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理论研究提示,时空“晶体”可能是某些罕见黑洞的起源
通过将广义相对论引入更高的维度,三位物理学家证明了时空几何中涟漪的数学模式可以产生裸奇点和微观黑洞。
来源:LiveScience一项新的理论研究为时空几何波纹的数学模式可能产生裸奇点和微观黑洞的观点提供了新的支持。这项新发现推动了对困扰物理学家数十年的课题的研究。
1997 年,史蒂芬·霍金 (Stephen Hawking) 在 1991 年与其他理论物理学家基普·索恩 (Kip Thorne) 和约翰·普雷斯基尔 (John Preskill) 打赌,打赌可能存在裸奇点,这一赌注以失败告终:类似黑洞的物体,但没有事件视界(光和所有其他物质都无法逃逸的点),因此可以被观测到。霍金最终承认这样的物体可能存在。索恩和普雷斯基尔的奖品是遮盖“裸体”的 T 恤。
影响霍金的证据来自物理学家 Matthew Choptuik。 1993 年,Choptuik 研究了阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论方程的一组特定解。当在当时被认为是超级计算机上进行数值求解时,他展示了在非常特定的条件下如何假设出现裸奇点。
Choptuik 发现,通过对简单物质形式(例如场)的引力塌缩进行建模,并微调初始条件,可以构建不稳定状态。这种理论状态后来被称为时空晶体——时空几何中波纹的自组织重复数学模式——包含一个具有无限曲率的奇点(裸奇点)。因为这样的奇点不会在黑洞内部形成,所以理论上它是可以观测到的。
但就像从液态水到冰的相变一样,这种状态是微妙的,场在消散成真空或形成微观黑洞之间摇摇欲坠。
然而,即使在理论上,这种状态的存在仍然存在重大疑问。
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(图片来源:TU Wien)
