探測迷你黑洞或可證明平行宇宙的存在

2021-01-15 中國科學院

  額外維度和平行宇宙的理論十分誘人,但驗證起來卻非常困難。日前一個理論物理學家團隊提出,可藉助大型強子對撞機(LHC)製造迷你黑洞來實現這一想法,揭開平行宇宙的秘密。相關論文發表在《物理快報B》上。

  這篇論文的作者是來自美國佛羅裡達大學的艾哈邁德·法拉格·阿里、加拿大滑鐵盧大學的米爾·費查和埃及亞歷山大大學穆罕默德·M。研究人員稱,證明平行宇宙存在的關鍵是在一定的能量水平下檢測到迷你黑洞。這不但能夠顯示額外維度的存在,還能支持弦理論及其相關模型。

  阿里稱,通常情況下,當人們思考多元宇宙時會認為,平行宇宙理論詮釋了量子力學,發現其中一個的時候,其他宇宙就會發生坍縮,因此無法進行測試。「這是哲學而不是科學,我們所說的是真正的平行宇宙,是在額外維度中存在的真正宇宙。」他說。

  論文稱,由於引力能夠流出我們當前所在的宇宙進入額外維度,這樣的模型可以通過迷你黑洞在LHC中進行檢測。因此,藉助引力虹理論(一種尚未寫入教科書的新理論)就能檢測並計算出產生迷你黑洞所需的能量。如果在預測的能量級別上發現迷你黑洞,就能證明引力虹和額外維度是真實存在的。

  眾所周知,LHC已經試圖製造出迷你黑洞,但一直未能成功。在論文中研究人員對此進行了解釋,他們認為這是因為在四個維度中產生黑洞所需的能量遠大於目前LHC所能達到的能級。此外,目前實驗中用來預測黑洞產生所需能量時採用的引力模型是不太準確的,且並未考慮量子效應。根據愛因斯坦的廣義相對論,引力可以被看作是空間和時間的曲率。我們宇宙中的引力能夠以某種方式流入額外維度。科學家們指出,空間和時間的幾何形態在普朗克尺度下會發生畸變。他們已經使用引力虹理論,對臨近普朗克尺度時時間和空間的變化進行了證明,並預測在那裡會出現迷你黑洞。

  利用引力虹理論,科學家們發現,在LHC中產生迷你黑洞所需的能量比先前認為的要多一點點。到目前為止,LHC已經對5.3TeV以下的能量做了測試。根據引力虹理論,這些能量還是稍微低了點。模型預測要在6維度空間產生黑洞需要9.5TeV的能量,而在10個維度中產生則需要11.9TeV的能量。由於LHC未來設計達到的能量級別可達14TeV,因此通過它製造出一個迷你黑洞還是可能的。

  論文稱,如果迷你黑洞是在LHC中發現的話,那就可以支持多種思路:平行宇宙、額外維度、弦理論和萬有引力彩虹——後兩種理論都是受到量子引力的影響。

  阿里說,如果LHC能在預計的能量等級中探測到迷你黑洞,這不僅會證明額外維度和平行宇宙的存在,也將解決著名的黑洞信息悖論問題。解決這個悖論是可能的,因為,在引力虹模式,迷你黑洞有最小半徑是它所收縮不了的。然而如果沒能在預測能量水平檢測到黑洞,科學家將需要對上述進行重新的思考。這意味著以下三種可能性中只有一種為真:一、額外額度不存在;二、額外維度存在,但小於預期;三、引力虹的參數需要修改。在理論物理學的世界裡,永遠只有一個解釋,這同樣也適用於這個問題。

