黑洞是整个宇宙中已知最「拥挤」的地方,但美国华盛顿大学(University of Washington)科学家Dam Thanh Son等人经过计算之后发现,即使如此,黑洞中还是可以存在十足的液体,这种液体的黏滞力仅有水的1/400。由于黑洞的温度高达摄氏2兆度--足以分解所有物质的结构,因此这些液体应是完全由次原子粒子(subatomic particles)所组成。
所谓的理想液体(perfect fluids)是指物质间的黏滞力(viscosity)非常低,几乎没有任何阻力减低其流动状态。Son等人利用弦论(string theory)中的一种方法--「gauge/gravity duality」来决定黑洞于10度空间中的性质(所谓的全像图, holographic image),计算结果显示由夸克(quark)和胶子(gluon)等次原子粒子所形成的电浆,于三度空间中时,其黏滞力几近于0;在每立方英吋中含有的粒子数目相同的情况下,黑洞中理想液体的黏滞力仅约为水的1/400而已;这是到目前为止,科学家所知黏滞力最低的情况。
当你搅动水盆中的水,过一阵子之后,水流动速度会逐渐减缓,然后恢复平静,如同搅动从未发生过一样,这就是黏滞力的作用--让水保持静止状态。同理,在黑洞中,黏滞力也会让所有的「流动」逐渐减缓,最后回归静止状态。
多年来,物理学家试图用弦论统一所有自然界中的作用力--如重力、电磁力等。所谓弦论,是将宇宙中的基本粒子都当作是一维的物体--称为「弦(strings)」,而不是不具任何维度的单点(points)。弦论至少需要6个以上的维度(dimensions)来描述一个物体的状态,比大家熟知的4个维度(3度空间+时间)还多。多出来的维度通常非常微小,因此测量不出来它们对其他维度的影响。
由于黑洞温度高达2兆度,因此绝对会像一般液体一样蒸发,在3度空间中,这就是由着名物理学家史蒂芬‧霍金(Stephen Hawking)提出的的「霍金辐射(Hawking radiation)」。然而在弦论的10度空间中,黑洞中的流体与一般流体不同。Son表示:他们认为黑洞中的时间与空间是平坦的,不过另外5个维度则挤成一个非常小的球状体,最后剩下的一个维度则是弯曲的。在最后的这个维度中,流体所辐射出的粒子回在行进时撞倒空间弯曲的边缘,然后被「弹回」黑洞中,所以不会发生蒸发的现象。
Son开玩笑地说:既然黑洞中的温度高得吓人,当然不适合居住,不过如果可以在这个超低黏滞力的流体中游泳,感觉会像被和风吹拂过一般舒服。然而生物体愈小,流体的黏滞性反而会愈大,例如细菌在水中游泳时,就像人们在蜂蜜中游泳的感觉一样。
参考资料来源:
http://www.universetoday.com/am/publish/b...fluid.html?2132005, 2005.03.21
转贴资料来源:
http://www.tam.gov.tw/news/2005/200503/05032202.htm