黑洞核心之謎破解?新理論顛覆物理學認知
太空
03-31
科學家最新研究指出,黑洞可能並非我們想像中那般神秘莫測。一支國際研究團隊提出創新理論,成功解決困擾物理學界數十年的「奇異點」難題,讓黑洞重新遵循物理定律運作。
「奇異點可說是黑洞最令人費解的部分,在這裡,我們對時空的基本概念完全失效。」英國杜倫大學研究員羅比·亨尼加解釋道。傳統理論認為,黑洞中心存在一個密度無限大的奇異點,所有物理定律在此崩潰。但這項新研究透過修正愛因斯坦場方程式,讓黑洞擺脫了這個「物理學噩夢」。
根據愛因斯坦廣義相對論,大質量物體會彎曲時空結構,形成我們所認知的引力。西班牙巴塞隆納大學宇宙科學研究所的帕布羅·莫利納-尼尼奧拉指出:「愛因斯坦方程式成功預測了從行星運動到宇宙演化的諸多現象,卻也帶來令人頭痛的奇異點問題。」
研究團隊採用「有效理論」方法,在不需要完整量子重力理論的情況下,模擬出量子重力可能產生的效應。結果顯示,黑洞中心並非傳統認知的奇異點,而是一個極度扭曲但穩定的靜態區域。「理論上,觀察者甚至可以在這個區域停留,前提是能承受巨大的引力作用。」莫利納-尼尼奧拉補充道。
這項突破性研究帶來更多待解之謎。研究人員推測,落入黑洞的物質最終可能透過「白洞」進入其他宇宙,或回到原宇宙的不同區域。「這聽起來很不可思議,但若奇異點不存在,這將是唯一可能的解釋。」莫利納-尼尼奧拉表示。
雖然直接觀測黑洞內部仍不可行,但科學家可透過重力波探測和早期宇宙研究尋找間接證據。若理論正確,黑洞蒸發後殘留的微型黑洞甚至可能是暗物質的組成成分。這項發表於《物理學快報B》的研究,為解開宇宙終極之謎開闢了新途徑。