物理學家透過數學計算得出「黑洞不存在」的結論

作者 | 發布日期 2014 年 10 月 01 日 17:30 | 分類 天文 , 精選
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黑洞是人類所知一切領域的終點,巨大的重力就連光都無法逃脫,同時也有一連串根據黑洞所發展出的詭譎理論與科幻小說,但這一切最終是否只是人類的幻想呢?根據北卡羅萊納大學物理學家蘿拉‧墨西妮‧霍頓(Laura Mersini-Houghton)從數學角度計算推出的結論,認為黑洞是不可能存在的。




雖然很久以前就有關於黑洞的相關理論,但黑洞主要是建構在愛因斯坦的廣義相對論上所發展,而上世紀 70 年代物理學家史蒂芬‧霍金則提出了著名的黑洞理論,認為黑洞也會透過一種熱輻射將能量蒸散,最終消失,而被黑洞所吸取的物質也將就此消失,不會透過輻射散發任何訊息。

但量子物理學者則認為這與量子物理的理論背道而馳,因為量子物理認為物體存在過的訊息是不滅的,必然會以其他的形式存在,因此霍金的理論被稱為「黑洞訊息悖論」。之後 2004 年霍金本人承認錯誤,認為黑洞散發的熱輻射的確包含被吸納的物質訊息。

在人們普遍的認知中,黑洞的形成是在一個擁有極巨大質量的恆星,在因為過於膨脹後無法抵抗自己形成的重力而「塌縮」,質量的重力差距會造成恆星走向不同的結果,質量較小的恆星將成為白矮星,而質量較大的恆星則會塌縮為一個小點,稱為「奇點」。奇點的無形界線有著極為強大的重力場,就連光線都無法逃脫,就像一個完全不反射光線的巨大洞口,故名「黑洞」。

但在霍頓教授的研究中指出,她同意恆星在自身重力下塌縮時會產生熱輻射,但這些熱輻射噴發時也會將部分質量宣洩,導致最終塌縮的恆星無法有足夠的質量形成「奇點」,恆星會在縮小至一定半徑後就自行爆炸,而不會繼續「塌縮」下去,因此永遠都不會有黑洞產生。

如果這個理論是正確的,那很多相關的宇宙理論可能都需要修改(可能包括一堆科幻電影都得重拍了),但並非是所有人都能同意蘿拉的看法,麻省理工宇宙學家暨物理學教授馬克斯‧泰格馬克(Max Tegmark)表示:「有這類的數值計算研究值得令人高興,但結果可能與現今許多的發現背道而馳,這可能是因為數值計算的基礎上,就已經有了不正確的假設。」

而奧克蘭大學的重力專家大衛‧加爾芬克則表示,該論文的結論相當有趣,但黑洞不存在的理論可能是種誤導,因為許多天文觀察證據,都導向了假設存在的黑洞物體。

或許有一天人類有能力做出相對應的實驗,來證明黑洞到底是不是存在,但對霍頓本身而言,這個因計算而導出的結論是相當有力的。

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