引力奇點

引力奇點

引力奇點,也稱時空奇點或奇點,是一個體積無限小、密度無限大、引力無限大、時空曲率無限大的點。在這個點,目前所知的物理定律停止適用。

  • 中文名稱
    引力奇點
  • 應    用
    物理
  • 特    點
    體積無限小、密度、引力等無限大
  • 別    稱
    時空奇點或奇點

​定義

引力奇點,也稱時空奇點,是大霹靂宇宙論所說到的一個“點”,即“大霹靂”的起始點。該理論認為宇宙(時間-空間)是從這一“點”的“大霹靂”後而膨脹形成的。奇點是一個密度無限大、質量無限大、時空曲率無限高、熱量無限高、體積無限小的“點”,一切已知物理定律均在奇點失效。

引力奇點

作用

當前的理論推測,當一個物體落入黑洞裏並趨近位于中心的奇點時,這物體會因不同部位受到增強的吸引力而被拉長,或稱面條化,最終完全失去維度並無可挽回地消失于奇點。 外界觀測者在安全的距離外,對這事件的觀測則會完全不同。根據相對論,外界觀測者會看到物體隨著趨近于黑洞而變得越來越慢,最終在事件視界完全停止,而從來沒有真正落入黑洞。

奇點的存在常被用來作為廣義相對論失效的證明,這是意料之內的,因奇點存在于量子效應顯著的狀況中。可以想像,將來某種與量子引力的聯合理論(如目前研究的超弦理論)能夠無需奇點來解釋黑洞,但這種理論還需要很多年。

根據宇宙審查假說,黑洞的奇點保持隱藏在事件視界後面,事件視界內的光線無法逃逸,因此無法直接對其觀測。假想所允許的唯一的例外(稱為裸奇點)是大霹靂理論一開始的大霹靂。根據廣義相對論,在大霹靂發生以前,字宙的初始狀態為一奇點。根據大霹靂理論,廣義相對論及量子力學會在奇異點處失效;但量子力學實際上並不容許粒子佔據比自己波長小的空間。

類型

兩種最重要的時空奇點的類型分別是曲率奇異點和錐形奇異點。廣義相對論預言奇點存在於黑洞之內:任何恆星因引力塌縮至小於其史瓦西半徑後會形成黑洞,產生一個被事件視界包圍的奇異點(同樣,黑洞形成的理論並沒有考慮量子力學)。這種奇點被稱為曲率異奇點。

按奇點的本性,我們有可能永遠無法完全描述或了解黑洞中心的奇點。雖然觀測者可以向黑洞中心傳送信號,但是黑洞內部無法與外界交流,所以這將是一個永遠的秘密。

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