黑洞中央奇點被發現 或為宇宙中最小單位/圖

2020-11-23 中國青年網

黑洞中央奇點被發現 或為宇宙中最小單位/圖

 

　　在人類文明的發展過程中，什麼是世間最小的事物一直是經久不衰的問題，人們曾經認為我們所看到構成建築基礎的沙粒是最小的物質，然後當原子被發現後，一度被認為是不可再分的粒子。但當物理學家湯姆遜發現電子及其亞原子特性後，陸續解開了質子、中子和電子等亞原子粒子的奧秘，直到現代物理學家們發現質子和中子又可分為三個夸克，如中子由下夸克和上夸克構成。

　　根據劍橋大學高能物理學教授、物理學家安迪·帕克（Andy Parker）介紹：;我們似乎一直沒有觀察到夸克內部的情況，是否已經達到宇宙物質最基本的內層結構了呢？即便夸克和電子是不可分割的，那麼科學家們也不知道它們已經是宇宙中最小的物質單位，或者宇宙中還存在更加精細的結構未被發現。;

　　在實驗中，科學家們觀察到諸如夸克和電子這樣極小的粒子看起來似乎沒有看見分布，就像一個質點物質，但點狀物質具有更加複雜的物理定律，因為無限靠近一個類似亞原子粒子的點時，受力情況就會變得無窮大，而科學家則討厭這樣的無窮大。現在，一個被稱為超弦的理論可以解決這個問題，超弦理論認為亞原子粒子是處于振動狀態的多維時空循環，這樣便解決了無窮大的問題，使得該理論被物理學家認為是個有吸引力的想法，但目前沒有實驗證據顯示該理論是正確的。

　　另一個種解決點狀粒子物理問題的方式可認為時空並不是連續和光滑的，實際上目前科學家認為時空是由一個個類似照片像素狀的起伏構成的，有時也可稱其為;時空泡沫;。在這種情況下，兩個粒子明顯不可能無限接近，因為它們之間總是要隔著一個最小單位的時空泡沫。

　　那麼宇宙中何種物質是最小的結構單位呢？科學家認為黑洞中心的奇點或是一個有力的競爭者。當物質都坍縮在一個足夠小的時空中時，黑洞便形成了，並由其引力開始統治這個時空區域。根據當前的物理學定律，最終在引力的作用下，這個奇點將會變的一個密度無窮大的點。但是大多數宇宙學家並不認為黑洞是真正具有高密度屬性的天體，而是廣義相對論和量子力學在黑洞問題上產生了衝突，因此通過量子引力論才能揭示黑洞的真實本質。

　　物理學家安迪·帕克猜想黑洞中央的奇點比夸克小得多，但他並不相信奇點擁有無窮大的密度，奇點可能遠比我們目前所知的最小亞原子粒子單位小，如果奇點真實存在的話，或與超弦理論中的最小單位概念基本相當。超弦理論、奇點甚至連宇宙的時空泡沫被認為差不多與普朗克尺度相當，一個普朗克長度為1.6×10的負35次方（米），是一個令人無法理解的微小尺度，但其卻影響著物理學的方方面面。

