六年前,一群天文物理學家驚人地意識到,如果關於量子物理學的某些假設如果是真的,他們的視野應該要充滿高能量粒子。
這個「防火牆」將帶來一個大問題,不僅對自殺的太空遊客來說,而且對物理學本身也是如此。 它不應該在那裡。
現在我們或許可以鬆口氣了——但前提是我們要把黑洞想像成毛茸茸的地方。
美國俄亥俄州立大學的三位物理學家想出了一個創新方法來解決一直令人沮喪的問題過去幾年的愛好者透過轉向弦理論。
黑洞是密度如此瘋狂的物體,進入的物質永遠無法以足夠快的速度再次出來,並且會變成一種稱為量子混合態的東西。
似乎確實來自黑洞的一件事就是悖論。 很多。
我們將帶您了解大多數重大問題。
悖論命中列表
可以說,最著名的悖論是黑洞內混亂的資訊與資訊不能被創造或銷毀的物理定律之間的矛盾。
已故提出了一個可以解決這個問題的漏洞。 黑洞周圍場的波動可能會產生通常會相互抵消的粒子對。
如果靠近洞邊緣的一個粒子滑了進去,並且它的反粒子夥伴飛走了,那麼整個「資訊無法被破壞」的問題可能就會得到解決。
霍金輻射從未被觀察到,但就物理學家而言,這仍然是一個相當安全的賭注。 不幸的是,它也有其自身的悖論。
即使分開在黑洞視界的兩側,由於它們共同的起源,它們仍然糾纏在一起。 這是一種量子力學的說法,如果你測量一個粒子的屬性,你會立即了解另一個粒子的一些資訊。
消失在黑洞內部的粒子也會與所有的粒子糾纏在一起。它過去已經從黑洞中發出嘶嘶聲。 不幸的是,這違背了另一個基本屬性,稱為“糾纏的一夫一妻制」。
就像宇宙中最相思的耦合一樣,兩個彼此最大限度糾纏的粒子無法將第三個粒子帶入他們的關係中。 一個進入黑洞中心的粒子正在犯下嚴重的罪。
在粒子世界中離婚是可能的,但它很混亂。 並且暴力。
雖然隨著時間的推移,量子漲落的一般噪音甚至會逐漸侵蝕最強大的糾纏,但大約十年前,物理學家發現了一種叫做糾纏猝死(靜電放電)。
應用於黑洞時,它為已婚粒子提供了立即的出路。 但從理論上講,突然的破裂會在一次撞擊中釋放出巨大的能量,從而產生厄運防火牆在黑洞事件視界的門檻上。
正如您可能猜到的那樣,這會導致另一個悖論,這個悖論涉及等價原則。
實際上,以自由落體方式穿越事件視界的觀察者應該感覺自己好像在太空中自由漂浮。 一名遊客進入黑洞可能會慢慢拉伸成人類麵條潮汐力的作用,但跨越不歸線的第一步應該與之前的旅程沒有什麼不同。
受到強烈能量的衝擊幾乎肯定會被視為“突然的變化”,以物理學認為不可能的方式標記事件視界。
那麼答案是什麼呢?
現在,物理學家薩米爾·馬圖爾並不認為邊界是人們所吹捧的那樣。
“我們在這項新研究中展示的是防火牆論證中的一個缺陷,”馬圖爾說。
馬圖爾之前的作品圍繞著,它描述了以在多個維度振動的微小一維環的形式構成粒子的資訊。
馬圖爾與同事一起展示了這些弦如何不會遭受與它們所組成的粒子相同的命運,最終將訊息保留在奇點內。 整個資訊悖論在技術上是可以避免的。
但這並不一定意味著沒有霍金輻射,因此也就沒有防火牆。 那麼馬圖爾現在已經證明了這些弦可以將平滑定義的邊界變成更多的東西? 模糊。
“防火牆論證似乎是證明從地平線掉下來的東西會被燒毀的快速方法,”馬圖爾說。
“但我們現在看到,不可能有任何如此快速的論點;發生的事情只能通過弦理論中的詳細計算來決定。”
相反,接近黑洞的物體撞擊 ESD 產生的任何高能量粒子的機會微乎其微,這再次意味著,對於我們勇敢的太空遊客來說,邊界並不是一個特殊的地方。
“一旦一個人掉入黑洞,並被繩子纏住,就沒有簡單的方法可以決定他會有什麼感覺,”馬圖爾說。
弦理論仍然是等待實證支持的好想法之一。
好消息是這可能是尋找證據的一種方法。 壞消息是,任何願意測試它的無畏科學家在死後都會獲得任何讚譽。
這並不是說提供免費的毛茸茸的太空球擁抱對太空旅遊業來說不是好事。
這項研究發表於高能物理雜誌。