相關焦點

  • 祖父悖論和黑洞悖論,平行宇宙是否存在?或許能夠得到證明
    所謂平行宇宙,指的是在我們所處的這個世界之外,還有許多個一模一樣的世界。這些世界與我們世界不同之處就在於時間流速,當我們對一件事情做出改變的時候,就會引發另一個宇宙的出現,因此平行宇宙是無窮無盡的存在。
  • 科學家可以證明,大量微小的原初黑洞充滿了宇宙
    科學家認為,宇宙充滿了微小、古老的黑洞。這些來自時間之初的微小黑洞,被稱為原初黑洞,科學家可能可以證明它們的存在。原初黑洞在幾十年前提出,現在它被作為暗物質的潛在候選者,又被重視了起來。
  • 科學家在南極又有新發現,或可證明平行宇宙的存在
    前些年,有一部非常經典的科幻美劇叫做《危機邊緣》,這部美劇講述的是關於平行宇宙的故事。當兩個宇宙的通道被打通,等待著人們的或許便是危機的降臨。在劇中,編劇想要告訴人們的觀點是,如果兩個世界都知道了對方的存在,二者沒有辦法同時倖存下來,它們必須毀滅掉一個。
  • 暗物質由迷你黑洞組成?
    不過,最近一種較為新穎的解釋引發廣泛關注:暗物質是由大爆炸誕生原始迷你黑洞組成。  這則來自國外媒體報導稱,暗物質是宇宙中神秘額外發送質量,它們不釋放光線,但會產生引力作用,實際上可能是由起源於宇宙大爆炸的原始黑洞構成,這些微型迷你黑洞的誕生可能與希格斯玻格色子有關。
  • NASA科學家新發現,有東西在時間中「逆行」,或證明平行宇宙存在
    在很多的科幻作品中經常會出現多重宇宙或者平行宇宙的概念,例如多重宇宙就可以用來解釋宇宙的邊界、宇宙之外的問題。科學上也一直在探尋平行宇宙存在的證據,但一直以來都鮮有進展。最近有媒體報導稱NASA科學家團隊發現了平行宇宙存在的證據,那麼事情到底是怎麼回事哪?
  • 科學家提出驚人理論:宇宙中並不存在「黑洞」
    科學家提出驚人理論:宇宙中並不存在「黑洞」然而,黑洞理論的創始人史蒂芬·霍金卻提出了驚人的言論,聲稱在宇宙中沒有「黑洞」,只有「灰洞」。該理論來源於一篇名為《黑洞的信息保存與氣象預報》的調查論文中,是霍金對黑洞的研究成果之一,他認為黑洞其實是一個擁有極端物理環境的「灰色地帶」。  質能進入黑洞中後還會「回到」宇宙中,我們此前對黑洞的邊界理論認識是有待改善的,黑洞或不會永久性地保存質能信息,在某個時候會「釋放」出來。
  • 宇宙中的黑洞,進入黑洞後是平行宇宙?
    再後來,隨著量子場論的發展,以及拓撲學和宇宙學的結合,很多物理學家,比如霍金、基普索恩等都論證了蟲洞是可以穩定存在的,並且是可穿越的。滿足某些條件以後,甚至可以存在宏觀上看得見的大型蟲洞,比如索恩(就是那喜歡和霍金打賭的諾獎得主)就和學生莫裡斯搞出一個「莫裡斯-索恩蟲洞」理論,從外觀上看起來,這是一個球體,由一種奇異物質撐開,只要你鑽進這個球,就可以實現星際穿越!
  • 黑洞裡有無限個分形宇宙?比平行宇宙更詭異,真有這樣的黑洞嗎?
    在這個宇宙中,沒有什麼天體比黑洞更加詭異了。這種無所不吞的神秘天體,擁有著一個事件視界,可以讓內部所有的光都無法逃脫,成為了人類不可探測的鬼蜮。進入黑洞到底會怎麼樣,沒有人知道。有人說黑洞連通著蟲洞,可以讓一個人穿越時空。更有甚者,認為黑洞裡還有另外的宇宙。
  • 平行宇宙一直存在,但想進平行宇宙太困難
    首先,我們要了解平行宇宙到底是什麼?平行宇宙可以理解成是從某個宇宙中分離出來的「另一個宇宙」,與原宇宙平行存在著的既相似而又不同的其他宇宙。
  • 為什麼弦理論認為存在平行宇宙?
    儘管人類在地球上生存了幾十萬年,但我們從來沒有發現外星人,這引發了一個問題:人類在宇宙中是孤獨的嗎?從理論上來說,這似乎講不通,如此浩瀚的宇宙,怎麼會只有人類存在呢?那麼,弦與平行宇宙到底有什麼關係呢?科學家認為,這6個隱藏維度的每一種排列都創造了1個獨特的宇宙,捲曲維度存在著幾乎無限可能的排列,意味著有數量巨大的宇宙存在,而且這個數量每秒都在增加。
  • 為什麼弦理論認為存在平行宇宙?
