五维黑洞可以打破广义相对论

研究人员已经展示了一个奇形怪状的黑洞如何导致爱因斯坦的广义相对论(现代物理学的基础)被打破。但是,此类对象只能存在于具有五维或更多维度的Universe中。
                                
                                       
         
        
        
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      来自剑桥大学和伦敦玛丽皇后大学的研究人员成功地模拟了一个形状像一个非常薄的环的黑洞,它产生了一系列通过弦连接的凸起,随着时间的推移变得更薄。这些琴弦最终变得如此之薄,以至于它们捏成一系列微型黑洞,类似于来自水龙头的细水流如何分裂成水滴。
理论物理学家在2002年发现了环形黑洞,但这是他们第一次使用超级计算机成功模拟它们的动力学。如果这种类型的黑洞形成,它将导致裸体奇点的出现,这将导致广义相对论背后的方程式崩溃。结果发表在“物理评论快报”杂志上。
广义相对论支持了我们目前对引力的理解:从宇宙中恒星年龄的估计到我们依靠帮助我们导航的GPS信号,都是基于爱因斯坦方程。在某种程度上,该理论告诉我们物质扭曲其周围的时空,我们称之为引力的是经线的影响。自公布以来的100年间,广义相对论已经通过了每一次测试,但其中一个局限就是存在奇点。

    
    
        
            
             
        
            一个非常薄的黑色戒指的视频。现在,有明显的证据表明黑环开始分裂成小水滴。在这个过程中,创造了一个赤裸的奇点,并且违反了弱的宇宙审查。图片来源:Pau Figueras,Markus Kunesch和Saran Tunyasuvunakool
奇点是一个重力如此强烈的点,以至于空间,时间和物理定律都会崩溃。广义相对论预测奇点存在于黑洞的中心,并且它们被一个事件视界所包围 – 一个不归路的点,其中引力变得如此强烈以至于逃避是不可能的,这意味着它们无法从外部观察到。
研究报告的共同作者,坎布里奇斯应用数学系博士生Markus Kunesch表示,只要奇点隐藏在事件视界背后,它们就不会造成麻烦而广义相对论仍然存在 – 宇宙审查猜想说这种情况总是如此。和理论物理(DAMTP)。只要宇宙审查猜想有效,我们就可以安全地预测黑洞之外的未来。因为最终,在物理学中试图做的是预测未来现在有关宇宙状态的知识。
                                        
        
        
        
        
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但是如果在事件视界之外存在奇点呢?如果它确实存在,它不仅会从外部看到它,而且它会代表一个已经崩溃到无限密度的物体,这种状态导致物理定律被破坏。理论物理学家假设这种称为裸奇点的东西可能存在于更高维度。
共同作者Saran Tunyasuvunakool也是DAMTP的博士生,如果存在裸体奇点,广义相对论就会崩溃。如果广义相对论破裂了,它会把所有东西颠倒过来,因为它不再具有任何预测能力 – 它不再被视为解释宇宙的独立理论。
我们认为宇宙存在于三维空间中,加上时间的第四维度,它们一起被称为时空。但是,在理论物理学的分支中,如弦理论,宇宙可以由多达11个维度组成。额外的尺寸可能很大且很大,或者它们可能卷曲,很小并且难以检测。由于人类只能直接感知三维,所以额外维度的存在只能通过非常高的能量实验来推断,例如在大型强子对撞机上进行的实验。
爱因斯坦理论本身并未说明宇宙中存在多少维度,因此理论物理学家一直在研究更高维度的广义相对论,看看是否

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