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黑洞到底存在吗?谁能取代黑洞?五个选项够吗?

作者:admin 发布日期:2019/6/30 关注次数: 二维码分享



黑洞是被无限包围的无限:黑洞是指体积无限小,密度无限大,时空曲率大到光都无法从其事件视界逃脱的天体。但是物理定律说信息是不能被摧毁的,所以如果没有东西能逃离黑洞……黑洞真的存在吗?就像专家说的他们确实存在(并且,我们应该强调,他们正以相当大的优势赢得这场理论上的竞赛),我们依旧还未见到过。如果大质量恒星坍缩时形成的巨大物体真的是别的什么东西呢?当你开始思考这个问题时,事物的走向真的不可思议,真的非常迅速。下面是我们所知的黑洞的五种替代品。

1、虫洞

黑洞中那个无限小的点被称为奇点,这对物理学家来说是个麻烦事。在1925年,科学家爱因斯坦和内森·罗森指出,你也许能避免撞到奇点上去,而穿过一个我们现在称为“虫洞”地方来到宇宙的另一区域。黑洞有一个事件视界:有一个围绕着奇点的不返回点,阻止信息的逃逸,造成了无法阻挡的信息破坏问题,即黑洞信息悖论。虫洞没有类似的事件视界。取而代之,无论什么事物进入虫洞,都会从另一端出来。

甚至有可能,我们探测到的引力波并不像我们想象的那样来自两个黑洞的碰撞,而是来自两个虫洞的碰撞。本月早些时候,来自比利时和西班牙的研究人员计算出,两个相互碰撞的旋转虫洞产生的引力波将与合并黑洞产生的引力波非常相似。唯一的差异是他们在时刻所发出的回声。引力波早是在2015年被LIGO探测到的,但在目前的配置下,该设备还不足以探测到这些回声。但科学家认为这是可能的,我们可能很快就能找到虫洞的回声。



2、模糊球

是的,模糊球。在解释模糊球,我们不得不进入弦理论的国度冒险。弦理论将宇宙中的每一个粒子重新想象成一个以特定频率振动的微小的弦环——以这种方式振动,你得到一个电子,以另一种方式振动,你得到一个夸克。模糊球是弦理论对于黑洞问题的答案:黑洞不是一个被事件视界围绕的奇点,整件过程是一个一个里面布满错综复杂的“弦”、表面模糊的球。更像的一颗行星,而不是洞。

那么如果你掉到其中一个里面,或者上面会发生什么呢?有些人说你几乎不会注意到。组成亚原子粒子的“弦”会与其他弦结合,形成具有相同特征的更长的弦。换句话说,你会变成一个自己的复制品,嵌在这个模糊的球体表面。至于你会有怎样的体验,谁也说不准。


3、玻色子

说到亚原子粒子,一个替代黑洞的竞争者是一颗由被称为玻色子的力载体粒子组成的恒星。虽然组成普通恒星的物质粒子(费米子)必须遵循特定的规则来排列自己,但玻色子可以紧紧地挤在一起,成为一个大的集体粒子,称为玻色-爱因斯坦凝聚体(这是我们在地球上的实验室里制造的)。如果这个神秘的东西形成了一颗恒星,它将是一个透明的、甜甜圈形状的小团,不发光,但具有强大的引力。就像黑洞应该做的那样。“玻色子恒星可以模拟黑洞,”理论学家史蒂夫·利布林告诉《新科学家》杂志。“我们可能被骗了。”

我们怎么知道?就像虫洞,碰撞玻色子恒星会产生一种足以说明问题的回声,足够灵敏的设备或许能够探测到这种回声。更令人兴奋的是,视界望远镜已经传回的数据,科学家们正在分析,可能会向我们展示一幅玻色子恒星的图片。它可能看起来非常像黑洞,我们无法分辨它们之间的区别,但它的透明性质可能意味着我们可以看到它中心的物质。这是黑洞无法做到的。


4、重力星

玻色子恒星可能只是理论上的,但至少它们是由我们所知的物质构成的。重力真空凝聚星就没这么幸运了(艺名:重力星)。理论上,黑洞是当一颗大质量恒星坍缩成一个奇点时形成的。重力星也被认为是由一颗坍缩的恒星形成的,只不过在坍缩的早期,恒星的常规物质变成了“外来物质”,使它不会完全塌陷。(顺便说一句,这和理论上用来打开虫洞的东西是一样的)。产物几乎和黑洞一样致密,但还不足以形成复杂的事件视界。至于探测它们,研究人员已经在2016年分析了重力星回波的引力波。“作为一名理论物理学家,我总是对新思想持开放态度,不管它有多么奇特,”德国歌德大学教授卢西亚诺·雷佐拉当时表示。与此同时,物理学的进步发生在理论与实验相冲突的时候。在这种情况下,重力星的概念似乎根本不符合观测结果。”


5、磁层永久坍缩的物体

2006年,一组研究人员观察了90亿光年之外的类星体:一种超亮、紧凑的物体,据信是由一个贪婪的黑洞产生的。然而,当研究小组探测类星体的结构时,却发现了一些问题。环绕该物体的发光吸积盘太宽,表明它是被磁力推出去的。黑洞不应该有磁场,而这个显然有。这表明这可能不是一个黑洞,而是一个叫做MECO的东西:一个磁层永远坍缩的物体。这个概念指的是,当一个坍缩的物体变得超密超热时,它产生的辐射会产生向外的压力,阻止它坍缩,使它成为一个热的等离子体球,而不是一个黑洞。然而,很难知道这个团队的假设有多准确。我们对黑洞的了解还不够多,无法知道它们与MECOs有多大的不同,所以要找到确切的证据还有很长的路要走。

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