黑洞新解,可能存在能量墙

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导读:黑洞(Blackhole)是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种超高质量天体,由于类似热力学上完全不反射光线的黑体,故名为黑洞。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后,发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小,它产生的引力场极为强劲,以致于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界(临界点)内,便再无力逃脱,就连传播速度最快的光(电磁波)也逃逸不出。
据国外媒体报道,上个世纪初,奥地利物理学家弗莱姆首次提出了虫洞概念,此后爱因斯坦与罗森发现时空中存在某些特定的通道,允许时间旅行的发生。一直以来,虫洞被认为是时间旅行研究的重要途径,建立在虫洞基础上的两个时空存在交点,因此科学家试图研究使用何种方法来打开虫洞,并维持虫洞开放的持续性。有研究认为,奇异物质可以维持虫洞的持续开放,连接黑洞的虫洞可能是奇异物质量子特性的一种结果,通过控制负能量创造排斥效应来延续两个时空的连接通道。

最新的研究对虫洞与黑洞的关系进行了重新定义,这可能意味着如果物质落入黑洞中,可能将不是面对被撕裂的命运,而是一种产生光和热的“燃烧”,这个结果似乎与我们目前所知的黑洞吸积后果有点儿不符,根据爱因斯坦的相对论,如果一位宇航员不幸落入黑洞中,那么就会被强大的引力撕裂,而且其头部和脚上还受到不同程度的“拉伸”,形成酷似意大利面条的结局。

去年,来自加州大学圣巴巴拉分校的研究人员约瑟夫·鲍尔钦斯基和他的同事对黑洞的量子影响进行了研究,发现蒸发黑洞释放的伽玛闪光粒子存在纠缠态的问题,这会导致黑洞事件视界边缘进行一堵“能量墙”,任何落入黑洞的物质会出现“燃烧”,而不是被拉伸成意大利面条。对此,美国斯坦福大学伦纳德·萨斯坎德与普林斯顿高级研究院科学家胡安发现如果虫洞的物理表现中存在纠缠(态)的问题,那么根据广义相对论推到出的“量子黑洞”也存在类似的现象,这种想法扩展到黑洞的霍金辐射领域,就可以延伸出一种新的虫洞。

来自加拿大麦吉尔大学研究人员帕特里克·海登认为该问题更多地涉及到黑洞与伽玛闪光之间的关系,此外,萨斯坎德还发现黑洞事件视界之外的观察者存在操纵霍金辐射的可能性,创造出一种强大的“冲击波”,并在虫洞中形成一堵“能量墙”,这会是虫洞的开放和关闭的途径吗,虫洞以及其连接黑洞的方程中可能隐藏着关于时空旅行的奥秘。

知识介绍:

黑洞

黑洞(Black hole)是现代广义相对论中,宇宙空间内存在的一种超高质量天体,由于类似热力学上完全不反射光线的黑体,故名为黑洞。黑洞是由质量足够大的恒星在核聚变反应的燃料耗尽而“死亡”后,发生引力坍缩产生的。黑洞的质量极其巨大,而体积却十分微小,它产生的引力场极为强劲,以致于任何物质和辐射在进入到黑洞的一个事件视界(临界点)内,便再无力逃脱,就连传播速度最快的光(电磁波)也逃逸不出。

黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、热量无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;某一个恒星在准备灭亡,核心在自身重力的作用下迅速地收缩,塌陷,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星体,同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的力量,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳,但黑洞并不能吞噬如此多的物质,黑洞会释放一部分物质,射出两道纯能量——γ射线。

也可以简单理解:通常恒星的最初只含氢元素,恒星内部的氢原子时刻相互碰撞,发生聚变。

由于恒星质量很大,聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡,以维持恒星结构的稳定。由于聚变,氢原子内部结构最终发生改变,破裂并组成新的元素——氦元素,接着,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂元素。如此类推,按照元素周期表的顺序,会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成,直至铁元素生成,该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定,参与聚变时不释放能量,而铁元素存在于恒星内部,导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡,从而引发恒星坍塌,最终形成黑洞。说它“黑”,是指它就像宇宙中的无底洞,任何物质一旦掉进去,就再不能逃出。跟白矮星和中子星一样,黑洞可能也是由质量大于太阳质量好几倍以上的恒星演化而来的。
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