黑洞:并非终点,而是起点?新研究或将彻底改写人类对宇宙的认知

B站影视 港台电影 2025-05-16 10:26 1

摘要:黑洞,广义相对论预言的时空奇境,诞生于大质量恒星坍缩的终极时刻。其引力强大到形成事件视界——连光也无法折返的边界,吞噬物质、扭曲时空,在核心处挤压出密度无限的奇点。

黑洞,广义相对论预言的时空奇境,诞生于大质量恒星坍缩的终极时刻。其引力强大到形成事件视界——连光也无法折返的边界,吞噬物质、扭曲时空,在核心处挤压出密度无限的奇点。

爱因斯坦方程在此失效,量子力学与相对论陷入对峙:奇点究竟是物质湮灭的终点,还是新物理规律的起点?理论物理学家们持续探寻着黑洞内部的量子涨落、霍金辐射等微观效应,试图解开时空本质之谜。这些探索不仅关乎黑洞的命运,更可能重塑人类对时间箭头、暗能量及宇宙本源的理解框架。

长久以来,黑洞——那些引力强大到连光都无法逃脱的宇宙区域,始终是科学界的研究热点。这种对未知的痴迷也激发了无数文学与影视创作,从《2001太空漫游》到《火星救援》、《星际穿越》,这些作品都在探索黑洞对人类集体想象的深远影响。

近日,英国谢菲尔德大学(University of Sheffield)最新研究颠覆了这一认知:黑洞或许并非终点,而是新生的起点。科学家提出,黑洞可能通过量子效应转化为“白洞”,将吞噬的物质与时间重新释放,并揭示暗能量与时间本质的深刻关联。

谢菲尔德大学的研究建立起了时间与暗能量之间的开创性关联,指出驱动宇宙膨胀的神秘力量或许可作为衡量时间的标尺。这项突破助力破解宇宙奥秘,不仅挑战广义相对论预言的奇点理论,更将引力与量子力学置于全新框架,或将彻底改写人类对宇宙起源与演化的理解。

这项基于量子力学的新研究提出了革命性观点:奇点并非终结,而可能意味着新生。谢菲尔德大学的研究论文《幺正性框架下单模引力对黑洞奇点的消解解析》已经发表在《物理评论快报》上,阐明当前物理认知的边界。

与吞噬包括时间在内一切的经典黑洞理论不同,该研究提出白洞可能以逆向机制运作,将物质、能量乃至时间重新释放回宇宙。研究采用名为“平面黑洞”的理论简化模型,这种黑洞的边界是二维平面而非典型球体。研究团队指出,该机制同样适用于常规黑洞。

论文合著者、谢菲尔德大学数学与物理科学学院(School of Mathematical and Physical Sciences)Steffen Gielen博士表示,量子力学能否改变黑洞认知、揭示其本质,始终是学界追问的焦点。在量子框架下,系统持续演化,我们所理解的时间不会终结。

谢菲尔德大学数学与物理科学学院下设3个学术方向,分别为:化学、数学和统计学、物理学和天文学。其中物理学和天文学硕士学位课程(Masters courses in physics and astronomy)包含:天体物理学硕士Astrophysics MSc、数学与理论物理学硕士Mathematical and Theoretical Physics MSc、物理学硕士Physics MSc。侧重于现代物理学中最前沿领域,培养学生在技术、研究和数据科学领域任职或攻读物理科学博士学位。

研究发现,通过量子力学定律,黑洞奇点被量子涨落区域取代——这是时空未终结状态下,空间能量发生的微观瞬时波动。时空在此转化为新形态“白洞”,即理论上与黑洞作用机制相反的区域。Gielen博士强调,虽然时间通常被认为具有相对性,但我们的研究表明,时间源自遍布宇宙的神秘暗能量。

研究团队提出,时间由充斥宇宙并推动其膨胀的暗能量所度量。这一核心创新观点为理解黑洞内部现象提供了全新视角。暗能量作为理论假设中的神秘力量,被认为是宇宙加速膨胀的推手。研究创新性地将其作为参照系,建立能量与时间互为补充的测量体系。

引人遐想的是,“奇点即起点”理论暗示白洞彼端可能存在更为玄妙的存在。Gielen博士补充说,理论上,假设存在某种观测实体,或可穿越黑洞奇点,从白洞另一端显现。虽属高度抽象的假设,但理论层面确有可行性。

除了这些理论探讨,研究揭示的时空本质与暗能量之间的深层关联,将成为未来数年重点探索方向。该研究还为统一引力与量子力学提供了新思路,可能催生突破性的基础理论,开启人类宇宙认知的新纪元。



来源:老田说科学

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