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宇宙的诞生和灭亡可能取决于黑洞

常驻编辑 科普中国 2022-06-03 黑洞   射电望远镜   宇宙   奇点   可能会   星系   望远镜   学家   物质   想法


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如果宇宙在膨胀,这也可能意味着它有一天会收缩。Auj拜客生活常识网

任何在天文学或物理学方面有专长的人都不会不同意这一事实。Auj拜客生活常识网

根据阿根廷辐射天文研究所的宇宙学家丹尼拉·佩雷斯和古斯塔沃·罗梅罗的一项新研究,宇宙一直在反复地膨胀和收缩,而大黑洞是在这种无休止的破坏和更新的循环中幸存下来的唯一东西之一。Auj拜客生活常识网

这些周期是宇宙学家所说的可能的“宇宙反弹”的一部分。Auj拜客生活常识网

理论黑洞的数学模型是佩雷斯和罗梅罗同行评议研究的核心,这项研究上个月发表在科学期刊《物理评论D》上。Auj拜客生活常识网

他们写道:“我们的主要结果是,这个解代表了一个动态黑洞,它存在于反弹宇宙模型的各个时期。”Auj拜客生活常识网

换句话说,佩雷斯和罗梅罗的黑洞存活了下来,即使它周围的一切都被摧毁了,因为宇宙在最终反弹的过程中崩溃了。Auj拜客生活常识网

这是一个令人信服的发现。Auj拜客生活常识网

希腊约阿尼纳大学的物理学家说,黑洞在弹跳的宇宙中扮演的角色的问题“显然很有趣”,“这篇论文可能被视为解决这个问题的初步尝试。Auj拜客生活常识网

但请注意:佩雷斯和罗梅罗的论点中包含了许多假设。Auj拜客生活常识网

有可能,在宇宙从收缩反弹到膨胀的那一刻,所有指导我们理解物理学的规则都被抛在了窗外。Auj拜客生活常识网

我们可能是在试图弄清深不可测的东西。Auj拜客生活常识网

“广义相对论本身在黑洞奇点和宇宙反弹奇点上都是错误的,”Perivolaropoulos说。Auj拜客生活常识网

“因此,任何以此为基础的结论都不能被认真对待。”Auj拜客生活常识网

换句话说,在宇宙崩塌到最小尺寸的那一刻,就在反弹之前,重力将停止正常运作。Auj拜客生活常识网

这就是我们所说的奇点:物理定律的例外。Auj拜客生活常识网

当规则不再适用时,我们不知道黑洞会有什么行为。Auj拜客生活常识网

佩雷兹和罗梅罗的方法“委婉地说,有很大的改进潜力,”佩里沃尔罗普洛斯补充道。Auj拜客生活常识网

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需要明确的是,宇宙反复膨胀和收缩的潜在观点并不新鲜。Auj拜客生活常识网

宇宙学反弹是研究宇宙起源和命运的宇宙学家的几个主要理论之一。Auj拜客生活常识网

事实上,至少有一组科学家甚至认为,我们这个拥有137亿年历史的宇宙正处于最近一次膨胀阶段的末期,可能会在大约1亿年后再次开始收缩,并在数十亿年后或数百亿年后再次反弹。Auj拜客生活常识网

关于宇宙可能终结的其他理论包括宇宙减速和冻结、自我崩塌或分裂成无数个零散的口袋宇宙。Auj拜客生活常识网

在所有的选择中,很清楚为什么宇宙反弹吸引了很多人的兴趣。Auj拜客生活常识网

这是一种优雅的方式来解释我们在太空中看到的一些更奇怪的事情。Auj拜客生活常识网

首先,这可能有助于解释为什么在一个几乎都是空的宇宙中,我们会有这些奇怪的、分散的物质团块。Auj拜客生活常识网

星系。Auj拜客生活常识网

星星。Auj拜客生活常识网

行星。Auj拜客生活常识网

太空中的不规则性是无休止的扩张和收缩的副产品。Auj拜客生活常识网

这种反弹也可能对最大的黑洞有意义。Auj拜客生活常识网

具体地说,就是比太阳大几十亿倍的“超大质量”物质,它们对周围的空间施加了如此强大的引力,以至于连光都无法逃脱。Auj拜客生活常识网

到目前为止,我们已经使用一种名为Event Horizon Telescope的新型全球射电望远镜阵列发现了其中两个巨大的黑洞。Auj拜客生活常识网

其中一颗是在我们银河系的中心观测到的。Auj拜客生活常识网

另一颗被发现在距离我们5400万光年的星系梅西耶87的中心。Auj拜客生活常识网

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黑洞包含最接近奇点的东西--一个公认的物理规则的例外--我们可以用望远镜直接观察它。Auj拜客生活常识网

在黑暗、密度极高的黑洞中心,我们对宇宙的理解被打破。Auj拜客生活常识网

就像佩里沃拉罗普洛斯说的那样。Auj拜客生活常识网

如此大而密集的物体有其特殊之处。Auj拜客生活常识网

这种特殊的东西可能会帮助最大的黑洞在每次宇宙反弹时存活下来,其他一切都会被压缩成一种物质和能量的光滑糊状物。

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