
如果大多數人對黑洞一無所知,他們可能知道沒有什麼可以逃脫的,甚至沒有光線。
但是這個最基本的宗旨黑洞量子力學理論實際上已經被駁回了,在今天(8月2日)在《科學雜誌》上在線發表的一篇文章中,新澤西州普林斯頓州普林斯頓州高級研究研究所的理論物理學家愛德華·維滕(Edward Witten)解釋說。
在物理的古典圖片中,黑洞是令人難以置信的密度物體,空間和時間扭曲得如此之多,以至於沒有什麼可以擺脫引力的掌握。在同一科學問題的另一篇文章中,理論物理學家Kip Thorne的Caltech將其描述為“完全,僅由彎曲的時空製成”。
然而,這張基本的圖片似乎與量子力學,它控制著宇宙最小的元素。
維滕在本週的科學播客中說:“您從經典的一般相對性以及每個人對黑洞的理解中得到的東西,它可以吸收附近的任何東西,但不能發出任何東西。但是,量子力學不允許這種對象存在。”
Witten解釋說,在量子力學中,如果可能反應,也可以使用相反的反應。過程應該是可逆的。因此,如果一個人可以被黑洞吞嚥以形成一個稍微重的黑洞,那麼沉重的黑洞應該能夠吐出一個人並變成一個稍微較輕的黑洞。然而,沒有什麼應該從黑洞中逃脫。 [照片:宇宙的黑洞這是給出的
為了解決困境,物理學家研究了熵的概念,一種對無序或隨機性的測量。熱力學定律指出,在宏觀世界中,不可能減少宇宙的熵 - 只能增加。如果一個人掉入黑洞,熵將增加。如果該人要退出它,那麼通用的熵塔利將會下降。出於同樣的原因,水可以從杯子裡溢出到地板上,但不會從地板流入杯子。
該原理似乎解釋了為什麼物質落入黑洞的過程不能逆轉,但它僅適用於宏觀層面。
物理學家史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)著名地意識到,在微觀,量子機械水平上能逃離黑洞。他預測黑洞將在他稱為的過程中自發發射顆粒鷹輻射。因此,量子力學駁斥了黑洞的基本原則之一:沒有什麼可以逃脫的。
Witten解釋說:“儘管黑洞永遠不會發出宇航員,桌子或椅子,但實際上,它肯定會散發出普通的基本粒子或原子。”
但是,科學家尚未觀察到鷹輻射。
維滕寫道:“不幸的是,由恆星崩潰或星系中心形成的通常的天體黑洞太大了,太遠了,無法進行微觀細節,”
維滕的論文是五篇新論文本週的科學總結了黑洞研究狀態。
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