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物理学家认为他们终于破解了斯蒂芬·霍金著名的黑洞悖论

  • 2022-03-18
  • Scien

在每个人心中坐有问题。当它们在亿万年的时间里逐渐消失为虚无时,它们也带走了宇宙的一小部分。坦率地说,这并不在规则书中。

这是一个迟来的悖论作为他对这些巨大物体的革命性工作的一部分,激励研究人员在半个世纪的大部分时间里修补潜在的解决方案。

物理学史上最伟大的两个理论之间存在着一个微小但重大的缺陷。找到一个解决方案可以让我们选择任一模型作为一个类粒子系统或在滚动的空间和时间背景下理解量子物理学。如果不是两者的结合。

英国、美国和意大利的物理学家最近尝试了一种新理论,当然搅动了有一些兴趣普通媒体,尽管我们还需要一段时间才能知道这是否是我们如此迫切寻求的解决方案。

从数学上来说,这是一个聪明的新旋转已经被搁置了一段时间的想法– 一个摆出姿势的人有点“毛茸茸的”。

要理解为什么毛状黑洞在悖论方面可能是有用的,首先要知道为什么会存在悖论,这一点很重要。

黑洞是一团紧密堆积的物质,它们的引力使空间和时间变得皱缩,以至于没有任何东西能够聚集逃逸所需的速度。

通常这不会是一个大问题。但大约半个世纪前,霍金意识到黑洞必须“发光”以一种相当独特的方式。它们对宇宙的扭曲会改变周围量子场的波状性质,从而产生一种形式的热辐射。

为了使数学上的一切平衡,这意味着黑洞将逐渐辐射能量,以加速的速度收缩,并最终消失。

通常,落入像恒星这样的辐射物体的信息会以从其表面射出的杂乱的颜色光谱来表示。或者死后留在冰冷、致密的外壳中。

对于黑洞来说并非如此。如果霍金的辐射理论是正确的,那么一切都会消失。这损害了量子物理学的大规则,即使粒子成为粒子的信息在宇宙中是保守的每时每刻。

关于黑洞信息库性质的争论的一个重要部分是,即使在它们滑出边缘之后,其内容的特征和行为仍然会在多大程度上继续影响周围的环境。

广义相对论中的黑洞有一些解决方案,可以识别黑洞的质量、角动量和电荷仍然对当地环境产生推拉作用。任何剩余连接宇宙中的物质被描述为头发,理论将它们的持久性假设为“是头发定理”。

拥有一点绒毛会给黑洞提供一条让它们的量子信息留在宇宙中的路径,即使它们确实会随着时间的推移而消失。

因此,理论学家一直在忙于寻找方法,使告诉空间和时间如何弯曲的定律与告诉粒子如何共享信息的定律相啮合。

这种新的解决方案以理论粒子的形式将量子思维应用于重力,称为吸引。这些并不是电子和夸克等真正的粒子,因为还没有人亲眼见过它们。它们甚至可能根本不存在。

这并不意味着我们无法弄清楚如果它们存在的话它们会是什么样子,或者考虑它们可能在其中运行的可能的量子态。

通过引力子在某些能量条件下可能表现的一系列逻辑步骤,该团队展示了一个合理的模型,说明黑洞内部的信息如何通过其不归路与周围空间保持联系——就像黑洞引力场(毛发)的轻微扰动。

作为一种理论,它是一个基于坚实框架的有趣理论。但要让这个悖论“得到解决”,还有很长的路要走。

一般来说,科学进步有两种方式。一是看到一些奇怪的事情,并尝试解释它。另一种是猜测一些奇怪的东西,然后尝试找到它。

在我们解决物理学最令人困惑的悖论之一的过程中,拥有这样的理论图是非常宝贵的。

这项研究发表于物理评论快报。

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