簡(jiǎn)單地說，黑洞由奇點(diǎn)和事件視界構(gòu)成。奇點(diǎn)是黑洞內(nèi)部的一個(gè)物質(zhì)密度趨于無窮大的點(diǎn)。在奇點(diǎn)上，時(shí)空曲率趨于無窮大，所有物理定律都失效。事件視界就是黑洞的邊界，在事件視界之內(nèi)時(shí)空彎曲到連光也無法逃脫。于是，我們根本就無法觀測(cè)到黑洞內(nèi)部的情況，黑洞也正因此而得名。
比黑洞還要匪夷所思，宇宙中是否存在裸奇點(diǎn)?
黑洞是廣義相對(duì)論所預(yù)言的宇宙中的一種奇特天體。在經(jīng)過長(zhǎng)期的研究與觀測(cè)后，黑洞的存在目前已被確認(rèn)，成為科學(xué)界的一大共識(shí)。
這是否意味著我們永遠(yuǎn)也無法窺見奇點(diǎn)的奧秘了?愛因斯坦的廣義相對(duì)論的另一個(gè)預(yù)言似乎讓我們看到了一絲曙光。廣義相對(duì)論方程的一個(gè)解表明，在宇宙中可能存在不被事件視界所包圍的奇點(diǎn)，即裸奇點(diǎn)。與黑洞不同，光與粒子有機(jī)會(huì)從裸奇點(diǎn)逃脫。這聽起來似乎相當(dāng)匪夷所思，但卻使得觀測(cè)奇點(diǎn)成為了可能。
據(jù)悉，宇宙大爆炸的奇點(diǎn)就是一個(gè)裸奇點(diǎn)。不過，想要回望一百三十幾億年前的這個(gè)奇點(diǎn)幾乎是不可能的。那么，除此之外，宇宙中是否還存裸奇點(diǎn)呢?對(duì)此，霍金和兩位物理學(xué)家基普·索恩、約翰·普雷斯基還打過賭。霍金認(rèn)為宇宙中不可能存在裸奇點(diǎn)。然而，科學(xué)家于1997年用超級(jí)計(jì)算機(jī)證明了，恒星在特定的條件下坍縮時(shí)，理論上是可以產(chǎn)生裸奇點(diǎn)的。本次賭約以霍金認(rèn)輸而告終。
五維黑洞可產(chǎn)生“裸奇點(diǎn)”
雖然理論與模型都支持裸奇點(diǎn)的存在，但是迄今為止也沒人在宇宙中找到任何相關(guān)的證據(jù)。關(guān)于宇宙中是否存在裸奇點(diǎn)的問題至今也沒有定論。裸奇點(diǎn)一旦被發(fā)現(xiàn)，對(duì)天體物理學(xué)產(chǎn)生的影響無疑是巨大的。因?yàn)閷?duì)裸奇點(diǎn)的觀測(cè)與研究，將極大地促進(jìn)量子引力理論的發(fā)展。
來自劍橋大學(xué)和倫敦瑪麗女王大學(xué)的研究人員使用電腦模型，對(duì)薄環(huán)形黑洞進(jìn)行了模擬。環(huán)形模型演變成了幾個(gè)凸起物，而連接凸起物的條帶隨時(shí)間推移變得越來越細(xì)，最終斷裂成為小規(guī)模黑洞;這一現(xiàn)象與關(guān)閉水龍頭時(shí)，水龍頭內(nèi)流出的細(xì)流形成水滴的現(xiàn)象相類似。盡管“環(huán)形黑洞”早在2002年就被理論物理學(xué)家們“發(fā)現(xiàn)”，但在此次研究中才第一次成功使用超級(jí)計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。此次研究可能打破相對(duì)論等式。
廣義相對(duì)論是引力認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)，從宇宙繁星到尋路GPS，人類社會(huì)的方方面面均基于愛因斯坦的等式。相對(duì)論認(rèn)為物質(zhì)會(huì)造成周圍時(shí)空的扭曲，從而產(chǎn)生引力。奇點(diǎn)是時(shí)空中的一點(diǎn)，該處的引力十分強(qiáng)烈時(shí)，時(shí)空和其他物理規(guī)則都不再適用。廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)，奇點(diǎn)存在于黑洞中心，為視界線所環(huán)繞。奇點(diǎn)也被稱為“有去無回的點(diǎn)”，強(qiáng)大的引力使得逃離沒有半點(diǎn)可能，因此無法從外部對(duì)奇點(diǎn)進(jìn)行觀察。
合作研究者，來自劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)與理論物理系的博士生Markus Kunesch表示，只要奇點(diǎn)保持在視界線之后，相對(duì)論仍能成立，不會(huì)造成麻煩，宇宙監(jiān)察假設(shè)也是這樣認(rèn)為的。只要宇宙監(jiān)察假設(shè)仍然有效，我們就能預(yù)測(cè)，未來社會(huì)不會(huì)被黑洞吞沒。
但是，如果奇點(diǎn)位于視界線外，無限大的物質(zhì)密度將使物質(zhì)崩潰，卻無人知曉究竟發(fā)生了什么。另一位研究者，博士生Saran Tunyasuvunakool認(rèn)為，如果廣義相對(duì)論被打破，它就不再是解釋宇宙的獨(dú)立理論，一切都將天翻地覆。如果愛因斯坦的理論被推翻，人類需要可以替代其解釋宇宙的理論。
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