介紹
經過漫長的物理職業生涯,斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)今天(3月14日)去世。一些已故的宇宙學家最令人印象深刻的作品解決了黑洞 - 那些無限密集的物質的斑點幾乎什麼都無法逃脫。這些引人入勝的宇宙真空吸塵器似乎無視宇宙應該是什麼樣子的許多概念,而霍金的工作對於完善我們對這些奇異的天體對象的理解至關重要。從意識到黑洞不是真正的黑洞到可能從它們發出的“頭髮”,這是霍金關於黑洞最奇怪的想法中的幾個。 [我們從斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)的書中學到的8件令人震驚的東西這是給出的
黑洞有頭髮
在他的晚年,霍金繼續發展他的黑洞理論。科學家最初認為黑洞是“禿頭的”,這意味著它們的邊緣沒有復雜的細節,除了它們的質量,棱角動量和旋轉外,它們都是相同的。但是在2016年,霍金和哈佛大學物理學家安德魯·斯特羅辛格(Andrew Strominger)提出黑洞的奢華作物“頭髮”- 以零能量顆粒的長鏈形式,這些顆粒從其事件範圍內發出。因此,這個想法是,實際上可能將某些被黑洞吞噬的信息存儲在這些頭髮中。
黑洞可能會嘶啞並爆炸
最初,研究人員認為絕對沒有任何東西可以逃脫一個黑洞,這意味著所有通過其事件視野的一切都會被撕開,吞噬並且從未見過收穫,而黑洞會越來越大。但是在1970年代,霍金(Hawking)發展了鷹輻射,這意味著黑洞可能不會隨著時間的推移而擴張最終溶解。這個想法依賴於兩個怪異的現象:量子波動,亞原子顆粒(很少)自發存在的奇異能力和量子隧道,這使顆粒基本上可以通過難以掩蓋的障礙物鑽出。有時,例如,物質和反物質顆粒會突然從一無所有地出現,然後互相消滅,如果發生在黑洞的邊界處,則粒子有可能在黑洞的外邊緣彈出並放大太空,因此其反物質伴侶沒有機會將其吸入黑洞中心。隨著時間的流逝,這將意味著黑洞正在洩漏,最終將減小尺寸。但是,為了逃脫,粒子在大小的黑洞順序上需要非常大,這意味著只有非常低的能量光才能洩漏出最大的黑洞。到目前為止,沒有人直接測量過鷹的輻射,但大多數物理學家都確信它存在,現場科學先前報導。
宇宙以奇異性開始
霍金對物理學的最早貢獻之一是他於1966年為劍橋大學寫的博士學位論文,他認為宇宙是最初是無限且無限緻密的物質斑點自身捲曲 - 將大爆炸概念化的第一種現代方式。雖然原始斑點是一個奇異性,而黑洞也是一個奇異的,但事實證明,宇宙起源的原始物質不是黑洞,因為物質可以逃脫它。取而代之的是,雖然有問題的另一種方法是將其概念化為“白洞”,這是黑洞的時期版本,根據加利福尼亞大學河濱分校的數學家約翰·貝茲(John Baez)的說法。貝茲說,雖然大爆炸可能不是起源於白洞,但我們必須等到宇宙的盡頭才能發現。
迷你黑洞可以為宇宙供電
宇宙中最大的黑洞被認為是超大的黑洞,位於星系中心,比我們的太陽巨大數十億倍,而黑洞也大約是太陽質量的10倍。但是科學家還提出了一些較小的堂兄,這將是地球山的大小。因為它們是如此小(鷹輻射允許顆粒只有在黑洞大小的波長時才能逸出),所以這些迷你黑色的孔可能會噴出更高的能源顆粒,然後可以用作電源。
“一個山大小的黑洞將以約1000萬兆瓦的速度散發X射線和伽馬射線,足以為世界的電力供應供電,”霍金在2016年2月2日的演講中說。 “但是,利用一個迷你黑洞並不容易。您無法將其放在電站,因為它會掉到地板上並最終到達地球中央。”
黑洞沒有邊界
2014年,霍金甚至質疑黑洞的基本概念之一 - 事件範圍之外什麼都無法逃脫。在預印本網站Arxiv.org上的一篇論文中,Hawking提出了事件視野不是固定的邊界,而是根據黑洞內部的亞原子顆粒而瘋狂地移動。開發了波動黑洞邊界的概念,以解決所謂的防火牆悖論。這是因為一個事實是,宇航員越過黑洞,當他越過賽事地平線時,沒有什麼不尋常的,因為他會自由地摔倒,不會遇到任何力量。但是,霍金輻射預測,應該有一個“地獄之戒”,它在事件視野內部,這將在宇航員有機會被黑洞殺死之前焚化宇航員。缺乏固定的事件視野是試圖調和這兩個概念的嘗試,儘管當時的物理學家說霍金的解釋並沒有做到這一點。
最初出版現場科學。