霍金為什麼說黑洞不存在?灰洞又是什麼 原來與這個理論有關

2020-12-05 樹上長的宇宙果

黑洞在宇宙中一直是十分霸道的存在,我們對它的了解知之甚少,從我們知道黑洞的存在至今,它的神秘感一直有增無減。霍金就在一篇文章中提到:宇宙中沒有黑洞,存在「灰洞」,該消息一經發出就引起了軒然大波。那麼灰洞究竟是什麼呢?

首先我們要先知道黑洞是什麼

如果要知道灰洞是什麼,我們得先認識黑洞。簡單來說:一顆質量超大的恆星在臨近死亡時,它的核心會迅速塌陷成一個奇點,這個奇點密度無限大但體積無限小,它會將周圍所有的物質吸到這裡,當連光線都會扭曲無法逃脫時——黑洞就誕生了。

而霍金則認為黑洞其實是一個擁有極端物理環境的特殊地帶,物質在被吸入黑洞後一定還會被吐出。即黑洞不會永久地保存吸入的物質,會在某個特定的時刻返還到宇宙中。該現象被霍金成為:黑洞的蒸發

灰洞是怎麼回事

在了解到黑洞產生與一顆質量超大的恆星有關時,科學家就提出了一種新的猜想:既然符合條件的恆星才有可能變成黑洞,那麼如果一顆恆星自身存在著某些缺陷,它在演變黑洞的過程中會發生什麼現象呢?

霍金的灰洞理論彌補了這一猜想的漏洞,他稱:「當大質量的恆星無法順利產生一顆正常黑洞時,有可能就會形成比中子星體積較小但密度更大的天體,這個天體的質量大致相當於三個太陽的質量。但由於坍塌量的不足導致沒有正常黑洞那樣的強大引力,只有40%的輻射會離開這個天體向宇宙中噴出。」霍金將這種看不見但質量大於三倍太陽質量的天體命名為灰洞。

防火牆悖論

我們之所以認為黑洞是黑的,是在於其事件視界上,那是一種間隔著時空的界限。只有視界之外的物質才會被我們觀察到,而視界之內則是一片空白,就連光都無法逃脫這個事件視界之外,所以我們才會認為黑洞是黑的。於是我們傳統的認為事件視界就如同一道防火牆一般,因此將之稱為防火牆悖論

霍金認為事件視界還存在缺陷,他在文章中寫道:經典理論中的光無法從黑洞中逃離,但量子理論中的能量和信息可以做到。灰洞理論則為防火牆悖論提供了堅實的理論後盾,因為灰洞並不擁有像完美黑洞那樣的超強引力,灰洞理論的出現也讓這個解釋變得合情合理。霍金還認為宇宙中不可能存在著十分完美的黑洞,因此就有了文章開頭霍金說的一段話:宇宙中沒有黑洞,存在灰洞。

仿佛漣漪一樣的外層就是事件視界

黑洞與灰洞的矛盾

許多物理學家對霍金的灰洞理論提出了質疑,他們認為「黑洞不存在」這個觀點並不完全正確,灰洞理論只是為了解決防火牆悖論的問題,而並非真的不存在黑洞。他們還表示,如果霍金的灰洞理論表述是正確的,那麼就不存在黑洞核心的奇點,甚至還會出現「一切事物都可以從黑洞中逃離」這個更加極端的現實。

但霍金表示黑洞中的物理特性本就不能以常規理論推斷,由於黑洞中的巨大引力,量子力學在此並不適用。這個解釋並不能得到這些物理學家的滿意,最終霍金給出了一個更具說服力的答案:黑洞自身一定不會完全關閉,黑洞釋放出的熱量中包含著其中的物質信息,並且這些物質信息會用極漫長的時間才能完全釋放出去。

其實不止黑洞理論,宇宙中的每一個理論的建立都經過了無數代科學家的爭論與探究。黑洞作為宇宙中的神秘天體之一,也讓許多科學家為求揭開它神秘的面紗而終日埋頭計算。雖然每天面對著大量的枯燥數據,但大多數科學家心態都很樂觀:「可能就在明天,我們就會得出新的研究結果啦」他們堅定地說。

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