暗能量如何加速宇宙?(3)

2023-05-03 来源:飞速影视
如果你从一个有界的、静止的质量配置开始,并且不存在非引力或效应(或者与引力相比它们都可以忽略不计),那么质量总是不可避免地会坍缩成黑洞。这是静态的、非膨胀的宇宙与爱因斯坦的广义相对论不一致的主要原因之一。
学分:E. Siegel/Beyond the Galaxy
爱因斯坦走得更远,并意识到物质分布的程度并不重要,几何学也不重要。无论物质分布在球体、立方体、金字塔、土豆状结构或任何几何形状中,都无关紧要:仍然会坍缩成黑洞。
但这不仅仅是因为时空以这样的方式弯曲,导致物质在空间中移动并加速成一个点;尽管这种解释很直观,但它并没有准确地描述正在发生的事情。
相反,正在发生的事情是,时空以这样的方式弯曲,即织物本身实际上向内“流动”到自身中,因此整个结构 - 或者至少,这个空间区域内的结构 - 收缩。就好像有一个看不见的、全向的“移动走道”将这些粒子拖向内。即使空间是绝对无限的,到处都是这种尘埃,整个时空结构也会被拉向内,仿佛在收缩。如果这种情况确实囊括了整个宇宙,它将以一个奇点结束:一个所有时空都达到任意无限密度的“点”。如果这种情况只适用于宇宙的有限区域,你会得到一个黑洞,在这个黑洞中,这个“移动人行道”的类比不仅继续吸引物质,而且将时空吸引到其中。

暗能量如何加速宇宙?


在史瓦西黑洞的事件视界内外,空间像移动人行道或瀑布一样流动,这取决于你想如何想象它。在事件视界,即使你以光速奔跑(或游泳),也无法克服时空的流动,时空将你拖入中心的奇点。然而,在事件视界之外,其他力(如电磁)可以经常克服重力的拉力,甚至导致下落的物质逃逸。
学分:安德鲁·汉密尔顿/JILA/科罗拉多大学
直到广义相对论的早期,爱因斯坦才意识到这种病理学:我们生活在一个充满物质的宇宙中。但是,如果你的宇宙充满了物质,它就不会保持静止和稳定;时空结构将自行向内坍塌,导致短期内出现大紧缩场景。因此,在爱因斯坦后来吹捧为他的“最大错误”的举动中,爱因斯坦意识到另一种形式的能量必须“阻止宇宙抵抗引力坍缩”,因此他引入了我们今天所知的宇宙常数或暗能量:他能想到的唯一方法来平衡这种不可避免的引力坍缩。
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