奇点是什么样的?宇宙中已知最神秘的地方,物理学已给出答案(5)

2023-05-01 来源:飞速影视
人类是否能利用虫洞进行时间旅行或比光速更快的旅行。答案可能是否定的,但仍有待讨论。

奇点是什么样的?宇宙中已知最神秘的地方,物理学已给出答案


点状奇点和环状奇点充其量都是模型,使人们更容易讨论它们周围发生的事情,方程也更容易,因为你不必处理奇点本身的外部和内部之间的边界条件,因为它们不存在。
现实情况是,量子效应几乎保证了不存在奇点这种东西,而我们认为的奇点是非常小但仍然延展的物体。
宇宙中没有任何已知的力可以阻止物质坍缩成黑洞(一旦开始坍缩)。恒星利用电磁力来避免自身坍缩。但随着它们的冷却,它们将会逐渐塌缩。一颗足够大的恒星可以坍缩成中子星,这是宇宙中密度最大的物体之一。中子星使用一种叫做泡利不相容原理的量子现象来维持自身。这意味着组成它们的中子不可能同时出现在同一个地方。因此,它们互相回避,这就产生了一种排斥力。
如果质量足够大,就可以克服这一原理,理论上所有的物质都可以同时出现在同一个地方。黑洞可能是由可以全部存在于同一个地方的物质组成的,称为玻色子。没有不相容原理或电磁力,就没有另一种排斥力来抵挡引力,防止坍缩。因此,理论上,所有物质都可以坍缩成一个点。
然而,当物质塌缩在一起时,力就不再像它们在普通情况下那样表现。例如,我们知道在非常小的尺度上,宇宙的常数会发生变化。有充分的理由认为,物质对自身的引力在较小的尺度上实际上会变弱。同时,自我引力的相互作用(引力对自身的推力或拉力)变得更强。这意味着引力的行为更像黑洞内漩涡的湍流。这被称为 "反作用",是黑洞研究的一个活跃话题。
一个类似的现象发生在流体中。当有一个旋转的流体漩涡时,在远离漩涡的地方,粘度的影响可以忽略不计,但当靠近它时,粘度就起了主要作用。当然,粘度是由流体与自身相互作用造成的。在一个湍流漩涡内,不能忽视粘性。如果我们不关心漩涡内部发生了什么,但需要了解它与周围环境的相互作用,就假装漩涡是一个一维的丝状物,并在数学上将粘度的作用纳入丝状物本身的行为,就像奇点一样。
事实上,由于这个原因,水旋涡已被用来模拟黑洞。
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