第207章规则-第3/4页
在许多关于恒星坍塌的学说中,事件视界并未形成,因此奇异点其实就暴露在我们眼前,研究者称它为“裸奇点”,物质与辐射可坠入也可弹出这个区域。
也就是说,以往我们以为造访黑洞里的奇异点是趟有去无回的旅程,但其实你却可以在非常接近裸奇点后全身而退,并叙述你此行的见闻。
假如欠缺事件视界的裸奇点真的存在,在奇异点附近发生的神秘事情将会冲击外在的世界。
裸奇点可以用来解释研究者已观测到却无法解释的高能现象,并提供了一个探索时空最精细结构的模型。
奇异点显然是个神秘的东西,它们是重力强度无限大的地方,已知的物理定律在此完全失效。
根据研究者当前对重力的理解,奇异点潜藏在爱因斯坦的广义相对论里,无可避免地会在巨大恒星崩塌的过程中产生。
广义相对论无法解释主导着微观世界的量子效应,而量子效应必将介入恒星坍塌的过程,以防止重力强度真的变成无限大,但物理学家对发展出可用来解释奇异点的量子重力理论,仍一筹莫展。
相较之下,要解释在奇异点周围发生的事情,似乎较为直接而容易。
恒星的事件视界大小可达数公里,远大于量子效应的尺度,假设没有其它新的作用力介入,应可单纯地用广义相对论来解释。
虽然如此,要将理论套用到恒星坍塌的现象,仍是件艰巨的工作。
当这类理想恒星坍塌时,表面的重力会持续增加,最终强大到足以圈捕住所有的光与物质,形成事件视界,恒星不再能被外界观测者看到,之后更迅速塌缩成奇异点。
当然,真实的恒星复杂多了。它们的密度并不均匀,而且气体会施加压力,同时有各种形状。
是否每个质量够大的恒星都会变成黑洞呢?
其中一位伟大研究者认为答案是肯定的。他推测在恒星坍塌时,需形成事件视界才能形成奇异点,由于总是被视界遮住,大自然并不允许我们窥看奇异点。
研究者希望能够以严谨的数学来证明这个假说,就像当初证明奇异点是不可避免的那样。
然而这样的期望并没有实现。
我们没有提出任何关于宇宙审查假说的直接证明,反而开始一一分析重力坍塌的各种状况,借着增加理想化模型所欠缺的性质,逐渐让我们的理论模型更准确。
非常有趣的是,密度不同的各层物质在坍塌时,彼此会有交互作用而短暂地产生不被视界遮蔽的奇异点。
在众多不同的奇异点类型中,这种奇异点算是相当温和的,虽然密度会在某处变得无限大,重力强度却不会,所以奇异点并未将坠入的物体挤压成一个无限小的点。
因此,广义相对论没有失效,而物质也可以行经该处,而非步入终点。
当一颗恒星坍缩成黑洞时,会有视界形成且掩盖奇点,但在特定情形下,会形成不具有视界的黑洞。
这样就有可能看到奇点——而且甚至还能飞向它或飞离它。
但是奇点具有无穷大的密度,这样一来,许多物理定律就土崩瓦解了,任何事情都成为可能。
更何况,没有视界,就没有什么可以保护周围的宇宙空间:宇宙就会处于无序状态。
形成裸奇点的关键是克服产生视界的引力作用。
两种力可以达到这一目的:旋转和电荷。如果坍缩形成黑洞的物体具有极高的转速或强电场,反作用力就会产生内视界。
提高转速或电荷将缩短内外视界间的距离。转速或电荷达到足够的水平时,两个视界会重叠并完全消失,因而使奇点暴露出来。
在真正的宇宙中,坍缩的星体无法聚集足够的电荷以反作用于引力,但是转速极高的星体最终有可能成为裸奇点。
旋转的黑洞具有内视界和外视界,在其间的单向区域中,物体只能向内运动。
转速更快的黑洞的内视界更大,外视界更小,单向区域更薄。
如果黑洞旋转的足够快,两层视界可能重叠,单向区域消失,奇点便裸露出来,并且可以接近。
量子泡沫吹走了裸奇点按照多年来公认的恒星演化学说,大于5倍太阳质量的恒星在其自身引力的作用下,演化终点将是一个黑洞。
而按照广义相对论,在许多情况下,这样的恒星将坍缩为一密度无穷大体积为零的裸奇点,在那里,物理定律被破坏,因而任何事情都可能发生。...
本章未完,请点击下一页继续阅读!