黑洞中央奇点被发现 或为宇宙中最小单位
在人类探索宇宙的过程中,始终有一个经久不衰的问题困扰着我们:世间最小的事物究竟是什么?从古代的沙粒,到原子,再到电子和夸克,我们的认知不断被刷新。
如今,我们了解到夸克似乎达到了物质结构的最底层。剑桥大学高能物理学教授、物理学家安迪·帕克指出,夸克的内部结构仍是个谜。是否夸克本身就是宇宙物质最基本的内层结构,或者其下还隐藏着更加精微的结构?
在实验室中,科学家们发现即使是极小的粒子如夸克和电子,其内部也并非无懈可击。当接近它们到极致时,会遇到无穷大的力,使得研究陷入困境。超弦理论应运而生。它认为亚原子粒子处于多维时空的振动状态,这解决了无穷大的问题,让许多物理学家为之侧目。但这个理论尚未得到实验证实。
还有一种理论提出点状粒子的问题可以通过考虑时空的构造来解决。科学家认为时空并非连续光滑的,而是由类似照片像素的起伏构成的,被称为“时空泡沫”。在这种理论下,粒子间永远存在一个最小的时空泡沫间隔,无法无限接近。
在探索宇宙最小结构单位的征途中,黑洞中心的奇点成为了一个引人注目的候选者。当物质收缩至极致,黑洞形成,并由其强大的引力统治该区域。物理学家安迪·帕克推测,奇点可能比夸克小得多,甚至可能与超弦理论中的最小单位相当。关于奇点的真实性质,目前仍是一个谜。
所有这些理论和猜想,最终都指向了一个无法用现有工具测量的普朗克尺度——1.6×10的负35次方米。这是一个无法想象的微小尺度,影响了物理学的方方面面。不确定性原理告诉我们,没有工具能够在这个尺度上进行测量,因为在这个尺度上,宇宙的行为是概率的和不确定的。这个尺度也被看作是广义相对论和量子力学的交汇点。在这个微观世界里,引力场变得异常强大,黑洞失去了其能量场,由量子引力统治着。
那么,宇宙中所有最小的物质是否都存在于这个普朗克尺度上?我们还需要更多的探索和发现来揭开这个谜团。