    從理論上來說,這似乎講不通,如此浩瀚的宇宙,怎麼會只有人類存在呢?但試想另一種可能性,如果有非常多的宇宙同時存在,而人類隻身在其中一個宇宙,是不是就可以解釋我們的孤獨?這可能是「弦理論」試圖告訴我們的。事實上,原子由質子、中子和電子組成,它們很小,以至於1億個氫原子排列在一起才等於你指甲的寬度。
  • 平行宇宙真的存嗎?10種證據證明平行宇宙可能真的存在!
    平行世界的存在與否,至今讓人疑慮重重。但是,下面這10種有說服力的證據證明平行宇宙可能真的存在。10. 多重世界理論 The Many Worlds Theory  1957年物理學家Hugh Everett用量子力學提出了多重現實的理論,他表示在他們的世界裡可以有許多不同的過去與未來。
  • 或存在一顆迷你黑洞,只有一個柚子大小!
    科學家卻發現,宇宙中或許存在一顆迷你黑洞,只有一個柚子的大小,這是真的嗎?太陽系或存在「第九大行星」雖然如今的科學技術突飛猛進,科學家在探索宇宙的過程中也發現了很多的行星。但某些體積較小的行星是非常難探測的。
  • 平行宇宙真的存在?NASA發現大爆炸的平行領域的粒子,或許能證明
    在多元的宇宙中,很有可能存在著一個與我們現在可以觀測到的宇宙一模一樣的宇宙,那就是平行宇宙。平行宇宙或許真的存在人們對平行宇宙的好奇,使得人們紛紛尋找可以證明它存在的證據。近幾年來,越來越多的證據被人們所發現,這些證據表明,平行宇宙或許真的存在。
  • 平行宇宙真的存在嗎?科學理論中的七種平行宇宙哪種真實存在?
    因此,就在我們所處的宇宙中就存在了一個可觀測宇宙和一個不可觀測的宇宙,但它們共同構成了我們所處的宇宙。我們的可觀測宇宙是指我們所能看到的最遠的距離構成的一個以我們為中心的球體,它的半徑大約是光行距離138億光年,而由於宇宙的膨脹,它現在的實際半徑已經膨脹到了大約465億光年。對於465億光年外的宇宙,目前是不可觀測的,它跟我們沒有任何交集。
  • 奇怪的「宇宙空洞」,直徑10億光年,可能是平行宇宙存在的證據
    目前人類發現的最大宇宙結構被稱為「武仙-北冕座長城」,它是可觀測宇宙中最大的已知結構,這個宇宙長城由無數的星系組成,整體長度可能綿延超過100億光年,佔據了整個可觀測宇宙的10%,如此巨大的宇宙結構引起了科學家的質疑
  • 平行宇宙被NASA證明存在了?這事到底是真是假?
    前段時間有一則炸裂的新聞,說是NASA的科學家證明了平行宇宙的存在。平行宇宙的理論已經墨跡了幾十年了,終於跑出來作妖了。小編去查了一下,結論是確實有一個現象可以用平行宇宙的理論來解釋,可能是真的,但並不能真正的下結論。
  • 平行宇宙被NASA證明存在了?這事到底是真是假?
    前段時間有一則炸裂的新聞,說是NASA的科學家證明了平行宇宙的存在。平行宇宙的理論已經墨跡了幾十年了,終於跑出來作妖了。當然這個結論也不是最近才得出的,在2014年開始就已經有這個現象了,經過長期的研究和總結,他們才得出了這可能是平行宇宙的粒子的結論。和平行宇宙有什麼關係如果存在一個平行宇宙,它的時間是倒流的,就能解釋這個現象。
  • NASA疑似在南極發現平行宇宙的證據!平行宇宙真的存在嗎?
    而最為宏大的世界觀莫過於我們所處宇宙的存在形式了!一般認為,我們所處的宇宙來自於一個奇點的大爆炸,經過無數年的膨脹後慢慢形成了我們現在的宇宙,而且宇宙現在依然處在膨脹之中,這就是已故物理學家霍金提出的「宇宙大爆炸」理論!
  • 一個奇怪的宇宙!科學家發現迷你分形宇宙可能位於帶電的黑洞內
    黑洞也許是我們宇宙中最奇怪、最難理解的一個存在,我們對它的了解幾乎是太皮毛了,很多都還是未知。它們具有如此巨大的潛力?與從蟲洞到新的嬰兒宇宙的一切事物都有聯繫?科學家發現迷你分形宇宙可能位於帶電的黑洞內但是,就像這些已知物體一樣奇怪,甚至可以想像到更奇怪類型的黑洞。在宇宙的一個上下顛倒的假設版本中,可能存在一種奇怪的黑洞類型,比MC Escher草圖更奇怪。現在,一組研究人員投入了所謂的帶電黑洞的科學核心,發現了許多驚喜,包括時空的地獄和奇異的分形景觀……甚至還有更多。