a 的事件视界物理学家提出,要么是一个看似平静的虚空,要么是一个火热的厄运地狱,这取决于你实际距离有多近。
事件视界上燃烧的火墙的存在已经成为过去几年理论物理学中最具争议的问题之一,加拿大不列颠哥伦比亚省维多利亚大学的几位科学家刚刚将自己置身于事件视界中。与的混合一篇有争议的新论文根据你的观点,这提出了黑洞的两种不同现实。
但一些背景信息可以帮助您首先加快速度。黑洞防火墙是一种假设现象,物体在经过事件视界时会产生如此多的能量,它会产生一堵真正的火墙,吞噬其路径上的任何东西。2012年提出,该假说试图用最广泛接受的解释来解决一个基本问题,即物质遇到黑洞时会发生什么。
问题是这样的。早在 20 世纪 70 年代,理论物理学家雅各布·贝肯斯坦表明从事件视界发射辐射 - 现在称为霍金辐射。他们建议单次排放涉及在事件视界附近形成的两个相互纠缠的粒子。一个落入黑洞,而另一个则以辐射的形式射回宇宙。
在很长一段时间内,所有这些逃逸质量将导致整个黑洞开始蒸发,并且由于量子力学表明宇宙中的信息永远不会被不可逆转地破坏,霍金和贝肯斯坦提出,黑洞所持有的信息垂死的黑洞最终以霍金辐射的形式退出。
但这就是事情变得棘手的地方,因为在黑洞寿命的最后阶段以辐射形式离开的粒子仍然必须与之前排出的辐射进行量子纠缠。但现在它们是传出的粒子,它们也必须与传入的伙伴进行量子纠缠,这违背了“一夫一妻制”的基本原则。'。
纠缠一夫一妻制表明,从蒸发黑洞中喷出的传出粒子不能同时与两个独立系统完全纠缠。因此,一方面,这些粒子必须具有一夫多妻制而非一夫一妻制的纠缠关系,但另一方面,根据我们目前对物理定律的理解,它们绝对不可能。
因此,我们遇到了一个不可能的情况,解决这个所谓的信息悖论的唯一方法就是承认在这种情况下都起作用的三个物理学基本理论之一是错误的:爱因斯坦的理论等价原则,这是他的一部分;单一性,这是量子物理学的一部分;或现有的量子场论。
“为了解决这个悖论,必须牺牲三人中的一个,而没有人能就哪一个应该被砍掉达成一致。”Jennifer Oulette 说道科学美国人。
输入,黑洞防火墙。该假设首先由加州大学圣巴巴拉分校的 Joseph Polchinski 领导的一组物理学家提出,假设这种一夫多妻制纠缠确实存在,但在形成时就以某种方式立即被打破。,这会在事件视界产生极大的能量,实际上会产生燃烧的火焰墙。
这项提议遭到了极大的愤怒在理论物理学界,这不仅仅是因为如果这是真的,那就意味着爱因斯坦的广义相对理论存在很大的错误。加州大学伯克利分校的弦理论家拉斐尔·布索(Raphael Bousso)表示:“防火墙根本不可能出现在空旷的空间中,就像砖墙不可能突然出现在空旷的场地中并打在你脸上一样。”早在2012年就说过。
然而,真正反驳它并不容易。 “如果防火墙论证中存在错误,那么这个错误并不明显。这是一个很好的科学悖论的标志,”欧莱特说。
快进到今天,黑洞防火墙仍然是许多理论物理学家想要摆脱的害群之马,但由于所有的悖论而未能令人信服地实现。现在,不列颠哥伦比亚省维多利亚大学的物理学家维尔纳·以色列 (Werner Israel) 和卡伦·坦贾武尔 (Karun Thanjavur) 发布了预印纸他们认为这个防火墙可能出现在事件视界附近,但他们对导致它的原因提供了全新的解释:
阿尼尔·阿南萨斯瓦米解释于新科学家:
“为了保持在黑洞的视界处,你需要不断加速远离它。一种称为安鲁效应的现象表明,加速会使你周围的真空空间似乎变热。加速远离太阳质量黑洞, Israel 表示,这个温度可能高达 1,010 开尔文。
“你会感觉自己好像被火焰吞没了,”他说。 ‘这是你的个人防火墙。’”
但他们提出,对于任何不在事件视界内的人来说,现实将会非常不同。研究人员在论文中总结道:“我们认为,霍金对的产生完全是一个低能量过程,其中永远不会出现纠缠。”在线发表于 arXiv.org。
所以基本上他们所说的是,对于坐在事件视界上的“观察者”来说,有一个现实——可怕的、火热的死亡,而不是由一夫多妻制纠缠的破裂造成的。 “这些观察者被安鲁温度下的加速辐射加热,并将地平线上的电子对形成视为一种高能现象,”他们提议。
然后,对于一个非常遥远的观察者来说,存在着一个完全不同的现实——一个低能量过程,不会产生。
只有在理论物理学中,你才能板着脸提出两种不同的现实。
现在,这篇论文尚未经过同行评审,其他科学家可能会在未来几周内对它进行实地考察,其中包括来自加州大学的史蒂夫·吉丁斯 (Steve Giddings)讲述新科学家标准量子理论并不支持他们的所有主张。但信息悖论仍然存在,任何让理论物理学家提出并讨论解决方案的认真尝试都是值得的——而且值得我们观看。
“有迹象表明我们需要一个新的机制,一个新的故事成分,”吉丁斯说。