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5D黑洞存在? 英國科學家挑戰廣義相對論

上網時間: 2016年04月18日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:黑洞  黑環  5D  奇點  宇宙超級電腦 

愛因斯坦(Einstein)的相對論(theory of relativity)充斥著預測,但從來沒有人能夠加以證實或攻破,例如無法突破光速或實現時光機器等。然而,英國科學家如今認為已經找到了在他相對論中的「黑洞」——其實是黑環。換句話說,當引力達到無限大,不太可能存在奇點。愛因斯坦認為只有在黑洞堅不可摧的事件視界之外才可能存在,因而無法觀察到「裸」奇點。

然而,英國的物理學家證實,在5D空間的振盪黑環中可能觀察到奇點。其原理是利用環狀模型振盪出的凸起,最終擠壓出一連串的黑洞,他們稱之為「數值演化」(就像水流被斷裂形成一連串的水滴),並因而揭露其他被隱藏的奇點。如果由此而產生了祼奇點,就表示推翻了愛因斯坦的廣義相對論——否定祼奇點存在的可能性。物理學家Roger Penrose稱此為「弱宇宙審查假說」。

英國倫敦瑪麗皇后學院(Queen Mary University of London)教授Pau Figueras、劍橋大學(University of Cambridge)教授Markus Kunesch與該校博士候選人Saran Tunyasuvunakool的研究發現——「黑環端點不穩定性與弱宇宙審查假說」(End Point of Black Ring Instabilities and the Weak Cosmic Censorship Conjecture)一文,就發表在最近的《物理評論快報》(Physical Review Letters)期刊中。

「我們發展出的首項具體證據違背弱宇宙審查假說,由於數值演化擾動黑環,使其可能發生在漸近平坦的5D空間。這種不穩定性顯露出與黑環的類似,因而使視界發展出一種以弦連接的凸起結構;這種弦會隨著時間進展變得越來越纖細。」

當然,我們存在於4D空間(包括第4維的時間),但研究人員認為,如果裸奇點可能存在於5D空間,那麼進一步的研究也可能在4D空間發現這一可能性。

截至目前為止,沒有人真的在任何空間觀察到任何潛伏於宇宙中的黑環,但研究人員成功推翻愛因斯坦廣義相對論禁止「祼奇點」存在的看法,從而使這一理論面臨危機。

「如果祼奇點能存在4D空間,那麼廣義相對論就不再是一個完全有效的理論了,而且必須找到其他替代理論。問題是我們當然不知道這種替代理論必須具備什麼,因此也不可能說有形的後果可能是什麼。」Markus在受訪時表示,「我們可以說,對於廣義相對論的任何修正幾乎都會帶來強大效應(就像超大質量的黑洞天體)。所以,如果4D空間的確也存在祼奇點,那麼對我們來說,最實際的後果是再也不能說黑洞位於我們銀河系中心了。當然,任何新理論的發明,結果可能充滿驚喜,但在此階段,去猜測這些驚喜是什麼並不科學。」

科學家們是在英國DiRAC HPC合作組織科學與技術設施理事會(STFC)的宇宙超級電腦進行模擬並取得研究結果,霍金(Stephen Hawkings)即在此擔任首席研究員。這部宇宙超級電腦採用288個英特爾(Intel) Xeon E5核心與24個Xeon Phi協同處理器組成,每個處理器內含60顆核心以及14.5TB共享記憶體。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Can Einstein Be Wrong About Naked Singularities?,by R. Colin Johnson)





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