根据一个著名的理论,随着时间的推移蒸发,当事件视界对周围的量子场造成严重破坏时,它们会以一种奇怪的辐射形式逐渐失去质量。
但事实证明,事件视界的戏剧性悬崖对于这一过程可能并不那么重要。 根据荷兰拉德堡德大学天体物理学家 Michael Wondrak、Walter van Suijlekom 和 Heino Falcke 的最新研究,时空曲率足够陡的斜率也能起到同样的作用。
这意味着,或与之非常相似的东西,可能不仅限于黑洞。 它可能无处不在,这意味着宇宙正在我们眼前非常缓慢地蒸发。
“我们证明了这一点,”万德拉克 说”,“除了众所周知的霍金辐射之外,还有一种新形式的辐射。
霍金辐射是我们从未能够观察到的东西,但理论和实验表明它是合理的。
这是其工作原理的非常简单的解释。 如果您对黑洞有所了解,那么它们可能是宇宙吸尘器,以引力吞噬其附近的一切,以无情的结局,对吧?
嗯,情况或多或少是这样的,但黑洞的引力并不比任何其他同等质量的天体更大。 它们拥有的是密度:大量的质量被挤进一个非常非常小的空间。 在距离该致密物体一定距离内,引力变得如此之强,以至于逃逸速度(逃逸所需的速度)变得不可能。 即使真空中的光速(宇宙中最快的物体)也不够。 这种接近度被称为事件视界。
霍金在数学上证明事件视界可能会干扰复杂的混合波动在量子场的混沌中荡漾。 通常会相互抵消的波不再相互抵消,导致产生新粒子的概率不平衡。
这些自发产生的粒子内的能量直接与。 微小的黑洞会在事件视界附近形成高能粒子,这会迅速带走黑洞的大量能量,导致致密物体迅速消失。
大黑洞会以难以察觉的方式发出冷光,导致黑洞在更长的时间内逐渐失去其质量能量。
A假设在电场中也会发生非常相似的现象。 被称为施温格效应的电量子场中足够强的波动会破坏虚拟电子-正电子粒子的平衡,导致一些粒子突然出现。 然而,与霍金辐射不同的是,施温格效应不需要地平线——只需要一个令人惊叹的强大场。
Wondrak 和他的同事想知道是否有一种方法可以让粒子出现在弯曲的时空中,类似于施温格效应,因此他们在一系列引力条件下用数学方法重现了相同的效应。
“我们证明,在黑洞之外,时空曲率在产生辐射方面发挥着重要作用,”范·苏伊勒科姆解释说。 “粒子已经被引力场的潮汐力分离。”
任何质量或密度适当的物体都可以产生显着的时空弯曲。 基本上,这些物体的引力场导致它们周围的时空扭曲。 黑洞是最极端的例子,但时空也会围绕其他致密的死亡恒星(例如中子星和白矮星)以及极其巨大的物体(例如星系团)弯曲。
研究人员发现,在这些情况下,引力仍然可以影响量子场的波动,足以产生与霍金辐射非常相似的新粒子,而不需要事件视界的催化剂。
“这意味着没有事件视界的物体,例如死亡恒星的残余物和宇宙中的其他大型物体,也有这种辐射,”法尔克 说。
“而且,经过很长一段时间,这将导致宇宙中的一切最终消失,就像黑洞一样。这不仅改变了我们对霍金辐射的理解,也改变了我们对宇宙及其未来的看法。”
不过,在不久的将来,您无需担心任何事情。 黑洞的质量相当于太阳(视界直径为仅6公里或 3.7 英里,顺便说一句)1064年蒸发。
在我们全部消失在冰冷的光芒中之前,我们还有时间消磨时光。
该研究发表于物理评论快报,并且可用于arXiv。