國際在線報道:黑洞是愛因斯坦的廣義相對論最著名的推斷之一。
美國一位科學家最近在權威科學期刊《自然》上斷言——“黑洞不
可能存在!”是狂妄的主觀臆斷,還是禁得起科學驗證的真知灼見
?
錢德拉望遠鏡拍攝到的巨大黑洞
黑洞是科幻小說的重要素材之一,而且很多人以為天文學家已經間
接地觀察到了它們。但是,美國加州的勞倫斯—利弗莫爾國家實驗
所的物理學家喬治.查普林指出,這些可怕的時空裂縫不存在,也
不可能存在。
所謂黑洞其實是“暗能量星”
在過去的一些年中,對於星系的運動的觀察已經顯示:宇宙約70%
似乎是由一種未知的“暗能量”組成。暗能量推動了宇宙的加速膨
脹。
藝術家想像中的超級黑洞大爆發
長期以來,巨大的�甯P的死亡一直被認為能夠產生黑洞,但查普林
認為,事實上它導致了含有暗能量的星體的形成,他聲稱:“黑洞
不存在基本上是可以確定的事。”
黑洞是愛因斯坦的廣義相對論的最著名的預測之一,它提出了引力
使時空彎曲的原理。廣義相對論預言,當大品質的�甯P達到極高密
度時,就在空間形成了一隻很深的“引力陷阱”,最終把空間彎曲
到這樣一個程度,以致附近的任何物體,包括光線在內被其吞滅,
就好像一個無底洞,這樣的天體稱為黑洞。在黑洞的中心是一個奇
點,那�堜狾釭漯娃鞈ㄢQ無限壓縮,時空被無限彎曲。
廣義相對論與量子力學的衝突
但是,愛因斯坦並不相信黑洞,查普林爭辯道,“不幸的是,他不
能清楚地說明為什麼。”問題的根源在於另一個20世紀物理學的革
命性的理論——量子力學,同樣也是愛因斯坦協助建立起來的。
在廣義的相對論中,並沒有一種所謂的“格林尼治時間”讓其他地
方的時鐘以同樣的速度轉動。相反,在不同的地方,重力讓時鐘以
不同的速度運轉。但量子力學主要是描述細微空間中的物理現象,
因而它只有在宇宙通用的時間的前提下才會體現其理論價值,否則
就沒有任何意義。
這個問題在“視界”——黑洞的邊界尤為顯著。對於一個遙遠的觀
察者而言,這裡的時間看似是靜止的。一艘掉入黑洞的飛行器在遙
遠的觀察者看來,似乎永遠地陷在了黑洞的邊界;但飛船中的宇航
員們卻能感覺到自己在繼續下降。“廣義相對論預示,黑洞邊界並
沒有發生任何變化。”查普林說。
然而,早在1975,量子物理學家們曾經提出爭議:在黑洞邊界確實
會發生奇怪的事情:遵守量子法則的物質對輕微干擾變得極為敏感
。“這一結果很快地就被忘記,”查普林說,“因為它與廣義相對
論的預言不符。但是實際上,它是完全正確的。”他認為,這種奇
怪的活動正是時空“量子相變”的證據。卓別林認為,死亡後的��
星並不會簡單地形成一個黑洞,而是在該時空內部,充斥著暗能量
,而且這具有一些有趣的重力的效應。
宇宙存在大量暗能量星
查普林稱,暗能量星的“表面”外看,它的“行為”與黑洞十分相
似,能夠產生強大的重力牽引。但是內部,暗能量的“負”重力可
能會引起物質重新反彈回來。而且查普林預言,如果暗能量星足夠
的大的話,任何反彈出的電子將會被轉變成為正電子,它將在高能
輻射中消滅其他電子。卓別林表示,這種情況可以解釋我們觀察到
的銀河系中心輻射現象。而此前對於這種現象,天文學家們認為是
銀河系中存在著一個巨大黑洞的證據。
查普林還認為,宇宙可能充滿著大量“原始”的暗能量星。這類星
體並不是由�甯P死亡而形成,而是由於時空自身的波動起伏所導致
的,就像是從冷卻的液態氣體中自然冒出的氣泡。這些與普通物質
一樣具有重力效應,但是無法被觀察到,它們就是人們經常提到的
暗物質。
來源:國際先驅導報
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