黑洞,是那些引力怪物,因为没有光能逃脱它们的魔掌而得名,是迄今为止宇宙中最神秘的物体。
但是一种新的理论提出,黑洞可能根本不是黑的。一项新的研究表明,这些黑洞可能是暗星,它们是核心异域物理学的故乡。这种神秘的新物理现象可能导致这些暗星发出奇怪的辐射。辐射反过来可以解释宇宙中所有神秘的暗物质,这些物质暗藏一切,却不发光。
暗星
借助爱因斯坦的广义相对论,它描述了物质如何使时空弯曲,我们知道一些大质量恒星会自行坍塌到一定程度,以至于它们只会不断坍缩,缩小到无限微小的点-奇异点。
一旦奇异点形成,它就会围绕事件视界。这是宇宙中终极的单向街。在事件视界中,黑洞的引力非常强,以至于要离开,您必须比光快行进。由于绝对禁止以比光速还快的速度行进,因此凡是超过阈值的事物都将永远注定失败。
因此,出现了黑洞。
这些简单而令人惊讶的陈述已经保留了数十年的观察结果。天文学家已经观察到恒星的大气被吸入黑洞。他们已经看到恒星绕黑洞运行。地球上的物理学家已经听到黑洞碰撞时发出的引力波。我们甚至拍了一张黑洞“阴影”的照片-黑洞是从周围气体的辉光中挖出的。
然而,谜团仍然是黑洞科学的核心。定义黑洞的特质-奇异性-在物理上似乎是不可能的,因为物质实际上无法崩塌到无限微小的地步。
普朗克发动机
这意味着当前对黑洞的理解最终将需要更新或替换为其他可以解释黑洞中心的内容。
但这并不能阻止物理学家尝试。
黑洞奇异性的一种理论用更可口的东西代替了无限压缩物质的那些极小点:一个令人难以置信的压缩物质的极小点。之所以称为普朗克核,是因为该理论认为黑洞内部的物质一直被压缩到最小可能的尺度,即普朗克长度,即1.6 * 10 ^减去35米。
那个……很小。
有了普朗克核心,就不会出现奇异之处,黑洞将不再容纳事件视界-不会有引力超过光速的地方。但是对于外部观察者来说,引力将是如此之强,以至于看起来和像事件视界一样起作用。只有我们还没有技术的极其敏感的观测结果才能分辨出差异。
暗物质
激进的问题需要根本的解决方案,因此,用“普朗克核心”代替“奇异性”并不是一件容易的事,即使该理论仅是轮廓的微弱草图,也不需要物理学或数学来自信地描述那种环境。换句话说,普朗克核心在物理上等同于强的想法。
这是一件有用的事情,因为奇点需要认真思考。而且可能会有一些额外的副作用。例如,解释暗物质的奥秘。
暗物质占宇宙质量的85%,但它从未与光相互作用。我们只能通过其对正常发光物质的引力作用来确定其存在。例如,我们可以观察恒星绕星系中心运行,并使用它们的轨道速度来计算这些星系中的总质量。
在2月15日提交给预印本数据库arXiv的一篇新论文中,德国弗劳恩霍夫科学算法和计算研究所的物理学家Igor Nikitin提出了“自由基奇异性”的想法,并将其提高了一个等级。根据该论文,普朗克核可能会散发粒子(因为没有事件视界,所以这些黑洞并不完全是黑色的)。这些粒子可能是熟悉的,也可能是新事物。
也许,它们将是某种可以解释暗物质的粒子形式。Nikitin写道,如果黑洞真的是普朗克恒星,并且它们不断散发出暗物质流,它们就可以解释星系中恒星的运动。
他的想法可能不会受到进一步的审查(有更多证据表明暗物质的存在,而不仅仅是暗物质对恒星运动的影响)。但这是一个很好的例子,说明了我们需要如何想出尽可能多的想法来解释黑洞,因为我们永远不知道与宇宙中其他未解之谜之间可能存在什么联系。