黑洞奇點之謎未解 物理學家持續挑戰愛因斯坦廣義相對論極限

「黑洞是否違反相對論」？根據《space》報導指出，近期有研究提出可能解決黑洞中心「奇點」問題的理論，但物理學界普遍認為這些嘗試仍未成功，黑洞奇點仍是現代物理學的一大難題。奇點概念自1916年愛因斯坦提出廣義相對論以來便存在，指的是黑洞中心質量無限密集、時空曲率無限大的點。這種無限密度與曲率意味著現有物理定律在奇點處失效，形成理論上的矛盾。記者林育如／編譯

「黑洞是否違反相對論」？根據《space》報導指出，近期有研究提出可能解決黑洞中心「奇點」問題的理論，但物理學界普遍認為這些嘗試仍未成功，黑洞奇點仍是現代物理學的一大難題。奇點概念自1916年愛因斯坦提出廣義相對論以來便存在，指的是黑洞中心質量無限密集、時空曲率無限大的點。這種無限密度與曲率意味著現有物理定律在奇點處失效，形成理論上的矛盾。

[caption id="attachment_177089" align="alignnone" width="825"]

黑洞奇點仍是現代物理學的一大難題。（圖／123RF）[/caption]

英國杜倫大學研究員羅比·亨尼格（Robie Hennigar）曾提出一種修改愛因斯坦場方程的理論，透過引入額外維度，使重力在極端曲率下行為改變，將奇點替換為一個高度扭曲但靜止的區域，試圖消除奇點帶來的物理矛盾。

延伸閱讀：用AI解鎖黑洞奧秘 天文學家揭示銀河系極速旋轉之謎

然而，紐黑文大學理論物理學家尼科德姆·波普拉夫斯基（Nikodem Poplawski）指出該理論存在三大問題：首先，該模型假設存在五維空間，但實驗與觀測均顯示我們生活在四維時空中；其次，理論中黑洞內部為靜態，但廣義相對論預測黑洞事件視界內時空不可能靜止；最後，該理論為消除奇點而在方程中加入無限多項修正，缺乏堅實的物理依據，純屬數學上的探索。

波普拉夫斯基強調，許多試圖消除奇點的理論，如弦理論，雖然嘗試將廣義相對論與量子物理結合，但仍面臨缺乏實驗證據、需假設額外維度與超對稱粒子等問題，尚未提供令人信服的解答。

他認為，基於經典物理框架的奇點消除嘗試多為數學遊戲，缺乏深層物理動機，但這些探索仍具數學價值，可能對物理其他領域產生啟發。

對於人類是否能真正理解黑洞內部並解決奇點問題，波普拉夫斯基持謹慎樂觀態度。他提出一種假說，認為每個黑洞可能孕育一個新宇宙，而我們的宇宙本身可能誕生於一個黑洞中。若此說成立，宇宙早期膨脹的痕跡或可透過宇宙微波背景輻射、中微子或重力波等觀測手段加以驗證。

他以重力波的發現為例，指出愛因斯坦提出重力波理論後，花費了百年才在地球上被直接探測到，暗示解開黑洞奇點之謎可能也需要數十年甚至更久的努力。

總體而言，黑洞中心奇點仍是物理學未解之謎，現有理論尚無法完全消除其矛盾，未來仍需更多理論創新與觀測突破來揭開黑洞深處的秘密。

資料來源：《space》

這篇文章 黑洞奇點之謎未解 物理學家持續挑戰愛因斯坦廣義相對論極限 最早出現於 科技島-掌握科技新聞、科技職場最新資訊。