六年前,一群天体物理学家惊人地意识到,如果关于量子物理学的某些假设如果是真的,他们的视野应该充满高能粒子。
这个“防火墙”将带来一个大问题,不仅对自杀的太空游客来说,而且对物理学本身也是如此。 它不应该在那里。
现在我们或许可以松口气了——但前提是我们把黑洞想象成毛茸茸的地方。
美国俄亥俄州立大学的三位物理学家想出了一种创新方法来解决一直令人沮丧的问题过去几年的爱好者通过转向弦理论。
黑洞是密度如此疯狂的物体,进入的物质永远无法以足够快的速度再次出来,并且会变成一种称为量子混合态的东西。
似乎确实来自黑洞的一件事就是悖论。 很多。
我们将带您了解大多数重大问题。
悖论命中列表
可以说,最著名的悖论是黑洞内混乱的信息与信息不能被创建或销毁的物理定律之间的矛盾。
已故提出了一个可以解决这个问题的漏洞。 黑洞周围场的波动可能会产生通常会相互抵消的粒子对。
如果靠近洞边缘的一个粒子滑了进去,并且它的反粒子伙伴飞走了,那么整个“信息无法被破坏”的问题可能就会得到解决。
霍金辐射从未被观察到,但就物理学家而言,这仍然是一个相当安全的赌注。 不幸的是,它也有其自身的悖论。
即使分开在黑洞视界的两侧,由于它们共同的起源,它们仍然纠缠在一起。 这是一种量子力学的说法,如果你测量一个粒子的属性,你就会立即了解另一个粒子的一些信息。
消失在黑洞内部的粒子也会与所有的粒子纠缠在一起。它过去已经从黑洞中发出嘶嘶声。 不幸的是,这违背了另一个基本属性,称为“纠缠的一夫一妻制”。
就像宇宙中最相思的耦合一样,两个彼此最大限度纠缠的粒子无法将第三个粒子带入他们的关系中。 一个进入黑洞中心的粒子正在犯下严重的罪行。
在粒子世界中离婚是可能的,但它很混乱。 并且暴力。
虽然随着时间的推移,量子涨落的一般噪声甚至会逐渐侵蚀最强大的纠缠,但大约十年前,物理学家发现了一种叫做纠缠猝死(静电放电)。
应用于黑洞时,它为已婚粒子提供了立即的出路。 但从理论上讲,突然的破裂会在一次撞击中释放出巨大的能量,从而产生厄运防火墙在黑洞事件视界的门槛上。
正如您可能猜到的那样,这会导致另一个悖论,这个悖论涉及等价原则。
实际上,以自由落体方式穿越事件视界的观察者应该感觉自己好像在太空中自由漂浮。 一名游客进入黑洞可能会慢慢拉伸成人类面条潮汐力的作用,但跨过不归线的第一步应该与之前的旅程没有什么不同。
受到强烈能量的冲击几乎肯定会被视为“突然的变化”,以物理学认为不可能的方式标记事件视界。
那么答案是什么呢?
现在,物理学家萨米尔·马图尔并不认为边界是人们所吹捧的那样。
“我们在这项新研究中展示的是防火墙论证中的一个缺陷,”马图尔说。
马图尔之前的作品围绕着,它描述了以在多个维度振动的微小一维环的形式构成粒子的信息。
马图尔与同事一起展示了这些弦如何不会遭受与它们所组成的粒子相同的命运,从而最终将信息保留在奇点内。 整个信息悖论在技术上是可以避免的。
但这并不一定意味着没有霍金辐射,因此也就没有防火墙。 因此,马图尔现在表明,这些字符串可以将平滑定义的边界变得更加……模糊。
“防火墙论证似乎是证明从地平线掉下来的东西会被烧毁的快速方法,”马图尔说。
“但我们现在看到,不可能有任何如此快速的论证;发生的事情只能通过弦理论中的详细计算来决定。”
相反,接近黑洞的物体撞击 ESD 产生的任何高能粒子的机会微乎其微,这再次意味着,对于我们勇敢的太空游客来说,边界并不是一个特殊的地方。
“一旦一个人掉入黑洞,并被绳子缠住,就没有简单的方法可以决定他会有什么感觉,”马图尔说。
弦理论仍然是等待实证支持的好想法之一。
好消息是这可能是寻找证据的一种方法。 坏消息是,任何愿意测试它的无畏科学家在死后都会获得任何赞誉。
这并不是说提供免费的毛茸茸的太空球拥抱对太空旅游业来说不是好事。
这项研究发表于高能物理杂志。