美國一項最新研究稱黑洞根本就不存在
作為宇宙中最黑暗質量最密集的物質,黑洞點燃了不少人的想像力,為眾多科幻小說和電影提供了精彩的素材和設定。但來自美國科學家的一項新研究可能要讓這些人失望了:這名理論物理學家經過數學計算得出結論——黑洞根本就不存在。相關論文分別發表在著名的預印本網站ArXiv和《物理快報B》雜誌上。
“得出這個結論後,即便我本人都感到十分震撼。”提出這一理論的美國北卡羅來納大學教堂山分校理論物理學教授勞拉·梅爾西尼—霍頓這樣描述自己的感受。她說:“科學家們研究這個問題已經超過了50年,而這個解決方案給了我們許多新的思考。”
經典理論認為,黑洞是宇宙中存在的一種超高密度天體,由一個質量足夠大的恆星在能量耗盡後因引力坍縮形成。其中心是一個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小的奇點。圍繞在奇點四周的是一片空空如也的區域,這便是黑洞視界。
一個恆星形成黑洞的過程就像是把一個地球大小的天體壓縮成一個花生大的小球。根據愛因斯坦的相對論,黑洞會吞噬鄰近宇宙區域的所有光線和任何物質,只要進入黑洞視界就有去無回。
但這種解釋與另一種基本理論產生了衝突:量子力學認為,任何物理演化過程都應滿足因果律,即資訊是守恆的,沒有資訊能從宇宙中永遠消失。不少科學家試圖使用數學的方法來讓兩種理論形成統一,但都無功而返。自此,關於黑洞中的資訊是否丟失的問題就成了一個謎。
1974年,霍金通過量子力學的方法得出結論:黑洞不僅能夠吸收黑洞外的物質,同樣也能以熱輻射的方式向外“吐出”物質。而這種量子力學現象,就被稱為霍金輻射。
物理學家組織網9月25日(北京時間)報道稱,新研究中梅爾西尼—霍頓描述了一種全新的方案。她和霍金都同意,當恆星因自身的引力發生坍塌時會產生霍金輻射。但梅爾西尼—霍頓認為,發出這種輻射後,恆星的質量也會不斷地發生損失。
正因為如此,當這些恆星坍縮時就不可能達到形成黑洞所必須的質量密度。她認為,垂死的恆星在發生最後一次膨脹後,就會爆炸,然後消亡,奇點永遠不會形成,黑洞視界也不會出現。根本就不會存在像黑洞這樣的東西。
其實早在今年年初,霍金就曾通過論文指出在經典理論中黑洞是不存在的,他承認自己最初有關視界的認識是有缺陷的,並提出了新的“灰洞”理論。該理論認為,物質和能量在被黑洞困住一段時間以後,又會被重新釋放到宇宙中。
總編輯圈點
黑洞這一定義在經過漫長的時間推測後,已經慢慢被人們所接受。然而霍金今年年初發文否認黑洞的存在,取而代之提出了“灰洞”理論,這在物理學界掀起了不小的波瀾。
如今,梅爾西尼—霍頓直截了當地稱“根本就不會存在像黑洞這樣的東西”,這無疑成為又一枚重磅炸彈——儘管梅爾西尼—霍頓遠不及霍金出名。當然,想以一己之力推翻既有的理論並不那麼容易,需要更多有說服力的證據加以佐證。
這幅由藝術家繪製的影象描繪了一個位於星系中心的超大質量黑洞。圖中藍色區域是物質進入黑洞時所產生的輻射。圍繞黑洞的灰色結構被稱為環面,由氣體和塵埃組成。
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