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质疑相对论 黑洞奇点可能不存在

www.ohmcn.com 2008年5月23日

    

  新的理论工作表明,黑洞的引力牵引并非是永恒的

  黑洞可能是宇宙中最危险的地方。根据爱因斯坦的广义相对论学说,它们是如此强大,能够扭曲空间与时间,能够将大量的物质与能量压缩到一个很小的点——奇点,没有任何物质能够从中逃脱,即便是光也没有可能。换句话说,通往黑洞的道路只有单行线。但事实真的如此吗?

  至少斯蒂芬·霍金是这么认为的。在上世纪70年代,这位杰出的英国物理学家曾假设,黑洞最终——其时间尺度将持续数万亿年——将消失得无影无踪。对于霍金的假设来说,其中最大的一个问题便是与量子力学的矛盾——根据量子力学的一条基本原则,信息是不会消失的。霍金始终无法化解这一矛盾,终于在几年前,他放弃了自己关于信息消失的假设。

  如今,美国宾夕法尼亚州立大学的物理学家指出,霍金放弃这一想法的做法是正确的。通过对量子力学的一个分支——量子引力——进行深入研究,Abhay Ashtekar和同事Victor Tavares、Madhavan Varadarajan计算出奇点是不可能存在的。根据相对论,奇点从本质上说是时空结束的边界。在此前提下,没有任何物质能够逃离奇点。但是Ashtekar的研究小组通过复杂的计算证实,奇点的存在是不被量子引力所允许的。这意味着,尽管黑洞的中心可能非常致密,但还不足以永远俘获住所有信息。Ashtekar表示:“量子时空并非终结于一个奇点。”

  研究人员在5月20日出版的《物理评论快报》上报告了这一研究成果。这项发现对于量子力学研究而言无疑是一个好消息,这是因为它支持了信息不会永远消失这一理论。但是,对奇点产生的疑问却给相对论带来了麻烦。Ashtekar指出,如果黑洞不是一个奇点,那么由爱因斯坦所描述的时空统一体则只能是一个近似值了。这或许并不是一件坏事。Ashtekar说:“这项研究成果为许多新的解释敞开了一扇大门。它或许将引领物理学研究超越爱因斯坦。”

  马里兰州格林贝尔特市美国宇航局(NASA)戈达德空间飞行中心的天文学家Kimberly Weaver指出,研究小组的工作非常令人着迷,这是由于它为真实探测黑洞提供了一个数学基础。她说:“黑洞是如此神秘,这恐怕是我们能够了解其内部结构的唯一途径。”Weaver表示,天文学家将寻找黑洞消失的证据。如果真是这样,“我们或许能够看到信息的存在,那真太让人感到兴奋了”。

 
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