愛因斯坦“奇異性黑洞”理論遭質(zhì)疑
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114 次 錄入時(shí)間：2011/10/25 11:32:00 編輯：
hongmeizxxk美國(guó)《國(guó)際天文與天體物理學(xué)雜志》和《宇宙學(xué)雜志》近日發(fā)表福州原創(chuàng)物理研究所所長(zhǎng)梅曉春的兩篇文章，愛因斯坦“奇異性黑洞”被證明不可能存在。
黑洞是宇宙中一種天體，它的引力非常大，以至于其中物質(zhì)發(fā)出的光都無法逃脫，外界看來這種天體完全是黑的。黑洞有兩種，一種是牛頓黑洞，另一種是愛因斯坦黑洞。它們目前都是理論預(yù)言，還未最終得到證實(shí)。牛頓黑洞內(nèi)物質(zhì)是正常的，比如人類目前觀察到的宇宙就近似于一個(gè)大黑洞。由于質(zhì)量和引力足夠大，宇宙外的觀察者無法觀察到宇宙內(nèi)物質(zhì)發(fā)出的光。但宇宙內(nèi)物質(zhì)密度仍然很低，人類根本感覺不到有什么異常。
“奇異性黑洞”的情況完全不同，它不是正常的物質(zhì)狀態(tài)。按照愛因斯坦廣義相對(duì)論的計(jì)算，黑洞內(nèi)物質(zhì)會(huì)向中心崩塌，黑洞中心點(diǎn)密度無窮大。也就是說在愛因斯坦黑洞中所有的物質(zhì)被壓縮成一個(gè)奇點(diǎn)，黑洞的其他部分則是真空。黑洞內(nèi)時(shí)空被極度地扭曲，由此會(huì)導(dǎo)致一些非?；恼Q的性質(zhì)。
梅曉春這組文章的發(fā)表意味著，目前宇宙學(xué)和天體物理學(xué)中流行的種種時(shí)髦怪誕理論行將退出科學(xué)舞臺(tái)。霍金在《時(shí)間簡(jiǎn)史》中宣揚(yáng)的，宇宙誕生于時(shí)空奇點(diǎn)、黑洞內(nèi)物質(zhì)崩塌于奇點(diǎn)，以及所謂的白洞、蟲洞和時(shí)間機(jī)器等被證明都是錯(cuò)誤的。
梅曉春文章指出，目前采用廣義相對(duì)論計(jì)算黑洞時(shí)，邊界條件的計(jì)算有誤。按照正確的計(jì)算方法，黑洞內(nèi)物質(zhì)不可能向中心崩塌，黑洞中心點(diǎn)密度不可能無窮大。如果宇宙中存在黑洞，也只能是牛頓黑洞，不可能是愛因斯坦奇異性黑洞。宇宙從密度無窮大的奇點(diǎn)中誕生的論斷也是不可能的，這種論斷常被有些人用來證明上帝創(chuàng)世。
梅曉春還證明，嚴(yán)格按照愛因斯坦引力場(chǎng)方程計(jì)算，不論物體的質(zhì)量和密度是多少，即使日常生活中見到的細(xì)圓環(huán)，空心球，實(shí)心球和雙球體等，其中心點(diǎn)上都會(huì)出現(xiàn)時(shí)空奇點(diǎn)。物體表面的空間也是高度彎曲的，這顯然與實(shí)際情況完全不符。物質(zhì)靜態(tài)線狀分布、平面分布和柱狀分布的計(jì)算結(jié)果也與實(shí)際情況不符，也就是說對(duì)于物理上最簡(jiǎn)單的物質(zhì)分布形式，愛因斯坦引力理論的計(jì)算結(jié)果都是不對(duì)的。
因此愛因斯坦引力場(chǎng)方程不具有普遍的意義，它只是在靜態(tài)球?qū)ΨQ弱引力場(chǎng)條件下有效，在一般的情況下不成立。將愛因斯坦引力理論作為物質(zhì)相互作用的基本理論是不合適的，物理學(xué)相互作用統(tǒng)一理論難以建立的關(guān)鍵也可能在于此。
梅曉春文章中證明的結(jié)果是現(xiàn)有物理學(xué)主流理論繞不過去的壁壘，物理學(xué)家們不能再視而不見。愛因斯坦引力理論的彎曲時(shí)空描述方式面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，除非物理學(xué)家們能夠證明梅曉春的計(jì)算是錯(cuò)誤的。按照梅曉春的看法，物理學(xué)唯一的出路只能是放棄引力的彎曲時(shí)空描述方式，回到傳統(tǒng)的平直時(shí)空動(dòng)力學(xué)描述方式上來。
上個(gè)世紀(jì)初以來，愛因斯坦理論成物理學(xué)的主流，物理學(xué)家們一直在愛因斯坦體系中工作。上個(gè)世紀(jì)后半葉以來，物理學(xué)和宇宙學(xué)中出現(xiàn)許多重大疑難問題，比如暗物質(zhì)和暗能量問題。這些疑難用愛因斯坦理論無法得到合理解決，科學(xué)界普遍認(rèn)為物理學(xué)面臨新的革命。
愛因斯坦理論包括狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論，狹義相對(duì)論本質(zhì)上是時(shí)空理論，廣義相對(duì)論本質(zhì)上是引力理論。今年9月英國(guó)《自然》雜志網(wǎng)站報(bào)道，意大利格蘭薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室“奧佩拉”項(xiàng)目研究人員發(fā)現(xiàn)中微子可能存在超光速運(yùn)動(dòng)。如果超光速現(xiàn)象得到證實(shí)，愛因斯坦狹義相對(duì)論的光速不變?cè)砭捅环穸?。而梅曉春的文章則證明愛因斯坦的廣義相對(duì)論有嚴(yán)重問題，現(xiàn)有宇宙學(xué)中存在的種種困難都與此有關(guān)，物理學(xué)需要尋找更好的時(shí)空和引力理論。
種種跡象表明，新一輪物理學(xué)革命的序幕已經(jīng)拉開，我們已經(jīng)聽到了槍響。近代以來物理學(xué)曾經(jīng)發(fā)生過兩次革命，由于歷史的原因，中國(guó)人都無緣參與。第三次物理學(xué)革命中國(guó)人將不再是看客，實(shí)際上許多中國(guó)人已經(jīng)參與其中，我們拭目以待。
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