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為什么黑洞內(nèi)部永遠(yuǎn)在增長(zhǎng)?

2018-12-26 10:44:34  新浪科技    參與評(píng)論()人

倫納德·薩斯坎德(Leonard Susskind)是弦理論和全息原理的先驅(qū),他在過(guò)去半個(gè)世紀(jì)中,還提出了其他一些重要的物理學(xué)思想。如今,他又為一個(gè)重要的黑洞謎題提供了解答。

這個(gè)謎題就是,黑洞作為一種神秘、不可見(jiàn)的球體,盡管從外部看保持著恒定的大小,但它們的內(nèi)部體積卻基本上是在永遠(yuǎn)保持增長(zhǎng),這怎么可能呢?

在最近的一系列論文和講話(huà)中,薩斯坎德這位78歲的斯坦福大學(xué)教授和他的研究合作者提出,黑洞體積增長(zhǎng)是因?yàn)樗鼈兊膹?fù)雜性在穩(wěn)步增長(zhǎng)——這個(gè)觀點(diǎn)盡管未經(jīng)驗(yàn)證,但卻促使人們開(kāi)始思考,黑洞內(nèi)部的引力是否具有量子特性。

黑洞是引力極大的球形區(qū)域,甚至連光也無(wú)法從中逃逸。一個(gè)世紀(jì)之前,愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論首次預(yù)言了黑洞的存在,此后,科學(xué)家在宇宙各處都探測(cè)到了黑洞。(黑洞通常是死亡恒星向內(nèi)發(fā)生引力坍縮形成的。)

愛(ài)因斯坦的理論把引力的作用等同于時(shí)空的彎曲(即宇宙的四維結(jié)構(gòu)),但黑洞中的引力非常強(qiáng)大,以至于時(shí)空結(jié)構(gòu)彎曲到了極限——也就是黑洞中心密度無(wú)限大的“奇點(diǎn)”。

為什么黑洞內(nèi)部永遠(yuǎn)在增長(zhǎng)?

根據(jù)廣義相對(duì)論,黑洞的內(nèi)向引力坍縮從未停止過(guò)。盡管從外部看上去,黑洞似乎保持著恒定的大小,只會(huì)在新的東西落入其中時(shí)稍稍擴(kuò)大,但隨著空間朝向中心點(diǎn)伸展,它的內(nèi)部體積卻時(shí)刻在增大。

要簡(jiǎn)單地想象一下這種永恒增長(zhǎng)的圖景,我們可以把黑洞想象成一個(gè)從二維平面(它代表的是時(shí)空結(jié)構(gòu))向下延伸的漏斗。漏斗越來(lái)越深,這樣,落入其中的東西永遠(yuǎn)不會(huì)碰到底部那個(gè)神秘的奇點(diǎn)。

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