当爱因斯坦发表广义相对论的时候,正处于战场的史瓦西得到了这个消息,他非常兴奋,利用在医院治疗的时间得到了广义相对论的一个解,这个解被称为“史瓦西度规”。不过,史瓦西度规也引起了几个麻烦,它在黑洞中心和事件视界处出现了奇异性。后来的研究表明,事件视界处的奇异性是因为坐标选择不当造成的,通过适当的坐标变化可以消除此奇异性。但是,中心的奇异性却怎么也消除不掉,它已经是黑洞的内禀性质了。
黑洞中心的奇异之处在于,在这里物质被压缩到一个微小的点,它的密度是无限大的。在这里,所有的时空观念都会被粉碎。事实上,科学家表示这一点并不是时空了。到目前为止,我们还没有真正解决这个问题。不过,已经有一些理论试图打破黑洞中心的奇异性了。
普朗克星一种理论认为,在黑洞中心物质并没有被压缩到无限小,取而代之的是,物质可能处于最小的体积中。这就是普朗克星的理论。
时空是连续的还是离散的,这是个很严肃的问题。量子引力的理论认为,时空是离散的,它是由一块块最小的时空组成。之所以我们感觉不到时空的离散性,那是因为它太小了,以至于我们在宏观中的运动显得平滑和连续。
时空最小的长度称为普朗克长度,它的数值是1.68×10^-35米。这是非常小的尺度,以目前的科学技术水平,我们还检测不到。当黑洞由于自身引力持续坍缩时,由于时空的离散性,中心位置最小只能达到普朗克长度,而不是无限小。
引力星消除黑洞中心奇异性的第二种理论是引力星理论,它是量子引力的一种尝试,但这种尝试是未经过检验的。
我们知道,目前宇宙正在加速膨胀,这与科学家的理论预测相反。于是,科学家增加了一种称为“暗能量”的东西,它是宇宙膨胀的推手。但是,到目前为止,我们并不知道暗能量到底是什么东西。
引力星理论认为,黑洞中心充满了暗能量,它会和黑洞自身的引力相互排斥。当黑洞继续坍缩时,暗能量密度增大,排斥力也增大。达到一定程度的时候,黑洞中心就处于力平衡状态,不会再继续坍缩了。
旋转的力量前两种理论虽然听起来合理,但是它们的理论基础都是未经检验的。根据广义相对论,离心力也是一种时空产生的力。在黑洞中心,它可能旋转得飞快,由此产生的离心力可能会抵抗住引力的坍缩。
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