设为首页 - 加入收藏 - 网站地图 奇闻异事,天下奇闻,宇宙奥秘,外星人,未解之谜,灵异事件,ufo之谜尽在奇闻异事网!
当前位置:主页 > 宇宙奥秘 > 正文

剑桥教授发现黑洞中央奇点或为宇宙中最小单位


  据美国赫芬顿邮报报道,在整个人类历史上,人们一直在追问这样一个问题:什么才是宇宙间最小的物体?人们曾经一度相信沙粒是组成我们周遭世界的最小单位。然后人们发现了原子,当时人们便认为原子是不可分割的最小单位。但是很快这样的观点也被打破了,因为科学家们发现原子仍然可以被分成更小的单位—— 他们发现了质子,中子,以及原子核外的电子。那么这些总该是最小的粒子了吧?当时人们确实曾经这样认为,但是后来他们发现质子和中子各自是由3种不同的夸克组成的。

  物理学家安迪·帕克(Andy Parker)表示:“这一次,我们没有发现这些夸克内部还有任何可分的可能性。因此我们可以说我们终于找到了物质的最小形式吗?”对此,帕克表示,即便夸克和电子最终被证明确实无法进一步分割,科学家们仍然不知道它们是否是宇宙中存在的最小物质单位,或者宇宙中是否还存在更加微小的物质单位。

  帕克是英国剑桥大学高能物理学教授,他最近在英国BBC二台主持了一个电视特别节目,名叫“地平线:宇宙有多小?”

  弦还是点?

  在实验中,微小的粒子,如夸克和电子的表现就像是一个单一质点,没有空间大小。但是这种点状物体让物理学的定律复杂化了。因为你可以无限接近于一个点,这样一来一个作用于其表面的力就将变得无限大,而科学家们憎恶“无限”的概念。

  现在,他们有了一个被称作“超弦理论”的方案,有望解决这个问题。这一理论指出,所有的粒子事实上都不是点状的,而是类似于一个微小的环状弦。没有任何东西可以无限接近一个环状弦,因为当你趋近一个它的一部分时,永远还有其它部分你没有趋近。这种弦理论似乎可以在一定程度上解决“无限小”的问题,这让这一想法引起了物理学家们的兴趣。然而他们现在仍然没有实验证据能证明这一理论是正确的。

  另外一种解决这一“点状”问题的途径是认为空间本身并非是连续的和平滑的,而是由离散的“像素”或颗粒组成的,有时候我们会将其称为“时空泡沫”。这样一来,两个颗粒便将无法无限地相互接近,因为它们之间必须存在一个最小的空间颗粒单位。

  奇点

  另外一个可以参与到“宇宙最小物体评选大赛中来的竞争者是位居黑洞核心的奇点。黑洞就是指当物质受到剧烈压缩,引力占据统治地位,让物质继续向内收缩,最终聚集到一个点上,这个点拥有无限大的密度——至少根据目前的物理学定律而言应当是这样的情况。

  然而大多数专家并不认为黑洞真的拥有无限大的密度。他们认为这种无限性是两种本质上相互冲突的理论之间的矛盾引起的。这两种理论就是广义相对论和量子力学。而当人们真正能得到一个量子引力论的时候,我们才能最终揭开黑洞的本质。

  帕克表示:“我的猜测是黑洞奇点一定远小于夸克,但是我不认为它具有无限大的密度。”他说:“更有可能是,或许它们的尺度要比我们目前所观察到最小的尺度还要小上数百亿倍甚至更多,但并非是无限的。”这样一来,奇点就大约具有超弦的尺度,如果它们真的存在的话。

  普朗克长度

  超弦,奇点,甚至是宇宙的颗粒,所有这一切都可以归结于“普朗克长度”。1普朗克长度等于1.6 x 10^-35米,这确实是一个小到惊人的量,对物理学的很多方面造成影响。

  普朗克长度太小了,远远超出了任何仪器的最小测量极限,但是人们却认为这一长度数值应当代表了理论上可以测量的最小长度。根据测不准原理,任何仪器都将不可能测量低于这一数值的长度,因为在这一尺度上,宇宙是概率的和不确定的。这一尺度通常也被认为是广义相对论和量子力学适用范围的分界。

  帕克表示:“这一距离值已经足够小,此时引力场将会变得极其强大,它甚至可以从能量场中制造出黑洞。”他说:“在普朗克长度的尺度上,我们认为量子引力论开始占据优势。”或许宇宙中所有最小的物体,它们的尺度都将会粗略地等于普朗克长度。

分类信息