怎么看见被拆在“盒子”里的奇点呢？

当黑洞相碰的时候，它们核心彼此感化会在产生的引力波中留下陈迹。

黑洞核心的奇点是爱因斯坦广义相对论没法解释的。它们是独一证明那个理论出问题的处所。除此之外，独一已知的奇点就只要大爆炸了。但因为大爆炸后的宇宙暴涨，那个奇点根本上是隐形的。

每个物理学家都晓得那些，但只要少数人讨论黑洞奇点，就仿佛那个话题是禁忌的一般。原因很简单：为了摸索奇点的素质，我们必需找到一种可以把广义相对论和量子物理同一起来的理论，然而，我们却无法找到一种并世无双又被优良定义的模子来做到那一点。即便在像弦论一样的大同一模子的候选者中，人们都因为庞杂的数学计算很少提到黑洞奇点的素质。

不外或许如今时机已经成熟，那个话题应该被从头提起，考虑到2017年诺贝尔奖被颁给了发现黑洞碰碰产生引力波的LIGO团队。一个可察看到的黑洞奇点的量子信号可以指引我们找到一个同一的理论。

我是在蒲月七号到十一号在哈佛大学举行的两场紧挨着的会议期间有的那个设法，此中一场会议是关于引力波天文学的，另一场是哈佛的黑洞研讨年会。几天后，我家地下室的水管被树根堵住，所以被淹了。与管道工补缀水管的五个小时让我意识到那些流入下水道的水总会在另一个处所会聚。

凡是水流经下水管道，抵达本地的水库，我们其实不深究它的去向，因为当水分开我们的地皮，我们就看不到，天然也不关心了。不外此次因为我的下水管道堵了，水淹了地下室，那不由引我提问，黑洞中的物量又会流到哪里去呢？而那比方中的水库就是奇点。

确实，一个静行黑洞的奇点是藏在外界察看者的事务视界之后的。当摸索孤立黑洞四周安静的时空时，那个“宇宙监视”就是无视奇点所带来可察看后果的好理由，好比说——借助事务视界千里镜绘造处于银河系中心的射手座轮廓的时候。

但那其实不意味着察看者永久无法通过尝试摸索奇点的性量。当孩子们收到包拆在盒子中的礼品时，他们总先测验考试着摇一摇，听听声音来判断礼品的内容。

类似的，我们也能听见黑洞相碰时，引起它鸿沟猛烈振动所发出的声音。也许，那能让我们更多地领会点奇点的素质。LIGO探测器的下一代能够做为“孩子的耳朵”，从那些振动中提取新的信息。

一个尤其有趣的问题是，当两个奇点相碰时，又会发作什么呢？它们是怎么融为一体的，那过程又是若何影响LIGO领受到的引力波信号的呢？无邪点说，有人能够狡辩电脑模仿已经计算出黑洞碰碰的引力波信号了，然而那些信号中并没有“事务视界盒子”的踪迹。

但现有的电脑模仿有两大缺点。第一，它们假设奇点四周的情况不会形成任何可察看到的影响，所以完全忽略了那些因素：第二——它们没有参加量子力学对广义相对论的批改。若是那里有奇点交融的可不雅测迹象的话，现有的电脑模仿从构造上来说，底子无法不雅测到它们。

在量子力学的情境中，奇点可能会长成什么样呢？最有可能，它会呈现一种极端集中的庞大量量（在天体物理学黑洞中几倍于恒星的量量）浓缩在极小体积中的形态。而天体物理学的黑洞中，相当于水库罗致所有物量的奇点大小却是未知的。我们能够把奇点的遗骸设想为一个处于平衡体积有限的水库，就像银晕一样，在银晕中，引力使所有粒子在银盘上下往复挪动。

有的人可能会料想，残留物体的外鸿沟只是一些比拟史瓦西半径的只能算小量的数，2GM/c2（相当于三千米乘黑洞的量量，M的单元是太阳量量单元），对应爱因斯坦引力论经量子批改后的宇宙曲率标准。如许来说，用来取代奇点的体积就能够用量量除以普朗克量量（10-5克），再乘普朗克长度（10-33厘米，或10-20乘量子尺寸）来暗示了。

如今，想象两个奇点在黑洞交融的时候碰碰。固然那些碰碰可能其实不能被外部察看者间接察看到（除非那一过程中呈现了“裸奇点”），值得思虑的问题是那种碰碰能否会产生能量的霎时发作，使得外界可以间接察看到它传到事务视界的振动。那有可能吗？

那是一个值得深切切磋的有趣问题。它能启发引力波不雅测者研发更敏感的探测器。至少，我们也许能大致绘造出它可能的轮廓。科学是在不竭摸索的过程中生长的，而此中大部门的乐趣都埋藏在未知的地盘中。

我经常鼓舞我研究弦理论的同事设想一种将来的飞船带他们到黑洞附近的事务视界，以此验证他们的理论。也许LIGO将来的开展能够为他们省下那笔盘缠。

做者简介：

Abraham Loeb

Abraham Leob是哈佛大学天文系的主任，哈佛黑洞协会的开创人以及哈佛大学-史密森天体物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）理论与计算协会的主任。同时，他也是“打破之星”项目参谋委员会的一员。