黑洞的超弦

黑洞的超弦

超弦的前生是弦理论，原本是用来描述强相互作用力的理论。在强力的领域，没有量子色动力学突出。但是在进行了超对称操作以后，发现它比量子色动力学更加优秀，而且可以描写其他力的作用了。

超弦最主要的问题，是它现在不能告诉我们它是什么样的。

可以从超弦的模子中得到异常多的超弦理论。人们现在在利用自洽性、可重整化和是否有发散问题来验证，什么样的理论是合理的。

超弦的这个缺点并不妨碍它的发展，更不会妨碍超弦的一些重要概念的深入人心。

在超弦中，相对论和量子理论通过弦结合在了一起。弦可以十分好的解释波粒二象性测不准原理以及真空量子涨落，同时弦又可以描述为类似橡皮筋一般的拉伸，来符合弯曲时空的相对论理论。总之，超弦是量子理论和相对论最可能的结合场所。

在超弦中，我们需要知道的是：一切物质，包括场、时空和能量，都是由弦构成的。宇宙的维度是十，除了四维时空，其他六个维度蜷缩在普朗克长度范围内，而物体的许多内秉属性就是表现在这六个维度上的。

在超弦中，弦分为两种：开弦和闭弦。

开弦以弦为主体，两端不相连，各有一个荷——大统一力的源；

闭弦以环为主体，弦的两端相连，在弦上有一个荷。

美国科学家研究表明，宇宙中最巨大天体之一的黑洞像人一样独一无二，从理论上说，能识别它们的“面孔”，甚至能向它们“询问”遥远的过去。

以俄亥俄州立大学萨米尔·马图尔教授为首的科学家小组深入研究了黑洞结构的新理论，该理论能解决一直困扰物理学家的“信息佯谬”。按照黑洞的经典模型，黑洞由什么（任何比例的质子和电子、气体、行星或恒星）组成并不重要，黑洞的神奇引力会使一切物质变成某种完全相同的结构。因此，现在公认的一种观点是，所有黑洞的内部都是完全相同的，只是质量与所谓事件范围直径有区别，在事件范围直径内的任何东西都不可能逃离黑洞。

根据著名物理学家史蒂芬·霍金的计算，落入黑洞的粒子不会对黑洞产生任何作用。由此看来，黑洞质量相应增加的可能性被排除了。但是这一理论又会引起与另一个量子力学定律——可逆定律的矛盾。霍金指出，理论计算应该能检验任何过程，包括黑洞的诞生过程。如果一切黑洞都是相同的，则关于任何形成黑洞粒子的信息会永久消失。

马图尔教授对这样的假设表示怀疑，提出应求助于著名的弦理论，根据弦理论——一切基本粒子都是由取名为弦的物体组成。弦可以互相交织、拧成环状、形成螺线等，总之会形成一切神奇的形状。以马图尔教授为首的物理学家计算出，将非常巨大和延伸的物体统一的弦即特殊的巨大“基本粒子”会如何表现。与马图尔教授一起共同研究的有一个国际科学家团队，其中有奥列格·卢宁、阿希什·萨克谢纳、约格什·斯里瓦斯塔瓦等著名科学家。

以往认为，弦会形成非常复杂具有伸缩性的大延伸结构。但是这样的物理图像与现实有多少相似呢？马图尔教授在自己的模型中逐渐增加物质的质量，最终“获得”了黑洞。有趣的是，黑洞的直径与根据经典模型计算相同质量黑洞事件范围的直径完全相符。黑洞新结构被命名为“蓬松线团”。

在不同的黑洞中这种“线团”可以具有不同的形状，如同几百万张面孔或油画，在马图尔教授看来，黑洞具有独一无二性和不可重复性。这意味着，在黑洞里任何东西都会消失得无影无踪，但是在弦的错综复杂的交织中仍然保留有关诞生黑洞的粒子信息。