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为什么黑洞内部永远在增长?

2018-12-26 10:44:34  新浪科技    参与评论()人

伦纳德·萨斯坎德(Leonard Susskind)是弦理论和全息原理的先驱,他在过去半个世纪中,还提出了其他一些重要的物理学思想。如今,他又为一个重要的黑洞谜题提供了解答。

这个谜题就是,黑洞作为一种神秘、不可见的球体,尽管从外部看保持着恒定的大小,但它们的内部体积却基本上是在永远保持增长,这怎么可能呢?

在最近的一系列论文和讲话中,萨斯坎德这位78岁的斯坦福大学教授和他的研究合作者提出,黑洞体积增长是因为它们的复杂性在稳步增长——这个观点尽管未经验证,但却促使人们开始思考,黑洞内部的引力是否具有量子特性。

黑洞是引力极大的球形区域,甚至连光也无法从中逃逸。一个世纪之前,爱因斯坦的广义相对论首次预言了黑洞的存在,此后,科学家在宇宙各处都探测到了黑洞。(黑洞通常是死亡恒星向内发生引力坍缩形成的。)

爱因斯坦的理论把引力的作用等同于时空的弯曲(即宇宙的四维结构),但黑洞中的引力非常强大,以至于时空结构弯曲到了极限——也就是黑洞中心密度无限大的“奇点”。

为什么黑洞内部永远在增长?

根据广义相对论,黑洞的内向引力坍缩从未停止过。尽管从外部看上去,黑洞似乎保持着恒定的大小,只会在新的东西落入其中时稍稍扩大,但随着空间朝向中心点伸展,它的内部体积却时刻在增大。

要简单地想象一下这种永恒增长的图景,我们可以把黑洞想象成一个从二维平面(它代表的是时空结构)向下延伸的漏斗。漏斗越来越深,这样,落入其中的东西永远不会碰到底部那个神秘的奇点。

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