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引力奇点本文重定向自 引力奇点

Black hole lensing web.gif

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,在这个点,目前所知的物理定律无法适用。例如黑洞的中心以及宇宙大爆炸初始奇点英语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。

参考

  1. ^ Mastin, Luke. Singularities [奇点]. Black Holes and Wormholes. The Physics of the Universe. 2009 [2014-12-24].

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