科学家们通过纯引力和无奇点来描述黑洞的形成

2025-04-04 22:36来源:本站编辑

西班牙巴塞罗那,2月16日(ANI):正如阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论所预言的那样,传统的黑洞包含着所谓的奇点,即物理定律失效的点。在量子引力的背景下,确定奇点是如何解决的是理论物理学的基本问题之一。现在,一组专家描述了由引力作用产生的常规黑洞,而不需要像以前的一些模型那样需要存在外来物质。

这一发现发表在《物理快报B》杂志上,为提高我们对引力量子性质和时空真实结构的理解开辟了新的前景。

奇异物质是指一种具有普通物质所没有的不寻常性质的物质。它通常具有负能量密度,产生排斥引力效应,并且可能违反广义相对论中的某些能量条件。

这些在很大程度上是理论性的,并没有在自然界中被观察到,但被用于探索虫洞、超光速旅行和黑洞奇点分辨率等概念的模型中。

这项新的研究在数学上证明了无穷级数的高阶引力修正可以消除这些奇点,从而产生所谓的规则黑洞。

与之前需要外来物质的模型不同,这项新研究表明,纯引力——没有额外的物质场——可以产生没有奇点的常规黑洞。

这一发现与以前的理论有了很大的不同,简化了形成常规黑洞的必要条件。

“我们的构造的美妙之处在于,它只是基于量子引力自然预测的爱因斯坦方程的修改。不需要其他组件,”来自物理系和ICCUB量子物理和天体物理系的研究员Pablo A. Cano说。

ICCUB团队部署的理论适用于大于或等于5的任何时空维度。

“考虑更高的时空维度纯粹是技术上的原因,”卡诺说,“因为它允许我们降低问题的数学复杂性。”然而,研究人员表示,“同样的结论应该适用于我们的四维时空。”

“大多数科学家都认为,广义相对论中的奇点最终必须得到解决,尽管我们对如何实现这一过程知之甚少。”

他补充说:“我们的工作提供了第一种以稳健的方式实现这一目标的机制,尽管是在某些对称假设下,”罗比·亨尼加尔(UB和ICCUB)解释说。“目前尚不清楚大自然是如何阻止宇宙中奇点的形成的,但我们希望我们的模型能帮助我们更好地理解这一过程,”专家说。

该研究还探索了这些规则黑洞的热力学性质,并揭示了它们符合热力学第一定律。这些理论的发展为以一种完全普遍和明确的方式理解黑洞热力学提供了一个强大的框架。这种一致性增加了研究结果的可信度和潜在的适用性。(ANI)

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