宇宙黑洞中心或無奇點 圈量子引力理論震驚學界

2020-11-25 中國青年網

根據科學家最新的項目研究顯示，宇宙黑洞的中心或許根本就不存在密度無窮大的「奇點」，這是一個基於圈量子引力理論的新發現。該理論的推出，讓宇宙探索邁出了全新的一步。…… 【科技訊】11月29日消息，根據科學家最新的項目研究顯示，宇宙黑洞的中心或許根本就不存在密度無窮大的「奇點」，這是一個基於圈量子引力理論的新發現。該理論的推出，讓宇宙探索邁出了全新的一步。


　　據科學家分析認為，圈量子引力理論是一種試圖把量子力學和廣義相對論統一起來的主流理論。科學家認為，黑洞的中心僅僅是一個高度彎曲的時空區域。這也是長期以來，人們孜孜以求的用量子引力化解黑洞「奇點」的方法。

　　正如圈量子引力把宇宙大爆炸的「奇點」看做通往其它宇宙的橋梁一樣，黑洞中的「奇點」可看做是通往宇宙其它區域的通道。

　　然而，目前科學家利用的模型還非常簡單，僅僅由高度彎曲的時空構成，而不包含真實的物質。該模型是高度球對稱的，而不像真實的黑洞那樣由於具有自轉，從而導致失去球對稱結構。因此，科學家下一步的任務就是增加該模型的複雜性，把物質和非對稱因素考慮進去，期待得到更加符合實際的結果。

