按照传统天文物理学认知,黑洞中心必然存在一个密度无限大、所有物理定律在此失效的奇点(Singularity),但德国科学家FrancescoDiFilippo新理论研究结合黑洞电磁排斥力与霍金辐射效应,挑战黑洞内部必形成奇点或柯西视界的长期科学假设。
根据著名物理学家、2020年诺贝尔物理学奖得主罗杰·彭罗斯(RogerPenrose)提出的奇点定理(Singularitytheorem),假设重力永远具吸引力,则任何黑洞内部时空最终都会走向终结,并通常以2种形式呈现:
然而来自歌德大学法兰克福理论物理研究所的研究员FrancescoDiFilippo,通过彭罗斯图(Penrosediagram)研究带电且具球体对称性的黑洞重力塌缩过程,发现奇点必然形成的传统论述存在盲点。
FrancescoDiFilippo理论分析与计算结果表明,某些条件下黑洞内部既不会形成奇点,也不会形成柯西视界。
过去理论认为已故物理学家史蒂芬·霍金提出的霍金辐射效应太微弱,不足以阻止黑洞内部奇点形成,FrancescoDiFilippo模型却显示霍金辐射、带电黑洞本身的“电磁排斥力”虽无法单独阻止可预测性崩溃,但只要结合两者,加总抗力便足以抵销重力塌缩,强大到能阻止奇点和柯西视界形成。
换句话说,以往科学界认为要解开黑洞内部奇点谜团,必须先发展出完整的量子重力理论,但新模型暗示目前已建立的框架足以解析黑洞内部结构,不一定要依赖量子重力理论问世。
FrancescoDiFilippo强调,新研究仍处于理论推演极早期阶段,下一道研究目标是将带有角动量的旋转黑洞(Rotatingblackholes)加入模型,FrancescoDiFilippo主张角动量可扮演类似带电黑洞“电荷”的角色,提供抵抗重力塌缩所需排斥效应,若能在数学与物理机制严格证明这点,将进一步强化新模型可信度。

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