
每个黑洞的核心都存在一个问题 。随着它们嘶嘶作响 , 在漫长的岁月中化为乌有 , 它们带走了宇宙的一小部分 。 坦白地说 , 这不在规则手册里 。
这是已故的史蒂芬·霍金留给我们的一个悖论 , 作为他对这些巨大物体的革命性研究的一部分 , 激励着研究人员在半个世纪的大部分时间里寻找潜在的解决方案 。
在物理学史上最伟大的两个理论之间有一个微小但重要的缺陷 。 找到一个解决方案将使我们要么将广义相对论建模为一个类粒子系统 , 要么在空间和时间的滚动背景下理解量子物理学 。 如果不是两者的结合 。
来自英国、美国和意大利的物理学家最近对一种新理论的尝试无疑引起了普通媒体的一些兴趣 , 尽管我们还需要一段时间才能知道这是不是我们如此拼命寻找的解决方案 。
从数学上讲 , 这是对一个已经被讨论了一段时间的想法的巧妙的新旋转 —— 一个构成黑洞的想法有点“毛茸茸” 。
就悖论而言 , 要理解为什么“毛茸茸”的黑洞是一个有用的黑洞 , 首先要知道为什么会有一个悖论 。
黑洞是由紧密堆积的物质组成的 , 它们的引力将空间和时间挤压得粉碎 , 以至于没有任何物质能够达到逃逸所需的速度 。
一般来说 , 这不是一个大问题 。 但大约半个世纪前 , 霍金意识到黑洞必须以一种相当独特的方式“发光” 。 它们对宇宙的扭曲会改变周围量子场的波动性质 , 从而产生一种热辐射形式 。
为了使数学平衡 , 这意味着黑洞会逐渐辐射能量 , 以加速的速度收缩 , 最终突然消失 。
通常情况下 , 像恒星这样的辐射物体的信息 , 会以其表面发出的杂乱的颜色光谱来表示 。 或者死后留在冰冷稠密的外壳里 。
但黑洞却并非如此 。 如果霍金的辐射理论是正确的 , 那么它就会消失 。 这就违背了量子物理学中的大规则 , 量子物理学认为 , 构成粒子的信息在宇宙中每时每刻都是守恒的 。
关于黑洞信息库本质的争论的一个重要部分是 , 它的内容的特征和行为在多大程度上继续影响它们的周围环境 , 即使它们已经滑过了边缘 。
在广义相对论中 , 黑洞的质量、角动量和电荷仍然对其周围的环境产生推力和拉力 。 任何与宇宙的联系都被描述为“毛发” , 这些理论假设它们的持久性是“有毛定理” 。
有一点“毛发”会给黑洞提供一条让它们的量子信息留在宇宙中的路径 , 即使它们确实会随着时间的推移而消失 。
因此 , 理论学家们一直在努力寻找方法 , 让这些定律告诉空间和时间如何弯曲 , 让这些定律告诉粒子如何分享它们的信息 。
这种新的解决方案以称为“引力子”的理论粒子的形式将量子思维应用于引力 。这些不是像电子和夸克这样的真正粒子 , 因为还没有人亲眼见过 。它们甚至可能根本不存在 。
这并不意味着我们无法弄清楚如果它们这样做了会是什么样子 , 或者考虑它们在其中运行的可能的量子态 。
通过从引力子在某些能量条件下可能表现方式的一系列逻辑步骤 , 该团队展示了一个合理的模型 , 说明黑洞内部的信息如何通过其不返回线与周围空间保持联系 —— 作为轻微的波动 黑洞的引力场(毛发) 。
作为一个理论 , 这是一个基于坚实框架的有趣的理论 。 但在我们能够“解决”这个悖论之前 , 还有很长的路要走 。
一般来说 , 科学的进步有两种方式 。 一种是看到一些奇怪的东西 , 并试图解释它 。 另一种是猜测一些奇怪的东西 , 然后试图找到它 。
在我们解决物理学中最令人困惑的悖论的过程中 , 有一张这样的理论地图是无价的 。
【物理学家认为他们终于破解了史蒂芬·霍金著名的黑洞悖论】如果朋友们喜欢 , 敬请关注“知新了了”!
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