物理學家偶然對黑洞有了新的發現

鑑於我們確認黑洞存在的第一次直接探測是在本世紀才發生的,人類對這些神秘的宇宙物體知之甚少是可以原諒的。我們甚至不知道我們不知道的一切,這一事實在一項新發現中得到了證明。在執行黑洞熵的量子引力校正方程時,一對物理學家發現黑洞對它們周圍的空間施加壓力。

物理學家偶然對黑洞有了新的發現

可以肯定的是,壓力不大,但這一發現與斯蒂芬霍金的預測驚人地一致,即黑洞發出輻射,因此不僅有溫度,而且在沒有吸積的情況下隨著時間的推移慢慢縮小。

英國蘇塞克斯大學的物理學家和天文學家 Xavier Calmet 說:我們發現施瓦西黑洞有壓力和溫度,這更令人興奮,因為這完全是一個驚喜。

如果你只考慮廣義相對論中的黑洞,就可以證明它們的中心有一個奇點,我們所知道的物理定律必須在那裡崩潰。

希望當量子場論被納入廣義相對論時,我們或許能夠找到對黑洞的新描述。當他們發現這一發現時,卡爾梅特和他在蘇塞克斯大學的同事、物理學家和天文學家福克特·柯伊伯斯正在使用量子場論進行計算,試圖探測黑洞的事件視界。

具體來說,他們試圖瞭解黑洞事件視界的波動,以糾正其熵,即從有序到無序發展的衡量標準。

當他們進行這些計算時,Calmet 和 Kuipers 不斷地發現他們的方程中出現了一個額外的數字,但他們花了一段時間才意識到他們在看什麼——壓力。

“當我們意識到神秘的結果在我們的公式告訴我們,黑洞,我們正在研究有壓力銷降的時刻-它拼殺個月後-是令人振奮,”庫伊佩爾斯說。

目前還不清楚是什麼造成了壓力,根據團隊的計算,它非常小。此外,它是負的,與地球在海平面上的 1bar 相比,表示為 -2E -46 bar 對於一個太陽質量的黑洞。

這正是它聽起來的意思,黑洞會縮小,而不是增長。這與霍金的預測一致,儘管此時無法確定負壓與霍金輻射的關係,或者即使這兩種現象相關。

然而,這一發現可能對我們將廣義相對論與量子力學平方的嘗試產生有趣的影響。

黑洞被認為是這項工作的關鍵。黑洞奇點在數學上被描述為一個密度極高的一維點,在這一點上廣義相對論崩潰了,但它周圍的引力場只能用相對論來描述。

弄清楚這兩種機制如何結合在一起也可以幫助 tp 解決一個非常棘手的黑洞問題。根據廣義相對論,在黑洞之外消失的資訊可能永遠消失。在量子力學下,它不可能。這就是黑洞資訊悖論,用數學方法探索黑洞周圍的時空可以幫助解決它。

我們的工作是朝著這個方向邁出的一步,卡爾梅特說,雖然我們正在研究的黑洞施加的壓力很小,但它的存在開闢了多種新的可能性,跨越天體物理學、粒子物理學和量子物理學。

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