黑洞蒸发后是啥样?新研究这样说!
7月20日消息,最近基于弦论的新研究认为,黑洞蒸散后可能会形成人类理论上能接触到的残块,或者说一个不会被事件视界所笼罩的奇点。
自从史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)发现黑洞会蒸散后,人们就知道黑洞可能会从宇宙中消亡。但目前科学家有关引力和量子力学的见解还不足以描述黑洞生命的最后时刻。
但基于弦论的新研究提出,黑洞死亡后可能会形成人类可以接触到的残块。
霍金辐射的重要性
严格意义上说,黑洞并不是完全漆黑的。在爱因斯坦的广义相对论中,所有物理定律在任何参考系中都取相同形式,在这种情况下的黑洞永远是漆黑一片,一旦形成就会一直留在那里。但在20世纪70年代,霍金使用量子力学来探索黑洞边界附近发生的事情,也就是所谓的视界。
霍金发现,宇宙的量子场和视界的单向势垒之间存在奇怪相互作用,为能量提供了一条从黑洞逃逸出去的通道。能量会以缓慢稳定的辐射和粒子流从黑洞向外发散,也就是后来被称为霍金辐射的粒子流。随着能量一点点逃逸,黑洞会失去质量,从而缩小,最终完全消失。
霍金辐射造成了所谓的黑洞信息悖论。科学家认为,所有关于坠入黑洞的物质的信息都会穿过视界。但是霍金辐射本身并不携带任何信息。当黑洞最终消失后,内部所有的信息都去哪里了呢?
超越爱因斯坦
对物理学家来说,黑洞信息悖论表明人类还没有理解某些东西。这可能是因为人类不了解量子信息、引力或视界的本质。解决黑洞信息悖论的“最简单”方法就是构建一种超越爱因斯坦广义相对论的新引力理论。
科学家已经知道,爱因斯坦的广义相对论在黑洞中心会失效。黑洞是时空中被称为奇点的微小孔洞,那里的密度趋于无穷大。正确描述奇点的唯一方法是引入量子引力理论,其能够正确预测强引力在极其微观尺度上的表现。
不幸的是,目前科学家有关量子引力的理论见解匮乏。直接观察奇点固然很好,但根据广义相对论的说法,奇点被锁在黑洞的事件视界后面,人类无法接触到它们。
但通过研究霍金辐射过程,科学家或许能找到一条接近奇点的捷径,并了解所发生的物理现象。当黑洞蒸散时,它们会变得越来越小,视界也会离中心奇点越来越近。在黑洞生命的最后时刻,引力变得极大而黑洞本身变得极小,以至于科学家无法用现有理论正确进行解释。因此,最好的方法是引入新的引力理论。在新研究中,科学家就是用弦论对广义相对论进行修正。
裸奇点
这种修正后的理论并不一定能正确替代爱因斯坦的广义相对论,但可以让科学家深入研究引力在接近量子极限时会发生什么。最近,一个理论团队就使用所谓的爱因斯坦-膨胀-高斯-贝内特引力理论(Einstein-dilaton-Gauss-Bonnet )来研究黑洞蒸散后的最终状态,相关论文发表在今年5月份的他们在5月份发表在预印本数据库arXiv上。
由于用弦论对广义相对论进行了修正,其中有大量近似和猜测,研究小组的结果细节有些模糊,但总体上描绘出黑洞蒸散后会发生什么。
爱因斯坦-膨胀-高斯-贝内特引力理论的一个关键特征是,黑洞有最小质量,所以基于此能够研究出当一个不断蒸散的黑洞开始达到最小质量时会发生什么。
根据理论的确切性质和黑洞的演化进程,黑洞蒸散过程中会留下一个微小的残块。这个残块不再有视界,所以理论上人类可以接触到它。虽然这个残块非常奇特,但至少会保留掉入原始黑洞的所有信息,从而解决霍金辐射带来的黑洞信息悖论。
另一种可能性是,黑洞达到最小质量,脱离视界,但仍然有一个奇点。在爱因斯坦的广义相对论中,这种“裸奇点”似乎并不成立。但如果它们存在,将会为人类打开进入量子引力领域的大门。
目前还不清楚爱因斯坦-膨胀-高斯-贝内特引力理论是否是人类通往量子引力的有效路径。但这种研究有助于物理学家解释黑洞这种宇宙中最复杂的场景。(辰辰)
关键词: 黑洞蒸发后是啥样 黑洞蒸发 人类理论 人类理论残块
推荐阅读
最小的马产地在哪 最小的马产地有哪些?
见过最小的马长啥样?如图所示:马儿在我们的印象中是疾驰飞奔、健硕高大的形象,但是图中这种马完全颠覆我们的对马儿的印象,究竟是怎么回 【详细】
6月16日是什么日子? 为什么美国宇航局6月16日致敬?
您可以使用Freedom做到惊人。6月快乐。Godspeed在您的旅程中。1月16日纪念1865年6月19日,当时少将戈登·格兰杰(Gordon Granger)将军抵达 【详细】
运动型轿车是什么 运动型轿车与普通车有何区别?
运动型轿车凭借着外观酷炫,动力性能强的特点,深受国内众多消费者的喜爱。特别是在年轻消费者心目中,运动型轿车基本上是购车的首选。但是 【详细】
汽油清洗剂是什么 汽油清洗剂加在汽油里是干嘛的?
最近有很多车主反映加油的时候总是建议用汽油清洁剂。但是,大部分人还是不太了解,还有就是一部分人纳闷汽油清洗剂加在汽油里是干嘛的?汽 【详细】
中国最便宜的汽车是哪个 最便宜的汽车汇总
现在汽车已经成为了大家最常见的交通代步工具了。但是,依然还是有很多的家庭非常的需要代步工具,却买不起特别贵的汽车。所以今天,我们就 【详细】
相关新闻
- 核电电站有哪些 现在运营中发电量最大的核电电站有哪些?
- 当前短讯!pools(每日新闻播报(August 16))
- 最新快讯!nbsp(找到了!失联4天4夜的义乌男孩终于找到了!还好有惊无险!)
- 投资养蚕的方法是什么?投资养蚕的方法介绍
- “守艺·匠新”成都优秀传统文化艺术季“天府潮·锦里情”启幕
- 世界报道:郑州金水区单采核酸地点有哪些?持续更新
- 易趣网的劣势 易趣网的劣势有哪些?
- 日全食是什么 日全食总共分几步?
- 最小的马产地在哪 最小的马产地有哪些?
- 6月16日是什么日子? 为什么美国宇航局6月16日致敬?
- 动态:苹果在iOS 16.3 Beta 2中调整“SOS紧急联络”功能触发方式
- 离谱!小米员工吐槽Redmi新机支持双SIM卡+TF卡
- 环球热头条丨B站增发新股约4.1亿美元,用于回购可转债
- 环球热门:relax什么意思(“神经紧绷”英语怎么说?一个英语单词搞定,so easy)
- 世界快看点丨藕粉的作用(冬吃莲藕补中益气健脾胃)
- 中国人得过诺贝尔奖的是谁 中国人得过诺贝尔奖的有几人?
- 玛雅文明是什么 玛雅文明算一个高度发达的文明吗?
- 环球信息:如何在国内正常使用TikTok?
- 女闺蜜是什么意思(女生喜欢你的几大表现 你遇到过几个?)
- 快资讯丨shift键(Excel 中 Shift键的奇妙玩法,你知道几个?)