科学家再称 “黑洞其实不存在”

证明该结果的数学公式引入了爱因斯坦的“时间延缓效应

2007年06月25日10:44  来源:科学时报

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图片说明:科学家新的研究表明,黑洞可能并不存在。

(图片来源:V. Beckmann et al./GSFC; ESA)
图片说明:科学家新的研究表明,黑洞可能并不存在。

(图片来源:V. Beckmann et al./GSFC; ESA)
  没有人知道宇宙中到底有没有黑洞。从黑洞这个概念提出的第一天起,科学家关于黑洞存在与否的争论就没有停止过。尽管黑洞理论能够解释一些问题,但宇宙也变得越发“诡异”和难以捉摸。最近,美国科学家在《物理评论D》(Physical Review D)上撰文指出,黑洞是不可能存在的。如果他们的认识是正确的,那么天文物理学将经历一次新的变革,困扰科学家40余年的难题也将不攻自破。

  简单说来,黑洞就是空间中的一个点,它的万有引力趋于无限大。在距离黑洞中心一定范围之内,它的引力大得连光都无法逃脱,这个范围就是所谓的“视界”(event horizon)。1974年,理论物理学家史蒂芬?霍金提出,量子物质能够以某种“狡猾”的方式逃出黑洞。他认为,粒子-反粒子对有一定的随机几率能够瞬间以实物形式“跨”于“视界”之上――其中一个坠入黑洞,另一个则将能够自由。这就是著名的“霍金辐射”(Hawking Radiation)。这一理论表明,黑洞并非只进不出,它可以缓慢地释放出一些物质,被吸入黑洞的一切事物都最终能在几十亿甚至几万亿年后“重见天日”。

  这样看来,黑洞就成了一个矛盾体:即“密不透风”,又有所疏漏。这个两难的问题已经困扰了科学家40年之久。

  在最新的研究中,美国凯斯西储大学(Case Western Reserve University)的物理学家Lawrence Krauss和同事构建了一个复杂的数学公式,能够证明黑洞并不存在。Krauss表示,公式的关键在于引入了爱因斯坦提出的时间延缓效应(relativistic effect of time)。

  爱因斯坦在广义相对论中指出,飞向黑洞的宇宙飞船中的乘客会感觉到飞船在加速,而在黑洞外部的观测者看来,飞船的速度却在变慢。而当飞船到达“视界”时,这个速度可以慢到观测者认为飞船似乎会永远停在那里,但永远不会被湮没。Krauss表示,时间能够在那个点上停止下来,这就意味着时间对于黑洞而言是无限的。如果黑洞会不断向外释放物质,质量逐渐减少,那么它们在形成之前就已经蒸发消失了。他说,这就好比是向一个没有底的瓶子里倒水,永远倒不满。

  Krauss表示,没有人真正见过黑洞。科学家会认为宇宙中遍布着黑洞,可能是由能够产生巨大引力的特大质量恒星遗骸引起的类似效果。实际上,Krauss不是第一个这样认为的人。2005年3月,美国天体物理学家乔治?钱普拉因表示,宇宙中没有黑洞,所谓的黑洞是由“暗能量”组成的巨大星体(参见更多阅读4)。而在2006年7月,另一位美国科学家席尔德也发现了一个一直被当作黑洞的类星体(参见更多阅读5)。

  NASA戈达德空间飞行中心(Goddard Space Flight Center)的天文学家Kimberly Weaver评论说,人们对黑洞和宇宙的认识不会如此之快。尽管她十分欣赏凯斯西储大学科研小组所描述的结论,但问题是人类目前的观测还没有找到任何能够支持这一观点的事实证据。Weaver说,天文学家确实在银河系中央的超大黑洞附近观测到星际物质毫无踪迹地消失。不过,到目前为止,也没有人真正探测到“霍金辐射”,找到黑洞蒸发的证据。(科学网 任霄鹏/编译)

(责编:张文君)
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