原標題:黑洞中央奇點被發現 或為宇宙中最小單位「圖」

責任編輯：張錫

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  • 宇宙大爆炸中的奇點和黑洞中的奇點是一樣的嗎?
    最根本的區別就是黑洞中心奇點是處在黑洞裡的奇異時空裡，本質上它還是處在時空當中，雖然它把周圍時空彎曲得很嚴重，但並沒有把周圍整個時空卷進奇點裡。而宇宙大爆炸奇點則不同，它並非處在時空裡面，而是它本身包含了一切，除它以外，宇宙一無所有。
  • 黑洞中有個奇點,宇宙起源也是奇點,那麼黑洞是宇宙的起源嗎?
    現代量子力學認為，宇宙起源於虛無中的量子漲落，起源於真空中爆發的奇點。奇點是什麼，就是一個體積無限小，曲率無限高，溫度無限高，密度無限大的存在。宇宙奇點和黑洞奇點都是這樣表述的，看起來差不多，但產生的原因和根源卻有很大區別。
  • 黑洞奇點和宇宙大爆炸奇點有什麼不同?宇宙奇點的來源或也是黑洞
    實際上無論是宇宙誕生的奇點還是黑洞中的奇點，都還只是理論中的推測，而且都有不可觀測性，所以我們只能理論推測這兩種奇點有什麼相同和不同之處。黑洞的奇點是黑洞中的物質匯聚點，它被認為是體積無限小而密度無限大，它的產生是由於黑洞的產生才形成的；而宇宙大爆炸的奇點也被認為是宇宙中物質能量最初的匯集之處，也可以認為它是體積無限小和密度無限大，所以黑洞的奇點和宇宙誕生的奇點說起來也是很相似的。
  • 黑洞中的奇點是什麼?
    （抵抗力）都抵禦不了自身的引力，最後坍縮成這一點，這應該就是題主所說的黑洞中的「奇點」，這個奇點與宇宙大爆炸的奇點很類似，但我認為還是有所不同，黑洞的質量是有限的，所以它的「奇點」的質量不可能無限大（實際上宇宙是有限的，它的質量也不可能是無限的，因此宇宙奇點的質量也不應該是無限的）。
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  • 宇宙大爆炸前奇點與黑洞奇點都是由物質組成的嗎?
    奇點是一個無限小的事物，無限小就是不知道有多小。人類理論上最小的尺度就普朗克尺度，即10^-33釐米，小於這個尺度對於人類就沒有任何意義。而質子的尺度為1.6~1.7×10^13釐米，距離人類理論最小尺度還有20個數量級。但無限小就是比普朗克尺度還要小。
  • 黑洞的體積並非黑洞的實體,黑洞的實體是奇點,奇點有多小?
    黑洞是宇宙中客觀存在的一種天體，黑洞的體積有大有小。最小的黑洞小到瞬間就能被蒸發殆盡，而大的黑洞則可以主導整個星系的運行。每一個星系的中心都存在著一個星系級的黑洞，它依靠自身強大的引力來使周圍的物質高速運轉，而這些物質又帶動外圍的天體運行起來，以此類推，一個星系便開始了有序的運行。宇宙中黑洞的體積有大有小，但是這裡所說的體積實際上並不是黑洞的實體，而指的是黑洞視界的體積。
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    何為奇點呢？奇點是一個密度無限大、溫度無限高、時空曲率無限大的點，我們無法用現有的常識來試圖了解這個點是一個怎樣的存在，任何已知的物理定律在奇點中都是失效的。由於某種平衡被打破，奇點爆炸了，一瞬之間，物質、能量、時間和空間噴湧而出，宇宙誕生了，在之後漫長的歲月中，宇宙不斷膨脹，越來越大，物質不斷凝聚，天體、星系逐步誕生，才有了今時今日我們所見的宇宙。宇宙很大很大，可觀測宇宙的半徑達到了465億光年，那麼產生如此巨大宇宙的奇點有多大呢？很小很小。奇點很小，目前關於奇點大小的推論並沒有一個具體的數字。
  • 如果宇宙質量為王，那為什麼靠近小黑洞更容易被撕碎？
    1915年，愛因斯坦發表了廣義相對論，代替了牛頓的萬有引力，把引力由力的作用轉變為時空的幾何。因此，引力也成為了當時宇宙最令人費解的概念之一，它並非某種看不見的、超距的力，而是因為宇宙中的物質或能量扭曲了空間的結構本身產生的幾何性質。
  • 如果宇宙質量為王,那為什麼靠近小黑洞更容易被撕碎?
    1915年，愛因斯坦發表了廣義相對論，代替了牛頓的萬有引力，把引力由力的作用轉變為時空的幾何。因此，引力也成為了當時宇宙最令人費解的概念之一，它並非某種看不見的、超距的力，而是因為宇宙中的物質或能量扭曲了空間的結構本身產生的幾何性質。如果問宇宙中曲率最大的區域在哪，你可能都知道黑洞的曲率最大，因為黑洞的質量大。
  • 宇宙中的黑洞，進入黑洞後是平行宇宙？
