黑环－－五维时空中的黑洞

◎李清

黑洞是一种具有巨大质量和吸引力的物体，在它附近经过的任何物体包括光都会被它强大的吸引力吸入其中。在70年代，学者们就从理论上证明了4维时空中的黑洞只能具有球形结构，并且直到最近，人们一直认为在多维空间中黑洞也只能成球形。

在物理界权威杂志《物理评论快报》今年3月11日的期刊上，登载了一篇由欧洲物理学家艾姆帕朗和李尔对于黑洞的最新理论研究[1]。他们提出在5维时空中，能够暗藏飞速旋转的形如面包圈的“黑环”（见图）。这是第一例非球形的黑洞。他们的研究指出，如果黑环旋转得足够快，其强大的离心力可以平衡其巨大的自吸引力，从而使黑环能够稳定存在。过去黑洞被认为是验证和发展多维时空理论的钥匙，而黑环的理论发现更加强了这一认识：当去掉对物体的4维时空的限制时，它们将遵从不同的运动规律。

物理学家之所以如此热衷于多维时空是由于超弦理论的提出。超弦理论试图将自然界中的4种力(重力，电磁力，强相互作用力，弱相互作用力)的来源归而为一。这一理论提出粒子是一根在一个10- 或 11- 维时空中震动的弦。除了其中的4维时空外，其它空间我们暂时还不能直接觉察到，除非具有超能力。许多专家认为黑洞的5维黑环解是一个值得注意的发现，它将展现多维时空中黑洞可能有的许多新性质[1]。

越来越多的理论和实验发现已经使人们认识到多维时空存在的可能性和必然性，于是带来一个有趣的问题：如果多维时空确实存在，那么超出我们生存的4维时空，是否也会有生命存在呢？

参考文献

[1]“A Rotating Black Ring Solution in Five Dimension”, Roberto Emparan and Harvey S. Reall, Phys. Rev. Lett. 88, 101101 (March 11, 2002)

转自“正见网”

http://zhengjian.org/zj/articles/2002/3/30/14473.html

发稿：2002年3月30日

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