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奇异的素数可能隐藏在黑洞内
一篇新论文提出了质数在物理学核心的奇怪情况。
来源:LiveScience与物理学一样，数学也有自己的一组“基本粒子”——素数，它们不能分解为更小的自然数。它们只能被自身和 1 整除。
在一项新的发展中，事实证明这些数学“粒子”正在提供新的方法来解决一些物理学最深奥的谜团。在过去的一年里，研究人员发现基于素数的公式可以描述黑洞的特征。数论学家花了数百年的时间基于素数推导定理和猜想。这些新的联系表明，支配素数的数学真理也可能支配宇宙的一些基本定律。那么物理学可以用素数来表达吗？
黑洞是宇宙中最具毁灭性的引力的所在地。它们的中心有一个被称为奇点的点，经典物理学预测那里的引力一定是无限的，导致我们对空间和时间的理解崩溃。但在 20 世纪 60 年代，物理学家发现，紧接着奇点周围出现了一种混沌，它看起来与最近在素数中发现的一种混沌非常相似。
物理学家希望利用这种联系。 “我想说，许多高能物理学家实际上对数论的这一方面了解不多，”萨克雷理论物理研究所的埃里克·珀尔穆特（Eric Perlmutter）说。
在 20 世纪 80 年代末，物理学家开始怀疑是否存在一个物理系统，其能量水平可能基于素数。法国巴黎高等师范学院的物理学家 Bernard Julia 受到同事的挑战，要求找到由 zeta 函数描述的物理类比。他的解决方案是提出一种假设的粒子，其能级由素数的对数给出。朱莉娅将这些粒子称为“原粒子”，并将其中的一组粒子称为“原粒子气体”。这种气体的配分函数（系统可能状态的普查）正是黎曼 zeta 函数。