我们我自己就在目前最佳的电脑模型, 裸奇异点有有可能存就在。


 

那它们是什么?当巨大星体就在寿命将尽时, 塌缩成很小、密度很高的区域, 奇异点就一定会成形。


 


 

有2种广义的物理定律支配着我们我自己所理解的现实:量子力学(quantum mechanics)能解释所有小事, 例如次原子粒子(subatomic particles)的作用;广义相对论则描述我们我自己能看见的事, 例如星体和星系。


 

将理论应用就在奇异点时, 这2种学说预测了不同、矛盾的结果。


 

我们我自己不是真的得解决处理那个难题, 因为我们我自己所知的全部奇异点都就在黑洞中, 被事件视界包围着, 连光都再也不能够逃脱;或者它们位于新兴的宇宙, 被我们我自己看不到的辐射笼罩着。 眼不见为净, 对吧?


 

不过裸奇异点是理论型的奇异点, 因为某种原因才会就在宇宙的其他地方显现。


 

就在下方, 您会看到一个黑洞的图示, 它被包围就在左方的事件视界(虚线)中, 而裸奇异点就在右方的图示中。 箭头代表光, 它能逃脱裸奇异点, 但再也不能够逃脱黑洞。


 


 

假设裸奇异点真的存就在, 那最大的问题就是, 我们我自己怎么才能能区别裸奇异点和一般的黑洞, 这就是新研究要讨论的重点。


 

印度塔塔基础研究院(Tata Institute of Fundamental Research)的研究者, 已想出2步骤计划, 此计划是根据记录奇异点推论而成:就我们我自己就在目前所知, 奇异点是一个旋转的物体, 就像黑洞一样。


 

根据记录爱因斯坦的广义相对论, 就在旋转物体附近的时空构造, 会随着旋转而“扭曲”。 这个后果会造成陀螺仪般的打转, 使旋转物体四周的粒子轨道“按岁差前进”, 或改变它们的旋转轴。


 

您看看下方陀螺仪的岁差, 就能明白我们我自己的意思, 它的轴已不会再挺直了。


 

根据记录此论点, 研究者说, 我们我自己能想出旋转物的性质, 方法是就在接近该物体的2个定点, 测量陀螺仪以岁差前进的速度(也就是它的岁差速率)。


 

根据记录新报告, 结果有2种有可能性:


 


 

1.陀螺仪的岁差速率就在2定点间剧烈改变, 显示未知的旋转物是一般的黑洞。


 

2.岁义速率以规律、有秩序的方式改变, 指出裸奇异点。


 

显然, 让陀螺仪离黑洞够近, 以便做这些实验, 一点也不容易。


 

但没关系, 因为该团队已想出方法, 能就在地球上观测相同的结果, 就是用X光的波长来测量掉进黑洞、裸奇异点的物质, 它们的岁差速率。


 

该团队的新闻稿解说:“这是因为轨道平面的岁差速率, 随着物质接近旋转黑洞而加快, 但这速率就在旋转的裸奇异点附近时, 会减弱, 甚至会消失。 ”


 

我们我自己得再次重申, 上述都是疯狂的推测, 我们我自己尚未去寻找到任意一个裸奇异点, 而且我们我自己才刚始真正了解一般黑洞。


 


 

此外, 值得一提的是, 上周另一群研究者表示, 即便裸奇异点存就在, 奇特的量子效应也会让我们我自己看不到它们。


 

因此, 就在目前有关联于我们我自己是否有机会研究裸奇异点, 大家绝对没有共识。


 

就就在目前而言, 那也不是一件坏事, 因为…我们我自己真的预先安排准备好观测宇宙边界发生的事了吗?


 

也许终其一生, 我们我自己都没有答案。


 

此研究发表于物理评论D期刊(Physical Review D)。
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