“项链”黑洞或颠覆广义相对论
北京,科学日报,2月19日(记者李媛媛)——爱因斯坦对引力波的发现微笑,但这次他可能会流泪——剑桥大学19日发布新闻稿称,其研究人员与伦敦大学玛丽皇后学院的同行合作,利用超级计算机成功模拟了一个特殊的五维环形黑洞,这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像珍珠项链,膨胀的部分像珍珠,其余部分像珍珠串。这些“弦”会变得越来越细,直到“项链”断裂,变成一系列更小的黑洞。
在这个像项链一样的环形黑洞的背后,有一个赤裸裸的奇点,它是广义相对论的克星。
广义相对论是我们目前理解万有引力的基础。这个理论告诉我们,物质可以弯曲它周围的时空,重力就是这种弯曲的结果。从预测恒星的寿命到帮助我们导航的全球定位系统,爱因斯坦广受赞誉的公式是不可或缺的。自100年前诞生以来,这一理论经受住了各种考验,但它仍坚持解释奇点的存在。
所谓的奇点是指重力如此强大,以至于空间、时间和物理定律失效的地方。广义相对论预言奇点存在于黑洞的核心,并被黑洞的地平线所包围。因此,只要奇点仍然隐藏在地平线后面,它们就不会引起麻烦,广义相对论也将成立。
但是宇宙不会总是满足人们的愿望。如果一些奇点没有被地平线所包裹,也就是说,有所谓的裸奇点,会怎么样?这意味着一个物体会因为无限的密度而坍塌,这将推翻现有的物理定律。
理论物理学家已经假设,这种赤裸裸的奇点可能存在于更高维度的宇宙中,也就是说,除了人类目前所知的四维时空之外的维度:五个、六个、七个甚至十几个...
这一次,科学研究人员的模拟证明这是非常可能的。他们用超级计算机在五个维度上全面解释爱因斯坦的广义相对论。最后,人们发现,在大多数情况下,一个五维环形黑洞会坍缩成一个球体——在这种情况下,奇点仍然会被地平线包围。然而,当环形黑洞如此不稳定,以至于看起来像一条拉长的项链时,这条“项链”最终会分裂成几个更小的黑洞,形成一个裸露的奇点,而不会打破广义相对论的预测。
如果这样的“项链”黑洞真的存在,人类需要下一个“爱因斯坦”来重新解释宇宙。
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