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黑洞里面是什么_黑洞里面是什么?

黑洞里面是什么?

  黑洞表面是甚么?

  这是一个尚未谜底,大概永久都没有肯定谜底的成绩。

  故事要从100多年前讲起。

  1915年,爱因斯坦颁发了伟大的广义相对论实践。因为广义相对论的场方程是二阶非线性偏微分方程,爱因斯坦自己感到应当不会有准确的剖析解,而只能有类似解或许数值解。然则令爱因斯坦异常惊奇的是,仅仅几个月以后,正在火线接触的奥地利数学家史瓦西居然获得了一个剖析解,这便是点品质、无自转和不带电的引力场的解,本日被称为史瓦西解。

  这个解的一个性子是存在一个视界,在视界处红移无限大并且光阴停止。因为任何器械,包含光芒,都是只能进去而不克不及进去,以是这个解也被称为黑洞解,它的别的一个性子便是其中间是一个奇点,也便是一切的物理量都发散。以是依据这个解,黑洞表面便是除中间的奇点以外,其余处所甚么都没有。

  然则爱因斯坦不相信自然界存在物理量发散的物体,是以深信这个解在自然界不存在,一定有其时未知的物理纪律阻拦奇点的构成,以是宇宙中不会有黑洞存在。固然本日咱们晓得宇宙中有许多黑洞,我自己就发明过黑洞,并且本年6月15号发射的慧眼地理卫星(我担负该卫星的首席迷信家)的义务之一便是探求更多的黑洞。

  那么爱因斯坦错了吗?错在哪儿?

  我们知道,爱因斯坦是因为发明光电效应而获得诺贝尔物理学奖的,而这是量子力学的奠基性成绩。依据广义相对论,黑洞中间的奇点处的体积必需是无限小(而这便是物理量发散的缘故原由),然则量子力学的不肯定性道理不允许呈现无限小的体积,是以在谁人处所应当是引力效应和量子效应同时都异常激烈的地区,也便是量子引力效应起作用,然则咱们今朝尚未可以或许自洽地描写量子引力的物理学实践,是以咱们并不晓得那边究竟在产生甚么。片子《星际穿越》的迷信主题便是派宇航员到黑洞中间获得“量子引力”的数据,用来查验片子中的布兰传授的引力实践。

  另有一类模子感到不仅仅是黑洞中间的环境必要用到量子效应,便是在物资进入黑洞的过程当中也必要斟酌量子胶葛效应。在这种环境下,黑洞视界外部接近黑洞视界的地区就必需有高能粒子的存在,被称为黑洞的“火墙”。然则火墙能否存在并没有定论。

  要问黑洞外部的环境,还必要阐明应用的参考系和时钟。

  下面这些环境都对应一种参考系,也便是在黑洞的引力场中做自由落体进入黑洞观测者的参考系,用的时钟是他自己携带的时钟。然则咱们晓得,依据广义相对论,分歧引力场中的时钟走的快慢是分歧的,纵然他们一开端把时钟瞄准,他们分开以后时钟就不可能继承同步了。以是,假如用黑洞外部观测者的时钟计时,那末获得的论断极可能会很分歧。环境实在也恰是如许。

  依据广义相对论的一切教科书中给出的经典例子,假如应用外部观测者的时钟,那末纵然颠末无限长的光阴,物资也不可能进入黑洞,是以对付(还)没有进入黑洞的咱们来说,黑洞表面实际上甚么都没有!一切落向黑洞的物资都被“解冻”在黑洞的视界表面了!是以可以或许说,宇宙中基本就没有黑洞!

  然则我和我其时的门生刘元深深地狐疑广义相对论的这个“经典”成果,是以于2009年颁发了一篇文章,推翻了上述论断。

  咱们的盘算仍然是基于广义相对论做的,然则和以往的一切盘算都分歧,咱们斟酌了落向黑洞的物资的品质对黑洞的度规的影响,做了完整自洽的动立场规的盘算。咱们的盘算发明,纵然对付外部观测者,物资可以或许顺遂进入黑洞,以是宇宙中可以或许很自然地构成黑洞!然则咱们盘算的别的一个成果则加倍使人受惊:

  进入黑洞的物资在外部观测者无限的光阴内不会达到中间,是以物资在黑洞外部处于散布状况,物资的散布环境完整取决于物资落入黑洞的汗青,然则中间处一无所有,也便是黑洞中间没有奇点!

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