黑洞也許是我們宇宙中最奇怪、最難理解的一個存在,我們對它的了解幾乎是太皮毛了,很多都還是未知。它們具有如此巨大的潛力?與從蟲洞到新的嬰兒宇宙的一切事物都有聯(lián)系?就是因為它的存在,幾十年來一直吸引著物理學家。
一個奇怪的宇宙!科學家發(fā)現(xiàn)迷你分形宇宙可能位于帶電的黑洞內(nèi)
但是,就像這些已知物體一樣奇怪,甚至可以想象到更奇怪類型的黑洞。在宇宙的一個上下顛倒的假設(shè)版本中,可能存在一種奇怪的黑洞類型,比MC Escher草圖更奇怪?,F(xiàn)在,一組研究人員投入了所謂的帶電黑洞的科學核心,發(fā)現(xiàn)了許多驚喜,包括時空的地獄和奇異的分形景觀……甚至還有更多。
有各種各樣可能的假想黑洞:帶有或不帶有電荷的黑洞,旋轉(zhuǎn)或靜止的黑洞,被物質(zhì)包圍的浮子或漂浮在空曠空間中的黑洞。這些假想的黑洞中有一些眾所周知,肯定存在于我們的宇宙中。例如,旋轉(zhuǎn)的黑洞周圍充滿著下落的物質(zhì),這很常見。去年我們甚至拍了一張黑洞照片,引起廣大媒體的關(guān)注。
但是其他一些黑洞都純粹是理論上的,即便如此,物理學家仍然有興趣探索黑洞的秘密,通過深入研究他們的科學基礎(chǔ),我們可以認識到物理理論的新關(guān)系和含義,這可能會對現(xiàn)實世界產(chǎn)生影響。
一個奇怪的宇宙!科學家發(fā)現(xiàn)迷你分形宇宙可能位于帶電的黑洞內(nèi)
一個這樣的理論黑洞就是被帶電荷的黑洞,該黑洞被某種稱為anti-de Sitter的空間包圍。無需過多考慮細節(jié),這種空間就具有恒定的負幾何曲率,就像馬鞍一樣,我們知道這并不是對我們宇宙的很好描述。(具有反de Sitter空間的宇宙在所有其他方面都相同的情況下,將具有負的宇宙常數(shù),這意味著任何物質(zhì)都傾向于凝結(jié)成黑洞,而已知的加速膨脹則使宇宙四分五裂。)
這個馬鞍形的空間在我們的宇宙中不存在,但事實證明,這些奇特的黑洞仍然具有令人驚訝的復(fù)雜結(jié)構(gòu),值得探索。
值得探索的原因之一是帶電黑洞與旋轉(zhuǎn)黑洞有很多相似之處,旋轉(zhuǎn)黑洞在我們的宇宙中確實存在,但是帶電黑洞在科學上更容易解決。因此,通過研究帶電黑洞,我們可以獲得對現(xiàn)實世界中旋轉(zhuǎn)黑洞的一些見解。
物理學家發(fā)現(xiàn),當這些黑洞變得相對涼爽時,它們會在其表面周圍形成量子場的“陰霾”。這種煙霧會粘在表面上,并通過黑洞自身永不疲勞的重力向內(nèi)拉動,但由于同一黑洞的電排斥力而向外推。在表面上穩(wěn)定工作的量子場的霧也被稱為超導(dǎo)體。超導(dǎo)體具有實際應(yīng)用(黑洞可以無電阻地傳輸電流),因此了解超導(dǎo)體在這些奇特的情況下如何發(fā)揮作用有助于我們理解其科學結(jié)構(gòu),從而有可能在實際應(yīng)用中帶來新的見解。
在8月28日發(fā)布到數(shù)據(jù)庫arXiv的一項研究中,一組研究人員最近使用超導(dǎo)語言來發(fā)現(xiàn)這些假想黑洞表面下方的東西。
“正?!钡膸щ姾诙?,在我們的宇宙中可能被各種花園時空包圍著,內(nèi)部有一些怪異之處。首先,在事件視界之外(每個黑洞的邊界,一旦您掉入其中,就無法離開),這就是所謂的內(nèi)部視界,即一個強大的量子能量區(qū)域。除此之外,還有蟲洞,是通向宇宙中其他孤獨區(qū)域的白洞的橋梁(至少根據(jù)科學方法而言)。
我們真的不知道在現(xiàn)實生活中是否存在像這樣的蟲洞,因為帶電黑洞的科學在內(nèi)部視野中破裂了,在我們開發(fā)新的物理學之前,我們將學不到更多的東西。幸運的是,被反de Sitter空間包圍的帶電黑洞(現(xiàn)在我們稱為超導(dǎo)體黑洞)可以避免此問題。
最近收到一個好消息,超導(dǎo)體黑洞的內(nèi)部視界破裂了,使您可以像在普通的固定黑洞中一樣順暢地駛過它。壞消息是,超導(dǎo)體黑洞中的蟲洞橋也會自行破裂,因此您無法將自己運送到遙遠的恒星。
一個奇怪的宇宙!科學家發(fā)現(xiàn)迷你分形宇宙可能位于帶電的黑洞內(nèi)
但這并不意味著您沒有發(fā)生任何有趣的事情。就在本來是內(nèi)部視界的內(nèi)部,超導(dǎo)體黑洞的內(nèi)部卻有點泡沫。
通常,現(xiàn)實生活中的超導(dǎo)體中的粒子會發(fā)生振蕩,從而支持波來回擺動,這種效應(yīng)被稱為“約瑟夫森振蕩”。在這些黑洞的深處,空間本身來回振動。
但是,一旦您擺脫了振動的時空,接下來的事情將是真正的神秘。研究人員發(fā)現(xiàn),超導(dǎo)體黑洞的最內(nèi)層區(qū)域可能具有怪異的微型膨脹宇宙,在該地方空間可以在不同方向上以不同的速率拉伸和變形。
此外,根據(jù)黑洞的溫度,這些空間中的某些區(qū)域可能會觸發(fā)新一輪的振動,從而產(chǎn)生新的擴展空間斑塊,從而觸發(fā)新一輪的振動,進而產(chǎn)生新的斑塊不斷擴大的空間等等,規(guī)模越來越小。
那將是一個微型的分形宇宙,從大尺度到小尺度無休止地重復(fù)。完全不可能描述穿越這樣一個風景是什么樣的,但肯定會很奇怪。
在這個奇怪的分形的中心,混亂的混亂是奇點:無限密度的點,即落入黑洞的每一點物質(zhì)所在的地方。不幸的是,即使使用超荷電的超導(dǎo)科學技術(shù),研究人員也無法描述奇異情況。所有已知的物理學都崩潰了,需要新的引力理論來充分描述。
誰知道您會在超導(dǎo)體黑洞的中心找到什么,但至少您會喜歡這次旅行。
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