@ 2023.04.22 , 13:29

某版本的弦论预言了一种类似黑洞的天体:拓扑孤子

你有没有想过,宇宙中除了黑洞之外,还有没有其他的奇异天体呢?黑洞是一种极端的物质状态,它们的密度和引力如此之大,以至于连光都无法逃脱。但是,我们对黑洞的了解其实非常有限,因为它们是不可见的,只能通过周围的空间来推测它们的性质。而且,黑洞的内部结构是一个数学上的奇点,也就是说,它没有任何物理意义。

那么,有没有可能存在一些类似黑洞的天体,但是它们并不是真正的黑洞呢?最近,美国约翰霍普金斯大学的三位物理学家用弦论的数学模型发现了一种新型的假想天体,叫做拓扑孤子。弦论是一种试图解释宇宙最基本的组成单元的理论,它认为最小的粒子不是点状的,而是像弦一样可以振动的。拓扑孤子是一种四维时空中的引力扭结,它们从远处看起来就像黑洞一样,但是从近处看却完全不同。

某版本的弦论预言了一种类似黑洞的天体:拓扑孤子
Animation showing the difference between a black hole and a topological soliton. (Pierre Heidmann/Johns Hopkins University)

拓扑孤子是一种假想的奇异星体,由弦论预测。弦论是一种试图统一量子力学和广义相对论的理论,它认为宇宙中最小的元素不是像素般的点,而是微小的振动弦。拓扑孤子是四维时空中的引力扭结,从远处看,它们周围的区域并不特别异常。但是从近处看,时空的拓扑结构被严重扭曲了。

拓扑孤子从远处看起来就像黑洞一样,光线似乎被吞噬。但是在更近的距离上,拓扑孤子就变得很奇怪了。它们不像黑洞那样捕获光线,而是将其打乱并重新发射出去。他们说:“光线强烈地弯曲,但不像在黑洞中那样被吸收,而是以一种混乱的方式散射,直到某个时刻它又回到你身边。”他们说:“你看不到一个黑点。你看到了很多模糊,这意味着光线在这个奇怪的物体周围疯狂地旋转。”

物理学家皮埃尔·海德曼说:“我们发现了一种新奇的天体,它们在外观上和黑洞非常相似,但是在内部却完全不同。这些天体可能存在于我们所处的时空中,也可能存在于其他维度中。我们希望通过进一步的研究来探索这些天体的性质和可能性。”

目前,拓扑孤子和拓扑星只是理论上的构想,并没有实验上的证据。但是,它们为我们提供了一个思考问题的新角度。如果有一天我们能够观测到这些天体,或者用弦论来测试它们,那么我们就能更好地理解宇宙中最神秘和最极端的现象。

https://www.sciencealert.com/this-string-theory-star-looks-and-acts-exactly-like-a-black-hole

ps 看看有多少人把拓扑孤子看成了拓扑瓜子

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