黑洞的终极状态:时间停滞

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【大纪元2011年02月06日讯】黑洞普遍存在于宇宙中,也是其中最神秘的天体之一,然而其内部状况也一直是个迷。 如今科学家相信,当黑洞演化到终止时,时间将呈现停滞的状态。现在,一项最新的研究提出了一种新方法,可以了解某个黑洞离这演化的终点还有多远。

美国太空网报导,什么是黑洞?简单地说,黑洞就是当大量物质被压缩进入一个极小的区域,从而使其物质密度达到极高的状态。爱因斯坦的广义相对论通常会被用来理解黑洞的物理特性。

伦敦大学玛丽皇后学院的数学家克农(Juan Antonio Valiente Kroon)说:“这是超出我们现有的物理学知识的,要想理解黑洞内部发生的状况,我们需要发明新的物理方法。”

虽然如此,但对于黑洞演化最终状态的物理学描述可能相对更简单一些。科学家们注意到,利用广义相对论方程的一个解法可以得出一种状态,称为“克尔时空”(Kerr spacetime)。学术界现认为,克尔时空便是黑洞演化到终点时呈现的状态。

克尔时空是“时间独立”(time-independent) 的,也就是在该时空中任何东西都不会随时间发生改变。时间停滞了,一切皆静止。处在这种状态的黑洞事实上处于静止状态。

在他们的最新研究中,克农和他在玛丽皇后学院的同事,贝克达尔 (Thomas Backdahl) 已经找到一个方程,可以描述一个黑洞距离达到克尔时空状态还有多远。这一过程可以很快发生,甚至在数秒内完成,一切完全取决于其质量。

为了应用这一方程,科学家们首先必须考察黑洞周围的区域,成称为“视界”。视界一般被定义为黑洞的边界,任何物质,甚至光线,一旦进入视界范围,将无法逃逸。

克农说:“一般而言,相对论方程极其复杂,因此对于一个相对论系统,应用这些方程的唯一方法便是借助计算机,正因为如此,像克尔解这样的情况实在是一种例外。克尔解是广义相对论少数几个清晰明确的解之一,拥有直接的物理学意义。”
 
科学家们认为这项研究将有助于对黑洞的计算机模拟,并使其更逼近真实的观测数据。

天文学家们认为大多数星系,包括我们所在的银河系,其核心存在超大质量黑洞。一些研究者认为这些黑洞正是克尔黑洞。

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