当恒星崩溃时，它们会产生黑洞，这些黑洞遍布整个宇宙，因此需要研究。黑洞是一种神秘的物体，其外部边缘被称为事件视界，它能捕捉一切事物，包括光。爱因斯坦的广义相对论预测，一旦一个物体落在一个事件视界内，它就会落在黑洞叫做奇点，它被完全压碎了。在这个奇异点上，引力是无限的，所有已知的物理定律都会分解，包括爱因斯坦的理论。在过去的几十年里，理论物理学家一直在质疑奇点是否真的存在于复杂的数学方程中，到目前为止几乎没有成功。LSU物理和天文学系副教授帕拉普瑞特·辛格和合作者LSU博士后研究员哈维尔奥尔梅多和阿贝·阿希提卡，宾夕法尼亚州立大学的埃伯利物理学教授开发了新的数学方程式，超越了爱因斯坦的广义相对论，克服了它的关键局限性-黑洞的中心奇异性。这项研究最近发表在“物理评论快报”和“物理评论D”上，并被美国物理学会的编辑所强调。
20世纪90年代，理论物理学家发展出了一种称为环形量子引力的理论，它将微观物理定律或量子力学定律与引力结合起来，解释了时空的动力学。，奥尔梅多和辛格的新方程描述了量子引力回路中的黑洞，并证明了黑洞的奇异性不存在。
“在爱因斯坦的理论中，时空是一种结构，我们可以把它分割得很小。这本质上是引力场变得无限的奇异性的原因。在环形量子引力中，时空结构有一个类似瓷砖的结构，它不能在最小的瓦片之外被分割。我和我的同事已经证明了黑洞内部是这样的，因此没有奇点。“辛格说。
环量子引力不是奇点，而是向时空的另一个分支预测一个漏斗。
“这些像瓷砖一样的几何单位-被称为‘量子激发’-解决了奇异性问题，比我们用今天的技术所能探测到的要小数量级，但我们有精确的数学方程来预测它们的行为，”阿什泰卡说。他是环量子引力的创始人之一。
物理结果，使我们更接近于可靠地测试量子引力。”">辛格说：“在LSU，我们一直在开发最先进的计算技术，利用超级计算机提取这些物理方程的物理结果，使我们更接近于可靠地测试量子引力。”
爱因斯坦的理论不仅无法解释黑洞的中心，而且也无法解释宇宙是如何从大爆炸奇点。因此，十年前，辛格和合作者开始将物理学扩展到大爆炸之外，并使用环量子引力进行新的预测。利用循环量子引力的数学方程和计算技术，他们发现大爆炸被“大反弹”所取代。但是，克服黑洞奇异性的问题非常复杂。
“在我看来，黑洞在引力量子理论中的命运是理论物理学中最重要的问题，”LSU霍拉斯·赫恩(Horace Hearne)理论物理学教授豪尔赫·普林(Jorge Pullin)说，他不是这项研究的一部分。
这项研究得到了美国国家科学基金会、匹兹堡基金会的乌兰尼亚斯托特基金、宾州伊利科学学院以及西班牙经济和竞争力部的支持。
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