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研究揭示完全成熟黑洞特性:時(shí)間靜止
查字典地理網(wǎng) 來源|2013-01-05 發(fā)表|教學(xué)分類:地理科普

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存在于一個(gè)星系核心的超大質(zhì)量黑洞 圖像版權(quán):NASA

新浪科技訊,據(jù)美國太空網(wǎng)報(bào)道,黑洞演化的終點(diǎn)或許是成為一種讓人費(fèi)解的,時(shí)間呈現(xiàn)停滯的時(shí)空狀態(tài)?,F(xiàn)在,一項(xiàng)最新的研究提出了一種新方法,可以了解某個(gè)黑洞離到達(dá)演化的終點(diǎn)還有多遠(yuǎn)。

黑洞是宇宙中最神秘的天體之一。簡單地說,它們就是當(dāng)大量物質(zhì)被壓縮進(jìn)入一個(gè)極小的區(qū)域,從而使其物質(zhì)密度達(dá)到極高的狀態(tài)。

盡管觀測顯示黑洞應(yīng)當(dāng)是宇宙中非常普遍的現(xiàn)象,但科學(xué)家們目前尚無法確切理解黑洞的內(nèi)部狀況。愛因斯坦的廣義相對論通常會被用來理解黑洞的物理特性。

“但這是超出我們現(xiàn)有的物理知識的,”朱安·安東尼·瓦倫丁·克農(nóng)(JuanAntonioValienteKroon)說。他是倫敦大學(xué)瑪麗皇后學(xué)院的數(shù)學(xué)家?!耙肜斫夂诙磧?nèi)部發(fā)生的狀況,我們需要發(fā)明新的物理方法?!?/p>

幸運(yùn)的是,對于黑洞演化最終狀態(tài)的物理學(xué)描述可能相對更簡單一些。科學(xué)家們注意到,廣義相對論的一個(gè)解可以得出一種狀態(tài),稱為“克爾時(shí)空”(Kerrspacetime)。學(xué)術(shù)界現(xiàn)在相信,克爾時(shí)空便是黑洞演化到終點(diǎn)時(shí)呈現(xiàn)的狀態(tài)。

“一般而言,相對論方程及其復(fù)雜,因此對于一個(gè)相對論系統(tǒng),你應(yīng)用這些方程的唯一方法便是借助計(jì)算機(jī),”瓦倫丁·克農(nóng)告訴記者說?!罢?yàn)槿绱?,像克爾解這樣的情況實(shí)在是一種例外??藸柦馐菑V義相對論少數(shù)幾個(gè)清晰明確的解之一,擁有直接的物理學(xué)意義?!?/p>

克爾時(shí)空是“時(shí)間獨(dú)立”(time-independent)的,這意味著克爾時(shí)空中的任何東西都不會隨時(shí)間發(fā)生改變。這也就意味著,時(shí)間停滯了。處在這種狀態(tài)的黑洞事實(shí)上處于靜止?fàn)顟B(tài)。

“有人可能會說,黑洞一旦演化到這一階段,就不會再發(fā)生任何改變?!蓖邆惗 た宿r(nóng)說。

在他們的最新研究中,瓦倫丁·克農(nóng)和他在瑪麗皇后學(xué)院的同事,托馬斯·貝克達(dá)爾(ThomasBackdahl)已經(jīng)找到一個(gè)方程,可以描述一個(gè)黑洞距離達(dá)到克爾時(shí)空狀態(tài)還有多遠(yuǎn)。

這一過程可以很快發(fā)生,甚至在數(shù)秒內(nèi)完成,一切完全取決于其質(zhì)量。

為了應(yīng)用這一方程,科學(xué)家們首先必須考察黑洞周圍的一個(gè)區(qū)域,成稱為“視界”。視界一般被定義為黑洞的邊界,任何物質(zhì),甚至光線,一旦進(jìn)入視界范圍,將無法逃逸。

研究人員認(rèn)為這項(xiàng)研究將有助于對黑洞的計(jì)算機(jī)模擬,并使其更逼近真實(shí)的觀測數(shù)據(jù)。

天文學(xué)家們認(rèn)為大多數(shù)星系,包括我們所在的銀河系的核心存在超大質(zhì)量黑洞。一些研究者認(rèn)為這些黑洞正是克爾黑洞。

瓦倫丁·克農(nóng)和貝克達(dá)爾已經(jīng)將他們的研究結(jié)果發(fā)表在了1月19日出版的《英國皇家學(xué)會會報(bào)》A版。

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