宇宙中的天體受到引力的影響,這是物理學(xué)家早已告訴我們的常識。根據(jù)引力理論,質(zhì)量越大的天體引力越強(qiáng),這就解釋了地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
愛因斯坦的廣義相對論為我們帶來了新的認(rèn)知。他證明了引力不僅會影響星球,還會對光的傳播路徑產(chǎn)生影響。以太陽為例,光線在經(jīng)過太陽附近時會發(fā)生偏折,這是因為太陽的質(zhì)量扭曲了周圍的時空結(jié)構(gòu)。盡管如此,由于光速極高,約為每秒30萬公里,太陽只能輕微地偏折光線,并不能將光束困在自身的引力場中。值得注意的是,盡管太陽無法將光束困住,但這并不代表其他天體也無法做到。
廣義相對論還提出了一個引力場方程,經(jīng)過解析,我們發(fā)現(xiàn)如果在時空中某一點聚集了大量物質(zhì),該點的逃逸速度將超過光速。換言之,無論是該點自身發(fā)出的光還是周圍其他恒星發(fā)出的光,都無法逃離這個引力點的掌控范圍。這樣的物質(zhì)聚集點將在可見光波段內(nèi)消失,成為宇宙中最黑暗的存在。
我們稱這樣的天體為黑洞,它被證實在宇宙中普遍存在。黑洞通常由大質(zhì)量恒星晚期的核心坍縮產(chǎn)生,但每個星系的中心區(qū)域往往還有一個超大質(zhì)量黑洞,對于這些超大質(zhì)量黑洞,目前天文學(xué)界尚未找到合理的解釋。
可以確定的是,黑洞內(nèi)部是一個使所有物理定律失效的地方,我們稱之為黑洞奇點。類似于大爆炸奇點,黑洞奇點也無法被觀測到,因為黑洞內(nèi)部的信息無法傳遞到外界。此外,黑洞并不是一個洞,因為我們所處的宇宙至少是三維的,一個二維平面洞是不可能存在的。黑洞和地球一樣,都是一個球體,只是由于黑洞不發(fā)光的特性,給人一種洞的錯覺。
然而,黑洞是否只是一個簡單的超級引力源,宇宙學(xué)家們對此表示懷疑。他們認(rèn)為黑洞實際上是連接反物質(zhì)宇宙的入口。根據(jù)目前的宇宙學(xué)理論,對稱性破缺一直是一個無法完全解釋的問題。
對稱性破缺意味著138.2億年前宇宙大爆炸瞬間,正物質(zhì)和反物質(zhì)的數(shù)量不平衡。根據(jù)電荷守恒定律,正物質(zhì)和反物質(zhì)應(yīng)該是相等的,而不應(yīng)該像現(xiàn)在這樣,正物質(zhì)無處不在,反物質(zhì)卻稀缺。這帶來了一個宇宙學(xué)上的難題:“反物質(zhì)都去哪兒了?”
隨后,有關(guān)量子力學(xué)平行宇宙的理論出現(xiàn),宇宙學(xué)家開始推測反物質(zhì)宇宙的存在。他們認(rèn)為,在大爆炸瞬間同時誕生了兩個宇宇宙,一個是正物質(zhì)宇宙,一個是反物質(zhì)宇宙。正物質(zhì)宇宙中的黑洞可以看作是連接到反物質(zhì)宇宙的通道,反物質(zhì)通過黑洞進(jìn)入正物質(zhì)宇宙,這就解釋了反物質(zhì)在正物質(zhì)宇宙中的缺失。
目前這個理論還沒有得到直接的觀測證據(jù),因為觀測黑洞內(nèi)部是非常困難的?茖W(xué)家們正在進(jìn)行大量的研究和觀測,希望能夠找到更多關(guān)于黑洞和宇宙起源的線索。
黑洞是宇宙中最神秘和引人入勝的天體之一。它們由大質(zhì)量恒星的坍縮形成,具有極強(qiáng)的引力,甚至可以將光束困在其中。黑洞內(nèi)部的奇點是物理定律失效的地方,我們對其了解仍然有限。黑洞是否連接到反物質(zhì)宇宙還存在爭議,需要更多的研究和觀測來驗證這個理論。