奇异的霍金辐射可能会抚平黑洞的锯齿状心脏

霍金的签名预测可能会阻止令人烦恼的奇点形成

来源:Science Magazine

这是物理学家长期存在的痛点:他们的引力理论、广义相对论预测黑洞一定包含奇点,即空间和时间无限扭曲且物理定律失效的点。许多研究人员希望,一种结合引力和量子力学的理论——如果能够被发现的话——有一天能够除去这根刺。然而,两位理论家独立认为,成熟的量子引力理论可能不是必要的。一点点量子力学——以霍金辐射效应的形式——可能就足够了,使黑洞能够形成、老化和蒸发,而不会产生奇点。

“如果你事先问我这样的结果是否可能,我会说不可能,”海德堡大学理论物理学家阿斯特丽德·艾希霍恩 (Astrid Eichhorn) 说,他没有参与这项研究。 “但事后看来,这是一个明显且引人注目的机制。”尽管如此,一些理论家表示,尽管对真实黑洞的研究已经蓬勃发展,但问题仍然没有得到解决,因为研究人员现在可以检测到黑洞碰撞产生的引力辐射。

根据阿尔伯特·爱因斯坦的广义相对论,引力的产生是因为行星和恒星等大质量物体扭曲空间和时间。自由落体的物体沿着最接近直线的物体穿过扭曲的时空,即称为测地线的无尽路径。对我们来说,这些测地线表现为抛球的抛物线或行星的椭圆轨道。

理论家试图解释奇点,例如,他们认为,奇点可能不会在不完全圆形的恒星坍缩中形成。然而,在20世纪60年代,英国著名理论家罗杰·彭罗斯表明,粗略地说,每当一颗坍缩的恒星产生事件视界时,它必定会产生一个奇点。