a 的事件視界物理學家提出,要不是看似平靜的虛空,就是火熱的厄運地獄,這取決於你實際距離有多近。
事件視界上燃燒的火牆的存在已經成為過去幾年理論物理學中最具爭議的問題之一,加拿大不列顛哥倫比亞省維多利亞大學的幾位科學家剛剛將自己置身於事件視界中。一篇有爭議的新論文根據你的觀點,這提出了黑洞的兩種不同現實。
但一些背景資訊可以幫助您首先加快速度。黑洞防火牆是一種假設現象,物體在經過事件視界時會產生如此多的能量,它會產生一堵真正的火牆,吞噬其路徑上的任何東西。2012年提出,該假說試圖用最廣泛接受的解釋來解決一個基本問題,即物質遇到黑洞時會發生什麼。
問題是這樣的。 早在 1970 年代,理論物理學家雅各貝肯斯坦表明從事件視界發射輻射 - 現在稱為霍金輻射。 他們建議單次排放涉及在事件視界附近形成的兩個相互糾纏的粒子。 一個落入黑洞,而另一個則以輻射的形式射回宇宙。
在很長一段時間內,所有這些逃逸質量將導致整個黑洞開始蒸發,並且由於量子力學表明宇宙中的信息永遠不會被不可逆轉地破壞,霍金和貝肯斯坦提出,黑洞所持有的信息垂死的黑洞最終以霍金輻射的形式退出。
但這就是事情變得棘手的地方,因為在黑洞壽命的最後階段以輻射形式離開的粒子仍然必須與先前排出的輻射進行量子糾纏。 但現在它們是傳出的粒子,它們也必須與傳入的伙伴進行量子糾纏,這違反了「一夫一妻制」的基本原則。'。
糾纏一夫一妻製表明,從蒸發黑洞噴出的傳出粒子不能同時與兩個獨立系統完全糾纏。 因此,一方面,這些粒子必須具有一夫多妻製而非一夫一妻制的糾纏關係,但另一方面,根據我們目前對物理定律的理解,它們絕對不可能。
因此,我們遇到了一個不可能的情況,解決這個所謂的資訊悖論的唯一方法就是承認在這種情況下都起作用的三個物理學基本理論之一是錯誤的:愛因斯坦的理論等價原則,這是他的一部分;單一性,這是量子物理學的一部分; 或現有的量子場論。
“為了解決這個悖論,必須犧牲三人中的一個,而沒有人能就哪一個應該被砍掉達成一致。”Jennifer Oulette 說科學美國人。
輸入,黑洞防火牆。 這個假設首先由加州大學聖塔芭芭拉分校的 Joseph Polchinski 領導的一組物理學家提出,假設這種一夫多妻制糾纏確實存在,但在形成時就以某種方式立即被打破。,這會在事件視界產生極大的能量,實際上會產生燃燒的火焰牆。
這項提議遭到了極大的憤怒在理論物理學界,這不僅是因為如果這是真的,那就意味著愛因斯坦的廣義相對理論有很大的錯誤。 加州大學柏克萊分校的弦理論家拉斐爾·布索(Raphael Bousso)表示:「防火牆根本不可能出現在空曠的空間中,就像磚牆不可能突然出現在空曠的場地中並打在你臉上一樣。早在2012年就說過。
然而,要真正反駁它並不容易。 “如果防火牆論證中存在錯誤,那麼這個錯誤並不明顯。這是一個很好的科學悖論的標誌,”歐萊特說。
快進到今天,黑洞防火牆仍然是許多理論物理學家想要擺脫的害群之馬,但由於所有的悖論而未能令人信服地實現。 現在,不列顛哥倫比亞省維多利亞大學的物理學家維爾納·以色列 (Werner Israel) 和卡倫·坦賈武爾 (Karun Thanjavur) 發布了預印紙他們認為這個防火牆可能出現在事件視界附近,但他們對導致它的原因提供了全新的解釋:
阿尼爾·阿南薩斯瓦米解釋於新科學家:
「為了保持在黑洞的視界處,你需要不斷加速遠離它。一種稱為安魯效應的現象表明,加速會使你周圍的真空空間似乎變熱。加速遠離太陽質量黑洞, Israel 表示,這個溫度可能高達1,010 開爾文。
「你會感覺自己好像被火焰吞沒了,」他說。 ‘這是你的個人防火牆。
但他們提出,對於任何不在事件視界內的人來說,現實將會非常不同。 研究人員在論文中總結道:“我們認為,霍金對的產生完全是一個低能量過程,其中永遠不會出現糾纏。”線上發表於 arXiv.org。
所以基本上他們所說的是,對於坐在事件視界上的「觀察者」來說,有一個現實——可怕的、火熱的死亡,而不是由一夫多妻制糾纏的破裂造成的。 “這些觀察者被安魯溫度下的加速輻射加熱,並將地平線上的電子對形成視為一種高能量現象,”他們提議。
然後,對於一個非常遙遠的觀察者來說,存在著一個完全不同的現實——一個低能量過程,不會產生。
只有在理論物理學中,你才能板著臉提出兩種不同的現實。
現在,這篇論文尚未經過同行評審,其他科學家可能會在未來幾週內對它進行實地考察,其中包括來自加州大學的史蒂夫·吉丁斯 (Steve Giddings)講述新科學家標準量子理論並不支持他們的所有主張。 但資訊悖論仍然存在,任何讓理論物理學家提出並討論解決方案的認真嘗試都是值得的——而且值得我們觀看。
“有跡象表明我們需要一個新的機制,一個新的故事成分,”吉丁斯說。