爱因斯坦“奇异性黑洞”理论遭质疑

美国《国际天文与天体物理学杂志》和《宇宙学杂志》近日发表福州原创物理研究所所长梅晓春的两篇文章，爱因斯坦“奇异性黑洞”被证明不可能存在。
　　黑洞是宇宙中一种天体，它的引力非常大，以至于其中物质发出的光都无法逃脱，外界看来这种天体完全是黑的。黑洞有两种，一种是牛顿黑洞，另一种是爱因斯坦黑洞。它们目前都是理论预言，还未最终得到证实。牛顿黑洞内物质是正常的，比如人类目前观察到的宇宙就近似于一个大黑洞。由于质量和引力足够大，宇宙外的观察者无法观察到宇宙内物质发出的光。但宇宙内物质密度仍然很低，人类根本感觉不到有什么异常。
　　“奇异性黑洞”的情况完全不同，它不是正常的物质状态。按照爱因斯坦广义相对论的计算，黑洞内物质会向中心崩塌，黑洞中心点密度无穷大。也就是说在爱因斯坦黑洞中所有的物质被压缩成一个奇点，黑洞的其他部分则是真空。黑洞内时空被极度地扭曲，由此会导致一些非常荒诞的性质。
　　梅晓春这组文章的发表意味着，目前宇宙学和天体物理学中流行的种种时髦怪诞理论行将退出科学舞台。霍金在《时间简史》中宣扬的，宇宙诞生于时空奇点、黑洞内物质崩塌于奇点，以及所谓的白洞、虫洞和时间机器等被证明都是错误的。
　　梅晓春文章指出，目前采用广义相对论计算黑洞时，边界条件的计算有误。按照正确的计算方法，黑洞内物质不可能向中心崩塌，黑洞中心点密度不可能无穷大。如果宇宙中存在黑洞，也只能是牛顿黑洞，不可能是爱因斯坦奇异性黑洞。宇宙从密度无穷大的奇点中诞生的论断也是不可能的，这种论断常被有些人用来证明上帝创世。
　　梅晓春还证明，严格按照爱因斯坦引力场方程计算，不论物体的质量和密度是多少，即使日常生活中见到的细圆环，空心球，实心球和双球体等，其中心点上都会出现时空奇点。物体表面的空间也是高度弯曲的，这显然与实际情况完全不符。物质静态线状分布、平面分布和柱状分布的计算结果也与实际情况不符，也就是说对于物理上最简单的物质分布形式，爱因斯坦引力理论的计算结果都是不对的。
　　因此爱因斯坦引力场方程不具有普遍的意义，它只是在静态球对称弱引力场条件下有效，在一般的情况下不成立。将爱因斯坦引力理论作为物质相互作用的基本理论是不合适的，物理学相互作用统一理论难以建立的关键也可能在于此。
　　梅晓春文章中证明的结果是现有物理学主流理论绕不过去的壁垒，物理学家们不能再视而不见。爱因斯坦引力理论的弯曲时空描述方式面临严峻的挑战，除非物理学家们能够证明梅晓春的计算是错误的。按照梅晓春的看法，物理学唯一的出路只能是放弃引力的弯曲时空描述方式，回到传统的平直时空动力学描述方式上来。
　　上个世纪初以来，爱因斯坦理论成物理学的主流，物理学家们一直在爱因斯坦体系中工作。上个世纪后半叶以来，物理学和宇宙学中出现许多重大疑难问题，比如暗物质和暗能量问题。这些疑难用爱因斯坦理论无法得到合理解决，科学界普遍认为物理学面临新的革命。
　　爱因斯坦理论包括狭义相对论和广义相对论，狭义相对论本质上是时空理论，广义相对论本质上是引力理论。今年9月英国《自然》杂志网站报道，意大利格兰萨索国家实验室“奥佩拉”项目研究人员发现中微子可能存在超光速运动。如果超光速现象得到证实，爱因斯坦狭义相对论的光速不变原理就被否定。而梅晓春的文章则证明爱因斯坦的广义相对论有严重问题，现有宇宙学中存在的种种困难都与此有关，物理学需要寻找更好的时空和引力理论。
　　种种迹象表明，新一轮物理学革命的序幕已经拉开，我们已经听到了枪响。近代以来物理学曾经发生过两次革命，由于历史的原因，中国人都无缘参与。第三次物理学革命中国人将不再是看客，实际上许多中国人已经参与其中，我们拭目以待。