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標題: 黑洞中央奇點或為宇宙中最小單位(圖) [打印本頁]

作者: qqonqq 時間: 2012-9-23 08:31 PM 標題: 黑洞中央奇點或為宇宙中最小單位(圖)

黑洞中央的奇點或是宇宙中最小的單位，並達到了普朗克尺度

當物質都坍縮在一個足夠小的時空中時，黑洞便形成了，並由其引力開始統治這個時空區域

在人類文明的發展過程中，什麼是世間最小的事物一直是經久不衰的問題，人們曾經認為我們所看到構成建築基礎的沙粒是最小的物質，然後當原子被發現后，一度被認為是不可再分的粒子。但當物理學家湯姆遜發現電子及其亞原子特性后，陸續解開了質子、中子和電子等亞原子粒子的奧秘，直到現代物理學家們發現質子和中子又可分為三個夸克，如中子由下夸克和上夸克構成。$ v% b0 U" U! f8 F

根據劍橋大學高能物理學教授、物理學家安迪·帕克（AndyParker）介紹：“我們似乎一直沒有觀察到夸克內部的情況，是否已經達到宇宙物質最基本的內層結構了呢？即便夸克和電子是不可分割的，那麼科學家們也不知道它們已經是宇宙中最小的物質單位，或者宇宙中還存在更加精細的結構未被發現。”
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在實驗中，科學家們觀察到諸如夸克和電子這樣極小的粒子看起來似乎沒有看見分佈，就像一個質點物質，但點狀物質具有更加複雜的物理定律，因為無限靠近一個類似亞原子粒子的點時，受力情況就會變得無窮大，而科學家則討厭這樣的無窮大。現在，一個被稱為超弦的理論可以解決這個問題，超弦理論認為亞原子粒子是處于振動狀態的多維時空循環，這樣便解決了無窮大的問題，使得該理論被物理學家認為是個有吸引力的想法，但目前沒有實驗證據顯示該理論是正確的。公仔箱論壇* T8 r6 x, a7 R( W2 ?% C

另一個種解決點狀粒子物理問題的方式可認為時空並不是連續和光滑的，實際上目前科學家認為時空是由一個個類似照片像素狀的起伏構成的，有時也可稱其為“時空泡沫”。在這種情況下，兩個粒子明顯不可能無限接近，因為它們之間總是要隔着一個最小單位的時空泡沫。

那麼宇宙中何種物質是最小的結構單位呢？科學家認為黑洞中心的奇點或是一個有力的競爭者。當物質都坍縮在一個足夠小的時空中時，黑洞便形成了，並由其引力開始統治這個時空區域。根據當前的物理學定律，最終在引力的作用下，這個奇點將會變的一個密度無窮大的點。但是大多數宇宙學家並不認為黑洞是真正具有高密度屬性的天體，而是廣義相對論和量子力學在黑洞問題上產生了衝突，因此通過量子引力論才能揭示黑洞的真實本質。

物理學家安迪·帕克猜想黑洞中央的奇點比夸克小得多，但他並不相信奇點擁有無窮大的密度，奇點可能遠比我們目前所知的最小亞原子粒子單位小，如果奇點真實存在的話，或與超弦理論中的最小單位概念基本相當。超弦理論、奇點甚至連宇宙的時空泡沫被認為差不多與普朗克尺度相當，一個普朗克長度為1.6×10的負35次方(米)，是一個令人無法理解的微小尺度，但其卻影響着物理學的方方面面。

普朗克尺度由於太小而無法用已知的工具進行測量，但除此之外，其也被認為是代表了理論上最小的測量。根據海森堡的不確定性原理，沒有工具能對如此小尺度進行測量，因為在這個尺度上，宇宙是概率的和不確定的。該尺度也被認為是廣義相對論和量子力學之間的分界線。在該尺度上，引力場將變得異常強烈，使得黑洞失去了能量場。物理學家安迪·帕克認為在普朗克尺度上由量子引力統治着，或許宇宙中所有最小物質都處於普朗克尺度上.

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