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作者 主題: 五维環形黑洞會打破廣義相對論局限+會有裸奇點 ???  (閱讀 2662 次)
peter
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文章: 47934



« 於: 2016-02-20 19:30:27 »


http://www.ibtimes.co.uk/ring-shaped-black-holes-5d-universe-could-produce-naked-singularities-1544911
Ring-shaped black holes in 5D universe could produce naked singularities

裸奇異點


Five-dimensional black hole could 'break' general relativity
http://phys.org/news/2016-02-five-dimensional-black-hole-relativity.html


 


物理学的新篇章?五维宇宙黑洞将“打破”广义相对论



物理学家首次成功模拟出一个五维世界的黑洞,其行为方式将动摇我们对宇宙的最基本认知。
模拟实验指出,如果我们的宇宙由五维或更多维度组成——一直以来科学家都在尝试证明或否定的事情——那么爱因斯坦的广义相对论,近代物理的基础将会被颠覆。具体而言,五维黑洞具有极为强烈的引力,我们已知的物理学定律都将灰飞烟灭。
这里面有很多事情让人抓狂,还是先来看一看黑洞本身。在五维宇宙中,物理学家假设黑洞看起来更像细圆环,而不是真正的洞形。在演变过程中,它们会出现很多隆起,周边区域随着时间的推移而逐渐变得稀薄,最终破裂并形成若干小黑洞。
环形黑洞最早在2002年提出,至今为止,仍没有人能模拟出其演化历程。现在,在英国剑桥大学COSMOS超级计算机的支持下,这样的运算成为了可能。COSMOS是欧洲最大的共享内存计算机,每秒可运算38.6兆次。
五维黑洞的问题在于它可能由“超引力环”组成,里面的引力极为强烈,由此可产生裸奇点状态。裸奇点是一种非常奇特的事件,没有人知道会发生什么,只知道广义相对论的定律将不再适用。
爱因斯坦的广义相对论是基于我们对于引力如何主宰宇宙行为模式的认知而存在的。我们知道宇宙中的物质会使周围时空发生卷曲,这种卷曲效果就是所谓的引力。自从100年前被提出以来,广义相对论已经通过了每一项测试。我们在宇宙中观察到的所有现象都遵从这一规律,只有奇点会捣一点乱。在一个四维宇宙中 (第四维是时间),奇点被认为是黑洞中引力最强的区域——中心位置——它被黑洞边缘的视界所包围着。

只要奇点藏在视界的背后,他们就不会带来麻烦,广义相对论也会正常发挥作用。宇宙审查假说认为实际情况就是如此,”剑桥大学理论物理学家马库斯·库纳什说,“只要宇宙审查假说是有效的,我们就能够在黑洞之外预测未来。”
但是,如果奇点存在于黑洞的视界之外呢?物理学家预测,在五维或高维空间下,如果一个物体坍缩为无限致密的奇点,它不受视界所限制,也就是说变成了裸奇点,那么这一物体周围将发生非常疯狂的事情,我们需要彻底重新思考物理学,这简直太让人亢奋了。“如果裸奇点确实存在,那么广义相对论将被打破,”研究组成员萨拉表示,“而且如果广义相对论瓦解了,那么所有事情都将被颠覆,因为我们将失去一切预测能力——它将不再是能够解释宇宙的独立理论。”

如果宇宙只有四个维度,那么一切安好,环形黑洞和裸奇点都不成问题。但物理学家们已经提出我们的宇宙可能由高达11个维度组成。问题是人类只能感知到其中三个,我们唯一可能验证多维存在的方法就是高能物理实验,比如通过大型强子对撞机。

库纳什及其团队表示,他们已经掌握超级计算机所能模拟的极限,目前正希望搞清四维宇宙到底是什么。“如果宇宙审查假说无法在高维度下成立,那么我们需要看看为什么四维宇宙这样特殊,能够使假说成立,能够使广义相对论成立。”



裸露的奇異點
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%A3%B8%E5%A5%87%E7%95%B0%E9%BB%9E
Naked singularity)是一種理論推測出的重力奇異點,其外沒有事件視界包圍住。一個黑洞是由重力奇異點與包圍住它的事件視界所構成,速度最快的光也無法逃脫到事件視界之外,因此理論上外界觀察者無法直接觀測到黑洞內部的現象。裸奇異點則與之相反,光與其他粒子有機會逃離奇異點至遠方,而事件視界因此不存在;外界觀察者有機會觀察到發生在奇異點附近劇烈扭曲時空的現象。

http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=featurearticles&id=1347
傳統看法認為大質量恆星最終會坍塌成黑洞,但有些理論模型卻預測那會形成所謂的「裸奇點」,這是天文物理上懸而未決的重要問題。
裸奇點的發現會為物理學上的統一理論提供直接的觀測,對該理論的影響甚鉅。


中國提出引力量子場論:打破廣義相對論局限
http://news.cnyes.com/20160127/20160127120211398963310.shtml



http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/2/338598.shtm
英国剑桥大学19日发布新闻公告称,该校科研人员和伦敦大学玛丽皇后学院的同行合作,使用超级电脑成功模拟了一种特殊的五维环形黑洞,这种黑洞可以无情地推翻广义相对论背后的完美公式。
 他们模拟的环形黑洞就像一条珍珠项链,膨胀的部分就如同珍珠,其余部分则如串起珍珠的线,这些“线”会越变越细,直到“项链”断开,变成一系列更小的黑洞。
 
这种项链状环形黑洞背后,暗藏着广义相对论的克星——裸奇点。
 
广义相对论是目前我们理解万有引力的基础。这一理论告诉我们,物质可以使其周围的时空发生弯曲,万有引力便是这种弯曲的结果。从预测恒星的寿命,到帮助我们导航的GPS,
都离不开爱因斯坦广受赞誉的公式。这一理论诞生100年以来,经受住了种种考验,却在解释奇点的存在上卡了壳。
 
所谓奇点,就是万有引力极其强烈,以至于空间、时间和物理定律都失效的点。广义相对论预测,奇点存在于黑洞的核心,被黑洞视界线所包围。所以只要奇点一直乖乖藏在视界线后面,它们就不会惹麻烦,广义相对论也就站得住脚。
 
但宇宙不会总遂人愿,如果有的奇点并没有视界线的包裹,也就是存在所谓的裸奇点怎么办?那将意味着一种物体由于密度无限大而崩溃,这种状态会颠覆现有的物理定律。
 
理论物理学家曾假设,这种裸奇点可能存在于更高维度的宇宙中,也就是人类目前所认识的四维时空以外的维度:五维、六维、七维甚至十几维……
 
此次,科研人员的模拟证明,这是很有可能的。他们使用超级电脑,在五维空间完整演绎了爱因斯坦的广义相对论。最后发现,大部分情况下,五维的环形黑洞会坍缩成球形——这种情况下奇点依然会被视界线包围。但是,当环形黑洞极不稳定以至于呈现被拉伸的项链状时,这根“项链”最终会断裂成若干更小的黑洞,并形成一个没有视界线包围的裸奇点——打破了广义相对论的预言。
 
如果这种“项链”黑洞真的存在,人类就需要下一个“爱因斯坦”重新解释宇宙了
« 最後編輯時間: 2016-02-20 19:36:34 由 peter » 已記錄

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