    萬有引力是人類發現的第一種基本力，是迄今發現的四種基本力中的一種，艾薩克·牛頓最偉大之處，就是發現了萬有引力，並給出了它的定律。牛頓在1687年出版的《自然哲學的數學原理》一書中，提出了萬有引力定律，這個定律啟蒙了人類文明，揭示了世上萬物的運動規律，指導了人間科學三百多年。萬有引力的本質是質量對時空的扭曲。
  • 如果宇宙來源於奇點大爆炸,奇點哪來的?科學家猜測或許在黑洞裡
    大家好，我是科學菌，很高興跟大家一起探索宇宙奧秘。今天小編要帶大家了解的是：如果宇宙來源於奇點大爆炸，奇點哪來的？科學家猜測或許在黑洞裡對於宇宙的起源，普遍讓大家所接受的一個理論就是奇點大爆炸。也就是說，宇宙在那一個瞬間就誕生了，而且速度非常快的向外膨脹。只是如今宇宙也依然在向外膨脹過程中，在未來到底宇宙能擴張到什麼地步，是一個未知數。那麼有些人就非常的奇怪，既然說奇點能夠大爆炸成我們的宇宙，那這一個奇點到底有多大？
  • 宇宙最小的物質是什麼？有多小？
    宇宙最小的物質是什麼？這個曠日持久的問題，其答案伴隨人類科學發展而不斷進化。人們曾一度認為我們肉眼能見到的沙粒是最小的物質。原子的發現被一度認為是不可分割的，直到它被分裂，發現原子內部分為質子，中子和電子。同樣，這三種粒子似乎也被認為是最基本的粒子。但之後科學家發現質子和中子是由三種夸克組成。
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    奇點的引力是無限強的，任何靠近它的物質都會被拉過去。幸運的是，奇點都是包裹在事件視界之內的。自從天文學家發現黑洞以來，人們就一直在想：有沒有可能存在裸奇點，也就是說在沒有相關視界的情況下形成一個奇點。裸奇點是一個非常危險的地方，因為它的存在會使許多物理定律被打破，會危及到整個宇宙。
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    導讀：黑洞是一種神奇的天體，它無時無刻不在吞噬各種物質，但卻沒有人知道這些物質去了哪裡！它強大的引力甚至連光都無法掙脫，所以我們無法直接觀測到黑洞的存在，只能通過黑洞與周圍物質的作用來推測它的存在！除此之外，科學家還發現了一個神奇之處：黑洞的密度可能很小！我們知道，一個物體質量與體積的比值被稱為密度，可以說密度是對特定體積內的質量的度量。
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    2020年的諾貝爾物理學獎帶我們發現宇宙探索的又一「高光時刻」——黑洞和銀河系「最深處的秘密」，三位獲獎者的開創性發現，為我們提供了迄今為止最令人信服的證據，證明銀河系中心存在一個超大質量黑洞。銀河系中央的至暗奧秘我們的銀河系是一個棒旋星系，其中包含4000億顆恆星、大量的星團、星雲，同時還包含著無數的星際氣體和星際塵埃。太陽系所處的位置是銀河系的邊緣地帶，從地球出發，我們去往銀河系的銀心，至少需要2.6萬光年。銀心位於人馬座、蛇夫座與天蠍座三個星座中，是銀河系環繞的中心區域，同時也是整個銀河系中最明亮的區域。
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    如果大量的物質聚集於空間中的某一點，這個點的周圍會存在一個「界面」，若是有物質包括光線掉進這個「界面」裡，就無法出來。這個界面，科學家稱其為「視界」。物質一旦進入，就會頭也不回地向著「奇點」聚集，物質將全部坍縮至中心奇點。
  • 黑洞衝擊!什麼是黑洞?黑洞的奇點之外可能有外星文明嗎?
    黑洞仍然是我們在宇宙中所見過的最神秘的實體，這使得一些人推測，在黑洞的奇點之外可能存在外星文明。黑洞：美國宇航局終於開始了解黑洞。黑洞是真空的反義詞，相反，它是一個難以想像的數量的物質擠在幾乎無限小的空間。
  • 黑洞奇點和大爆炸奇點有什麼區別?
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  • 黑洞奇點和大爆炸奇點有什麼區別？
    包含了宇宙中的全部物質和能量。然而，天文學家和物理學家相信，在最短的那幾分之一秒之後，強大的核力和電磁力便分開了，這很可能導致宇宙開始膨脹。大爆炸創造了空間、時間和我們現在所知道的全部物質和能源。黑洞奇點是在一顆質量非常大的恆星的核心坍塌出一個事件視界後形成的。由於這些奇點是極小的，他們擁有無限的密度。