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    你也可以用金屬線拼圖來困住我如果黑洞信息丟失是一個宇宙偵探，那麼量子理論將是受害者。史蒂芬·霍金在上世紀70年代初證明，如果把量子理論與引力結合起來，就會發現黑洞一定會釋放出熱輻射。這種「霍金輻射」是由粒子組成的，除了溫度它們不包含任何信息。因此，當一個黑洞完全蒸發時，所有關於黑洞內部物質的信息最終都必須被摧毀。
  • 量子+引力=？
    它不僅成功地解釋了牛頓引力理論無法解釋的難題，還做出了許多令人驚嘆的預言，比如遙遠星光在經過太陽時會發生偏折，又比如宇宙中存在著匪夷所思的奇異天體——黑洞。在過去的100多年中，廣義相對論的預言一一得到驗證，最近的成果包括了2015年首次探測到的引力波，以及2019年拍攝到的黑洞。
  • 量子 + 引力 = ?
    愛因斯坦的廣義相對論是現代物理學的另一大支柱，它告訴我們引力是時空彎曲的結果。它不僅成功地解釋了牛頓引力理論無法解釋的難題，還做出了許多令人驚嘆的預言，比如遙遠星光在經過太陽時會發生偏折，又比如宇宙中存在著匪夷所思的奇異天體——黑洞。
  • 圈量子引力理論的起源——惠勒-德維特方程
    不誇張地說，在21世紀，理論物理學家的終極目標就是找到一個能夠融合廣義相對論和量子力學的新理論，或者叫量子引力理論。事實上，這項工作起始於上世紀三四十年代，但至今進展緩慢。很多觀念得以澄清，一些技巧和一些一般性的概念也得以鞏固，並且，一些成果也逐漸顯露了出來，比如說超弦理論、M理論和圈量子引力理論等。如果要將為量子引力理論做出貢獻的物理學家的名字全部列出來，那將是一份非常長的名單，如果一定要從中挑出一位為之做出最大貢獻的科學家，那麼這個人一定是約翰·惠勒——一位橫跨20世紀物理學的傳奇人物。
  • 量子+ 引力 = ?
    它不僅成功地解釋了牛頓引力理論無法解釋的難題，還做出了許多令人驚嘆的預言，比如遙遠星光在經過太陽時會發生偏折，又比如宇宙中存在著匪夷所思的奇異天體——黑洞。在過去的100多年中，廣義相對論的預言一一得到驗證，最近的成果包括了2015年首次探測到的引力波，以及2019年拍攝到的黑洞。
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    近日點進動在水星上最為明顯，觀測值為每100年進動大約5600角秒。然而，根據牛頓引力理論，水星近日點每100年的進動值比觀測值少了43角秒。雖然差距不大，但已經表明萬有引力定律不是完美的引力理論，它存在缺陷。
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    不僅因為愛因斯坦提出的等式極難解開，還因為該理論與另一項重大的物理學成就——量子理論相衝突。問題在於，粒子都具有量子性質。例如，它們可以同時身處兩地。這些粒子也擁有質量，有了質量就會有引力。但由於引力沒有量子性質，我們無法弄清一個處於量子疊加態的粒子的引力大小。
  • 愛因斯坦理論被推翻?黑洞中心到底是什麼?科學家有了新理論!
    愛因斯坦理論被推翻？黑洞中心到底是什麼?科學家有了新理論！黑洞是宇宙中最神秘的地方之一; 這是個空間和時間結構嚴重扭曲的地方，甚至光都逃不過它。根據愛因斯坦的廣義相對論，在黑洞的中心有一個奇點，許多恆星的質量被壓碎成一個零大小的體積。
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  • 一文看懂:重力、引力、引力子、弦理論、圈量子引力論之間的關係
    ，並且是引力的產生源，不過這個是個假設的理論，雖然可以完美的解釋引力的來源，把宏觀世界和微觀世界都統一起來，但還是有非常大的實驗證實的問題，因為引力子這個東西可以說是基本上不可被測的，那量子引力理論又有兩派不同的意見，分別是弦理論和圈量子引力論。
  • 探測量子引力：量子計算與黑洞之間令人著迷的聯繫
    這些實驗觀察不僅證實了理論預測，還帶來了一些新的知識，為進一步的研究提供了線索，比如我們預計天體物理源能夠產生可探測的引力波，但並不知道這些源在宇宙中有多普遍；我們有理由相信希格斯玻色子的存在，但仍然不能確定它的質量。　　量子引力的研究是理論先於實驗的極端例子。科學家對原子和亞核粒子尺度的量子物理已經有相當令人滿意的理解，但對於非常強的引力，目前還沒有得到實驗驗證的量子理論。
  • 什麼是量子引力理論?
    但粒子物理標準模型卻無法描述引力，引力一直無法被統一起來。目前描述引力最為精確的理論是愛因斯坦創立的廣義相對論，這個理論已經得到了包括引力波在內的等諸多宇宙現象的支持。目前，物理學家所要做的是就是要把四種基本力結合在一起，創立一種能夠描述一切的大統一模型。量子引力理論就是這樣一種理論，它想要把廣義相對論量子化，進而統一包括引力在內的四種基本力。
  • 廣義相對論與量子力學的終極矛盾——黑洞奇點
    黑洞根據廣義相對論，當大重量恆星結束核聚變，中心會坍縮到史瓦西半徑以內而形成黑洞，根據英國物理學家彭羅斯和霍金證明的奇性定理，黑洞中心會產生一個體積無限小，密度無限大的奇點，在奇點處時空終結，物理規律失效，這是一個預言中的奇異點，實際存不存在無從驗證，因為它永遠被黑洞視界包裹著，黑洞視界阻止了外界獲取內部的任何信息
  • 黑洞真的是無底洞?新理論認為掉進黑洞的物質可能會穿越時空
    ，黑洞的中心可能沒有奇點，相反，它們吸入的物質可能會在未來某個時候被吐向整個宇宙。同樣，雖然愛因斯坦的廣義相對論預言黑洞中心存在一個密度無窮大的奇點，但這是不可能的。在非常小的尺度下，必須要有一種新的引力理論作為指導。我們對這個新理論有一個總稱：它叫量子引力。量子引力這個名字意味著「最小尺度的引力」，但是這個詞語並不意味著一個特定的理論。不過已經有人提出了幾種特定的理論來描述微觀世界中的引力。其中一種被稱為環量子引力。