引力奇点

✍ dations ◷ 2025-08-19 04:44:18 #天体物理学,广义相对论,科学哲学,洛伦兹流形

引力奇点(英语:Gravitational singularity),也称时空奇点(spacetime singularity)或奇点,是一个体积无限小、密度无限大、引力无限大、时空曲率无限大的点,在这个点,目前所知的物理定律无法适用。例如黑洞的中心和大爆炸之前的宇宙奇点(英语:Initial singularity)。

当前的理论推测,当一个物体落入黑洞里并趋近位于中心的奇点时,这物体会因不同部位受到增强的吸引力而被拉长,为潮汐力,或称面条化,最终完全失去维度并无可挽回地消失于奇点。外界观测者在安全的距离外,对这事件的观测则会完全不同。根据相对论,外界观测者会看到物体随着趋近于黑洞而变得越来越慢,最终在事件视界完全停止,而从来没有真正落入黑洞。

奇点的存在常被用来作为广义相对论失效的证明,这是意料之内的,因奇点存在于量子效应显著的状况中。可以想像,将来某种与量子引力的联合理论(如目前研究的超弦理论)能够无需奇点来解释黑洞,但这种理论还需要很多年。

根据宇宙审查假说,黑洞的奇点保持隐藏在事件视界后面,事件视界内的光线无法逃逸,因此无法直接对其观测。假想所允许的唯一的例外(称为裸奇点)是宇宙一开始的大爆炸,由于宇宙在大爆炸之前的初始状态为一奇点,广义相对论及量子力学会在奇点处失效,但量子力学实际上并不容许粒子占据比自己波长小的空间。

两种最重要的时空奇点的类型分别是曲率奇点和锥形奇点。广义相对论预言奇点存在于黑洞之内:任何恒星因引力坍缩至小于其史瓦西半径后会形成黑洞,产生一个被事件视界包围的奇点(同样,黑洞形成的理论并没有考虑量子力学),这种奇点被称为曲率奇点。

有数学推导指出,物质会被奇点破坏,消失于三维空间,以二维的形式存于黑洞表面,而其二维数据理论上可以重现于三维空间。这使科学家推测世界实际为二维数据,而三维空间可能只是被二维数据所投映。

按奇点的本性,我们有可能永远无法完全描述或了解黑洞中心的奇点。虽然观测者可以向黑洞中心发送信号,但是黑洞内部仍然难以获取信息,至今只能单靠理论推测,无法取得实验数据证明奇点确实存在。

相关

  • 组织胞浆菌病组织胞浆菌病 (学名: Histoplasmosis ) 是由真菌Ajellomyces capsulatus 引起的疾病。通常借由呼吸道造成免疫系统部正常之肺部疾病 。 对大多数人为轻微疾病,但也有些病例会
  • span class=chemf style=white-space:nowrap;Csub8/subH正辛烷的化学式C8H18,直连烷烃中的第八个成员。 有18种同分异构体(若包括立体异构则有24种)。其中的异构物2,2,4-三甲基戊烷作为汽油引擎燃料使用时,震爆现象很低,因此被定为辛烷
  • 酸菜酸菜可以指:
  • 加利福尼亚海岸大学坐标:33°46′44.93″N 117°52′15.39″W / 33.7791472°N 117.8709417°W / 33.7791472; -117.8709417加利福尼亚海岸大学(California Coast University,缩写:CCU)是位于美国加
  • 皇道派皇道派,是日本帝国陆军内部存在的一个政治派系,其主要受北一辉等的思想影响,主张尊皇、在天皇亲政下对日本进行国家改造(其称之昭和维新)为目标,以暴力革命打倒日本国内资本财阀,并
  • 尼格利陀人尼格利陀人(Negrito)又称矮黑人,是东南亚的半游牧民族,零星分布于菲律宾、马来半岛、泰国、安达曼群岛和尼科巴群岛,是目前被了解最少的人类族群之一。他们可能是东南亚(包含新几
  • 牛羚牛羚(学名:Connochaetes),也叫角马,是一种生活在非洲草原上的大型羚羊。在生物分类学上,它指的是属于牛科的狷羚亚科的角马属。角马属有两种,白尾牛羚和斑纹牛羚。角马的头粗大而且
  • 保罗教堂宪法保罗教堂宪法(保罗教会宪法) (Paulskirchenverfassung)是第一部整个德国范围的由民主决议产生的宪法,然而这部宪法却从来没有生效过。它作为“德意志帝国宪法”于1849年3月27日
  • 侯绍文侯绍文(1901年8月4日-1992年10月2日),别号孟扬,河北省滦县人。民国三十七年(1948年)在河北省第三选区当选第一届立法委员。孙子为现任第13届台北市议员(第一选举区,北投区、士林区)兼
  • 宫先仪宫先仪(1938年2月11日生),江苏江宁县人,水声工程专家。1962年毕业于中国人民解放军军事工程学院。曾任中国船舶工业总公司第七研究院第715研究所研究员、总工程师,海洋声学国家重