驚!茫茫宇宙,黑洞可能并不存在?
?黑洞是無限包裹在無限之中的無限大:物體包含一個無限小的點,密度無限大,時空扭曲到連光都無法逃逸的程度。
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【圖解:黑洞,是現代廣義相對論中,宇宙空間內存在的一種天體。黑洞的引力很大,使得視界內的逃逸速度大于光速。圖源:360image】
物理定律認為信息不會被毀滅,那么如果沒有東西能從黑洞中逃逸,黑洞真的存在嗎? 盡管有很多專家認為黑洞的確存在(值得強調的是,他們以相當大的優(yōu)勢贏得了這場理論競賽),但事實是我們仍然沒有發(fā)現任何一個黑洞。如果巨大的行星坍塌后組成的大型物體是其他物質呢?一旦開始思考這樣的問題,事情就變得奇異怪誕。
以下是我們所知道關于黑洞的五種替代物。
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蟲洞
黑洞中那七個無限小的點被稱為奇點,奇點這一概念對物理學家而言宛如一團亂麻。1925年,物理學家阿爾伯特·愛因斯坦和內森·羅森指出,如果把一個黑洞擴展到第二個位置,就可能避免奇點的概念,從而創(chuàng)造出我們現在所說的蟲洞這一概念。黑洞有一個視界問題:圍繞著奇點有一個不返回點,能阻止信息逃逸,就產生了麻煩的信息破壞問題,即黑洞信息悖論這一概念。但蟲洞沒有這樣的視界。相反,從蟲洞一方進入的任何東西會在另一方出現。
甚至還有可能我們偵測到的引力波不是從兩個黑洞坍塌而形成,按照我們的推測,很可能是兩個蟲洞坍塌形成。
這個月月初,比利時和西班牙研究人員計算得出兩個旋轉的蟲洞彼此靠攏,旋轉所產生的引力波與黑洞旋轉結合形成的引力波十分相似。唯一的區(qū)別在與它們在相結合的最后時間所產生的回聲。2015年,激光干涉引力波天文臺首次勘測到引力波的存在,但這些設備配置還不夠強大,不足以探測到這些回聲??茖W家們覺得在不久的將來就很有可能探測到這些回聲。 ? ? ? ?

? ? ?【圖解:蟲洞,又稱愛因斯坦-羅森橋,是宇宙中可能存在的連接兩個不同時空的狹窄隧道。圖源:360image】
模糊球
? 沒錯就是模糊球。要解釋這個模糊球,我們需要進軍超弦理論的王國。 超弦理論將宇宙中的每個粒子重新想象成一個微小的線性圈狀,能以特定的頻率震動。以這種頻率震動,可以得到電子,以另一種頻率震動,又能得到夸克。模糊球是弦理論針對黑洞問題的答案:整個宇宙不是一個被視界包圍的奇點,而是一整個“纏結”的“弦”球,表面模糊,更像是一顆行星,而不是一個黑洞。
所以如果有這么一種情況,你掉進一個黑洞里,或是落在黑洞上方,會發(fā)生什么呢?一些人認為你壓根察覺不到。組成亞原子粒子的弦會與其他弦結合,形成具有相同特征的更長的弦。換句話說,你會變成你自己的一個復制品,被嵌入到這個絨毛球的表面。但誰也不知道你會有怎樣的體驗。
玻色子之星
說到亞原子粒子,另一個替代黑洞的競爭者是一顆由載體粒子構成的恒星,叫做玻色子。盡管組成普通恒星的物質粒子(費米子)必須遵循特定的規(guī)則來自我組合,但玻色子可以極其緊密地聚集在一起,使得它們成為一個巨大的集體粒子,被稱為玻色子-愛因斯坦凝聚體(我們在地球上的實驗室里制造了這種凝聚體)。假使這種神秘物質組成一個星球,這個星球將會是個透明的面團狀,不會發(fā)出光亮,但具有很強的引力。 就像黑洞該有的樣子那樣。理論物理學家史蒂夫·利布林在《新科學家》中表示,玻色子可以模擬黑洞,而且我們可能被騙了。 ? ? ? ?

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【圖解:玻色子是一種帶著一定彈性的粒子。圖源:360image】
我們怎么知道呢?就像是蟲洞一樣,玻色子之星碰撞后會產生一種具有警示作用的回聲,足夠靈敏的設備或許能夠探測到這種回聲。更振奮人心的是,科學家最新傳回的分析數據表明,視界望遠鏡很可能將給我們展現一幅玻色子之星的圖片。玻色子之星可能和黑洞看上去相差無幾,導致我們辨認不出他們的差別來,但它透明的屬性能讓我們看見它的中心部分,而黑洞我們就看不見它的中心物質。 ? ? ? ?

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【圖解:玻色子是一種帶著一定彈性的粒子。圖源:360image】
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重力星
玻色子之星可能理論性較強,但至少是由我們所知道的物質組成。重力真空凝聚星(藝名為重力星)就不那么幸運了。 根據理論推斷,一顆巨大的星球自我坍縮,直至坍縮成一個奇點,黑洞就形成了。人們也認為重力星可能也是由星球坍縮形成,只是在坍縮的早期階段,星球的常規(guī)物質變成了一種“特殊物質”,使它沒有完全塌陷。(同樣的理論也解釋了蟲洞一方開口敞開的原因)。
最后組成的物質和黑洞的致密程度很接近,但還不足以形成那么復雜的視界。至于對他們進行探測,研究者在2016年已經分析出了重力星回波的引力波。 當時,德國歌德大學的盧西亞諾·雷佐拉教授表示,“作為一名理論物理學家,不管新物質有多奇異我都持包容態(tài)度。同時,理論遇上實踐之時,便是物理學進步之時。在這種情況下,重力星的概念似乎與觀測結果并不相符。”
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【圖解:冥王星上發(fā)現大氣重力波。圖源:360image】
磁層永坍縮體
2006年,一組研究人員觀察了90億光年之外的類星體:一種超亮、緊湊的物體,據信是由一個貪婪的黑洞產生的。然而,當研究小組探測到類星體的結構時,發(fā)現了一些問題。圍繞著這個物體的發(fā)光的吸積盤太寬了,這表明它是被磁力推出來的。黑洞不應該有磁場,而顯然這個有磁場。由此可見這可能并非黑洞,而是一種叫做MECO的東西:一種磁層永久坍縮的物體。 我們認為,當一個坍縮的物體變得超級密集、超級熱時,它產生的輻射會產生向外的壓力,阻止它坍縮,使它成為一個熱的等離子球,而不是一個黑洞。我們對黑洞的了解還不足以讓我們知道它們與MECOs有多大的不同,所以要得出確切的證據還有很長的路要走。 ? ? ? ?

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【圖解:磁層永坍縮體,英文縮寫MECO,是由達里爾·萊特和斯坦利·羅伯遜所提出的一種黑洞類型。它們是特殊的永坍縮體?!?/span>
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作者: Ashley Hame
FY: behemoth
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