裸奇点,不可抗拒的研究

文章作者:快乐相伴 | 2016-01-22
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    裸奇点就是指在理论当中没有事界所包围住的一些引力奇点。在广义相对论当中所描绘的一些黑洞也是由奇点与包围住它的相对事界所构成的,因为即使速度最快的光也无法逃脱到事界之外,因此通过理论上的外界观察者是无法直接观测到黑洞内部的一些现象。裸奇点则与之相反,它的光与其他粒子是有机会逃离奇点至远方的,而事界因此并不存在。通过外界的观察者也会有机会观察到发生在奇点附近一些剧烈扭曲时空的主要现象。
        裸奇点的存在对于一些天文物理等领域来说有其深远的重要性,其中之一就是可能得以观察到一些星体坍缩成无限大密度的点的一些主要过程。另一方面,其所存在的一些与特性乃至对量子引力理论所通过进行检验的一个良好机会。裸奇点,这是天文物理上悬而未决的一个重要问题。裸奇点的发现会为物理学上的统一理论而提供一些直接的观测,因此对该理论的影响甚巨。
        裸奇点并不都是微弱的。我们发现了许多不均匀坍塌的一些学说,可是产生一些具有强大重力、能真正的将物质挤压至无形的奇异点,同时还可被外界所看见。当时任职于印度的阿格拉大学的兑伟谛(Indresh Dwivedi)与我,于1993年所发展出在不考虑任何气体压力下对恒星坍塌的一般分析,厘清并确认了这些观点。

裸奇点
        裸奇点当中的物质与辐射也可坠入也可弹出一些这个区域,也就是说,通过以往我们以为造访黑洞里的一些奇异点就是趟有去无回的一个旅程,但其实你却可以在一个非常接近的裸奇点后进行全身而退,并叙述你此行的一些见闻。假如所欠缺的事件视界的裸奇点是否真的存在,在奇异点附近所发生的一个神秘事情也将会直接冲击到外在的世界。裸奇点可以用来解释一些天文学家早已观测到的却无法解释的一些高能现象,并提供了一个探索时空当中最精细结构的一个实验室。
        裸奇点对于一些无畏的未来进行探索而言将是一个不可抗拒的一个研究项目。裸奇点当中最关键的就是克服产生视界的一些引力作用。通过两种力可以达到这一目的。通过旋转和电荷。如果坍缩所形成黑洞的一些物体具有极高的转速或强电场,它的反作用力就会产生一些内视界。通过提高转速或电荷将会缩短内外视界之间的距离。当转速或电荷能够达到足够的水平时,两个视界会相互重叠并完全消失,因而会使奇点直接暴露出来。因此在真正的宇宙当中,坍缩的星体又无法聚集一些足够的电荷以反作用于引力,但是它的转速极高的星体最终还是有可能形成为裸奇点。

裸奇点
        裸奇点按照多年以来所公认的恒星演化学说,它是大于5倍太阳质量的一颗恒星在其自身引力的作用之下,并且能够演化到终点将是一个黑洞。然而按照爱因斯坦的广义相对论而言,在许多情况之下,这样的恒星将坍缩为密度无穷大的体积为零的一个裸奇点(Naked singularity),在那里,物理定律会被严重破坏,因而任何事情都极可能会发生。同时为了避免这类麻烦局面的进一步出现,1960年代的中期,彭罗斯(RogerPenrose)和霍金(Stephen Hawking)提出了对宇宙监察(cosmic censorship)的假说:将奇点遮掩在黑洞里面,使其不被观测到但此假说迄今为止未得到一些令人信服的证明。为了能够破解这一难题,辛格(Param—preet Singh)等三位印度宇宙学家则认为环圈量子引力(1oop quantum gravity,简称LQG)学说也能说明上述恒星所演化到最后瞬间的一些主要情景,而且还能预见在此瞬间将会出现的可观测到的一些特色信息。该学说就是企图统一量子力学和广义相对论的量子引力理论的一个主要竞争者。LQG 中,对于时空本身则由许多小包束,或量子,约束在一起成为一种奇怪的泡沫。当三位科学家用此理论去模拟一个极端条件事件所导致的裸奇点时,结果发现那个奇点早已经实实在在地蒸发掉了,导致死亡的恒星在巨大的粒子爆发声中抛掷出它的全部质量,从而阻止了一些奇点的形成。然而该模型还显示出此种爆发有一些可观察到的主要特点恒星在其最后剧烈爆发前出现一些短暂的昏暗。辛格则认为这也是对LQG 学说一项十分难得的一个天文观测验证,如果该模型是十分正确的,还应探测到同时所发出的一些射线、宇宙线及中微子。一些空间的探测器,如欧洲空间署计划于2010年所发射的一些极端宇宙空间天文台(Extreme Universe Space Observatory)即可检验上述的预见。
     

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