澳大利亚悉尼大学的理论物理学家在《物理评论D》上发表论文提出一个激进理论:黑洞可能是时空连续性的缺陷,就像织物上的破洞一样,它们被称为“拓扑孤子”，最重要的是，该理论让黑洞变得可测量，可以摸得着。 他们发现拓扑孤子在表观尺寸和散射特性上与黑洞极其相似，同时是光滑和无视界的，拓扑孤子这种奇异物体具有全新的属性。对远距离的观察者来说,它们会产生我们预测的黑洞特征:阴影、光环等。然而,当你接近拓扑孤子时,你会发现它并非真正的黑洞。黑洞最关键的特征是事件视界,一旦跨过它,你就无法逃脱。而拓扑孤子没有事件视界,原理上你可以直接“碰”它而生还。这使得拓扑孤子成为可以 “测量” 的物体。 爱因斯坦的广义相对论预测了黑洞的存在，黑洞是在巨星坍缩时形成的。但同样的理论预测它们的中心是奇点，是无限密度的点。既然我们知道宇宙中实际上不可能发生无限密度，我们就认为这是爱因斯坦理论不完整的标志。但经过近一个世纪的寻找扩展，我们还没有证实更好的引力理论。 但我们确实有候选者，包括弦理论。在弦理论中，宇宙的所有粒子实际上都是弦的微观振动回路。为了支持我们在宇宙中观察到的各种粒子和力，这些弦不能只在我们的三个空间维度上振动。相反，必须有额外的空间维度，这些维度被蜷缩成如此k彩注册之小的流形，以至于它们逃避了日常的注意和实验。 时空中的这种奇异结构为一组研究人员提供了识别一类新物体所需的工具，他们称之为拓扑孤子。在他们的分析中，他们发现这些拓扑孤子是时空本身的稳定缺陷。它们不需要物质或其他力量的存在——它们对时空结构来说就像冰上的裂缝一样自然。 研究人员通过检查经过它们附近的光的行为来研究这些孤子。因为它们是极端时空的物体，它们会弯曲周围的空间和时间，从而影响光的路径。对于遥远的观察者来说，这些孤子的出现与我们预测的黑洞出现完全一样。他们会有阴影，光环，作品。来自事件视界望远镜的图像和探测到的引力波特征都是一样的。 只有当你靠近时，你才会意识到你不是在看黑洞。黑洞的主要特征之一是它的事件视界，一个假想的表面，如果你要越过它，你会发现自己无法逃脱。拓扑孤子，因为它们不是奇点，所以不具有事件视界。所以原则上你可以走到一个孤子面前，把它拿在手里，假设你在遭遇中幸存下来。 这些拓扑孤子是基于我们对弦理论的理解，是令人难以置信的假设对象，这尚未被证明是我们对物理学理解的可行更新。然而，这些奇特的物体是重要的测试研究对象。如果研究人员能够发现拓扑孤子和传统黑洞之间的重要观测差异，这可能会为找到测试弦理论本身的方法铺平道路。 这种拓扑孤子是极为假设性的对象,基于我们对弦理论的理解,而弦理论本身还未被证实。不过,这种奇异物体有助于我们寻找区分它们与普通黑洞的观测证据,这可能为检验弦理论本身铺平道路。 首先,拓扑孤子理论预言了黑洞有一个硬壳,我们可以直接接触而不会被吞噬。这可以为未来探测黑洞提供新的手段和策略。通过直接接触黑洞,我们可以获得内部信息,检测出可能的关键判据,这有助于证实这一理论。 其次，拓扑孤子理论将有助于我们理解量子引力理论。一般来说,量子效应会在高密度物体的表面发生,而黑洞视为毫无表面的致密球体,因此两者很难结合。而拓扑孤子提供了量子效应可能发生的物理场所,它具有表面,但表面之内是真空。这为我们理解黑洞的量子属性提供思路。 还有就是k彩注册：拓扑孤子理论将深化我们对时空本性的理解。如果时空真的存在“破洞”,那么它必定不是绝对连续的。我们需要一种量子引力理论来描述这种时空,理解“破洞”的形成机制以及如何修复它们。这可能导致全新的时空构建原理。 如果拓扑孤子理论得到证实,它将带来三大颠覆性影响: 第一,它将彻底改变我们对黑洞的看法。黑洞不再是致密无法逃脱的天体,而是时空的“破洞”,具有表面可以直接探测。这将为观测黑洞内部开启新的窗口,让我们最终揭开黑洞的神秘面纱。 第二,它将需要全新的量子引力理论来描述时空“缺陷”。绝对连续的时空几何将面临挑战,我们需要一种新的构建时空的方式,解释这些“缺陷”是如何形成和修复的。这可能彻底改变我们对时空知识的基本假设。 第三,它将证实“融合”黑洞与量子力学的可能性。虽然黑洞似乎代表了广义相对论的胜利,而量子力学却无法应用于黑洞。但通过“破洞”的机制,两种理论有希望实现融合,拓扑孤子可以作为此融合实现的物理实体。这将是实现“量子引力”的关键一步。
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